- •Лекция 13: Нелинейные оптические эффекты
- •Нелинейная оптика
- •Нелинейная оптика
- •Нелинейные оптические эффекты
- •Нелинейные оптические эффекты
- •Нелинейные оптические эффекты
- •Нелинейные оптические эффекты
- •Параметрические процессы
- •Генерация второй гармоники
- •Генерация второй гармоники
- •Фазовый синхронизм
- •Выполнение условий фазового синхронизма
- •Выполнение условий фазового синхронизма
- •Оптический параметрический резонатор (OPO)
- •Нелинейность третьего порядка
- •Рассеяние на фононах
- •Эффект Рамана (спонтанное рассеяние)
- •Вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР, SRS)
- •Рассеяние Мандельштама - Бриллюэна
- •Рассеяние Мандельштама - Бриллюэна
- •John and canal defined of
- •Солитоны в океане: The “Rogue” Wave
- •Оптические солитоны
- •Optical Solitons
- •Пространственные солитоны
- •Временные солитоны
- •Пространственно – временной солитон «оптическая пуля»
- •Нелинейное волновое уравнение
- •Солитоны высших порядков
- •Когерентное взаимодействие: волна или частица
- •Рождение третьего солитона при столкновении
Фазовый синхронизм
k 0
k 0
Выполнение условий фазового синхронизма
( 1 ) (2 1) |
Дисперсия материала |
|
L ~ 1 |
|
|
k |
|
|
|
|
|
Использование анизотропии |
||
ne |
|
|
n2 n2 |
no |
||
|
o e |
|||||
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
no2 2 sin2 |
|
|
|
|
ne2 2 |
cos2 |
|
|
Выполнение условий фазового синхронизма
Периодическая поляризация
E(z,t) 12 eˆ E( 1 ) exp j k1z 1t c.c.
PNL Pi |
2 E2 ( 1) ijk ej ek exp j 2k1z 2 1t |
||||
|
|
|
|
|
jk |
|
(2) |
~ exp |
j kz |
Периодические изменения |
|
|
параметров среды |
||||
|
|
|
|
|
|
Волноводные структуры на ниобате лития
Замечания для случая выполнения условий фазового синхронизма
Т.к. показатель преломления зависит от температуры условия можно выполнить только на заданной температуре или мощности света Уже не выполняются условия заданной амплитуды.
E( 2 , z) jE 1 |
|
z |
|
E( 1, z) |
E 1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
tanh L |
; |
|
z |
||||
|
|
c |
|
cosh |
|
||
|
|
L |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
Оптический параметрический резонатор (OPO)
p s i kp ks ki
Перестройка длины волны путем поворота кристалла
Нелинейность третьего порядка
PNL ( ) 0 |
(3) |
E j Ek El |
|
|
ijkl |
Генерация третьей гармоники |
|||
|
|
|
||
|
jkl |
|
|
|
|
|
|
ω |
|
Самофокусировка |
PNL |
3ω |
||
ω |
||||
|
|
|||
ω
(3)
4-х волновое смешение
A |
A2 |
1 |
(3) |
|
A4 A3
Рассеяние на фононах
Эффект Рамана (спонтанное рассеяние)
Вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР, SRS)
В кварцевом стекле полоса ~ 40 ТГц, максимум при 13 ТГц, частота рассеянного света сдвигается на 100 нм.
Рассеяние Мандельштама - Бриллюэна
