Химическая формула

КН₂Р0₄ KD₂P0₄ NH₄H₂P0₄

CSH2ASO4

Li Юз

CdGeAs₂

LiNb0₃

Ag₃AsS₃

КТЮРО4

^p-BaB₂^0,

1

d₃₁ = азг _ d.2i is = 12,7

^36=^14=538

d^ = 12,5 d₂₂^ 6,35 dl -25,5 d₂₂ = 41.34 rf₃i = 13 d_z2 = 10

^,5 = 12.2

<*22=4,1

Класс сим­метрии	Область прозрач­ности, мкм	шення, ГВт'/см2
42m	0,22—1,5	0,2
42m	0,22 1,5	0,2
42m	0,2-1.2	0,5
42m	0,26-1,4	0,5
6	0,3-5,5	0,5
42m	2,4-20	0,04
3m	0,4-5	0,05
3m	0,6-13	0,05
mm2	0,35-4,5	1

3m

0,19-3 5

нормированы на коэффициент для KDP, численная величина ко­торого равна ^зб ~ 0,5«10~¹² м/В.

В соответствии с нашим описанием свойств анизотропной среды покажем, как может быть осуществлен фазовый синхро­низм для конкретного кристалла точечной группы симметрии

42т. Из выражений (8.55) следует, что, если E_z = О, лишь поля­ризация Р₂ не обращается в нуль и, таким образом, имеет тен­денцию генерировать волну второй гармоники с ненулевой z-компонентой. Напомним (см. рис. 8.5), что волна с Е_г = 0 яв­ляется обыкновенной, в то время как волна с E_z Ф О —необык­новенной. Следовательно, в этом слу­чае обыкновенная волна на основной

fb(cj)

частоте ш стремится генерировать не­обыкновенную волну с частотой 2<*>. Чтобы удовлетворить условию фазо­вого синхронизма, основную волну мо­жно пустить под углом к оптиче­ской оси так, чтобы

п_е{2<&> Q_m) = n₀(v). (8.56)

Это МОЖНО ПОНЯТЬ С помощью Рис. 8.7. Угол фазового

рис. 8.7„„_а котор₉м показаны „_ересе- синхцнизмаД в случае чения поверхностей нормалей п<>(со) и _Ки типа I в отрицательном

_{яЛ2ш, 0) ПЛОСКОСТЬЮ, содержащей ОСЬ одноосном кристалле,}

г и направление распространения. За­метим, что вследствие дисперсии (нормальной) мы имеем по (to) <л₀(2о>)=л_е(2<а, 0). Отсюда следует, что «обыкновен­ная» окружность (для частоты о>) пересекает «необыкновенный» эллипс (для частоты 2а>) под некоторым углом 6_т¹».Для света, распространяющегося под углом 6_т к оптической оси (т. е. для всех направлений лучей, лежащих на поверхности конуса вра­щения вокруг оси г с углом конуса е*,), условие (8.56) удовле­творяется и следовательно, выполняется условие фазового син­хронизма. Однако следует заметить, что, если в_т^90°, то будет иметь место двулучепреломление. т. е. поток энергии необыкно­венной волны (вторая гармоника) будет распространяться под углом, несколько отличным от е.. Таким образом, пучокосновной волны и пучок волны второй гармоники будут распространяться

*> Следует заметить, что это пересечение возможно, вообще говоря, только если п_е (2ш, 90°) < п₀ («). В противном случае эллипс М2со) (см; рис. 8.7) будет лежать полиостью вне окружности ло(са). Таким образом, п.(2а, 90°) = п_е(2а) < п_а(и>) < я.(2ш). откуда следует, что двулучепрелом­ление кристалла п.(2<о)-в. (2о>) должно быть больше, чем дисперсия п₀ (2со) — п₀ (<й) кристалла.

в несколько различных направлениях (хотя и удовлетворяющих условиям фазового синхронизма). Это накладывает верхний предел на длину взаимодействия основного пучка конечного поперечного сечения в кристалле. Данное ограничение можно преодолеть, если возможно использовать угол 6** = 90 , т. е. реализовать случай /г_е(2ш, 90°) = я_о(ю). Такой тип фазового синхронизма называется 90°-ным фазовым и в

некоторых случаях его можно получить, изменяя температуру кристалла, поскольку в общем случае п_е и п_с по-разному зависят от температуры. Подводя итоги проведенному выше рассмотрению, можно утверждать, что в отрицательном одно­осном кристалле (с достаточной величиной двулучепреломле-

ния) фазовый синхронизм достижим, когда обыкновенный луч на частоте ш [луч Е_х в (8.55в)] соединяется с обыкновенным лу­чом, имеющим также частоту о> [луч Е_у в (8.55в)], в результате чего образуется необыкновенный луч с частотой 2ш, или в соот­ветствующих обозначениях о_ф + о_ф-+е_2ф. Этот процесс назы­вается генерацией второй гармоники типа I. В отрицательном одноосном кристалле при наличии фазового синхронизма воз­можно также существование другого вида ГВГ, называемого процессом типа II. В этом случае обыкновенная волна на ча­стоте CD может соединиться с необыкновенной волной, имеющей также частоту ш, вследствие чего возникнет необыкновенная волна с частотой 2ш, или в соответствующих обозначениях о» +

В настоящее время ГВГ применяется для создания когерент­ных источников на новых длинах волн. Нелинейный кристалл может быть помещен либо вне, либо внутри резонатора лазера, генерирующего основное излучение. В последнем случае с целью

увеличения эффективности преобразования используют то пре­имущество, что внутри резонатора электромагнитное поле имеет более высокую напряженность. В обоих случаях получена очень высокая эффективность преобразования (приближающаяся к 100%). Наиболее часто применяется ГВГ с целью удвоения ча­стоты выходного излучения Nd : YAG-лазера [таким образом, из ИК-излучения (А, = 1,06 мкм) получают зеленый свет (% = = 532 нм)], а также для получения генерации перестраиваемого УФ-излучения (вплоть до К ж 205 нм) путем удвоения частоты перестраиваемого лазера на красителях. В обоих этих случаях в качестве источника используется либо непрерывный, либо им-

«> Вообше говоря, взаимодействием типа I называется такое взаимодей- ствие, при котором поляризации двух основных волн одинаковы (например, также' + е_и о_ш), а взаимодействием типа II - взаимодействие' при

котором поляризации основных волн ортогональны.

пульсный лазер. кристаллы, наиболее часто при-

меняемые для ГВГ, принадлежат точечной группе симметрии

42т; в частности, к ним относятся кристаллы KDF, Ю*Р и CDA. Недавно стали широко применяться новые материалы КТР и р-ВаВ₂0₄ в качестве удвоителей частоты для Nd : YAG-лазеров, а также (в случае р-ВаВ₂0₄) в качестве удвоителей ча­стоты для лазеров на красителе; при этом генерируется ультра-

фиолстовое излучение вплоть до ~ 200 нм. Другим интересным примером является эффективное преобразование частоты ИК-излучения С0₂ или СО-лазеров на халькопиритовых полупро­водниках (например, на CdGeAs2).