Параметрическое усиление света. Самофокусировка излучения

Параметрическое усиление света. Самофокусировка излучения

P_(ω1+ω2)-возникновения суммарной частоты можно хар-ть ,как слияние 2-ух фатонов
(k1) ⃗+(k2) ⃗=(k1) ⃗2(*)- условие векторного пространственного синхронизма
Векторное условие пространственного синхронизма : На первый взгляд кажется, что благодаря наличию волн поляризованности P_(ω1+ω2)=2aE_01 E_02 cos⁡[(ω_1+ω_2 )t-(k1+k2)z]
P_(ω1-ω2)=2aE_01 E_02 cos⁡[(ω_1-ω_2 )t-(k1-k2)z], можно аналагично генерации волн с удвоенной частотой добиться генерации волн с частотами ω_1+ω_2 и 〖 |ω〗_1-ω_2 |,однако это не так.
Образование поляризованности P_(ω1-ω2)электромагнитной волны с частотой ω_1+ω_2 можно рассматривать как слияние фатоноа с частотами ω_1 ,ω_2
h* (ω1*n(ω))/c+ h* (ω2*n(ω2))/c≠hn(ω1-ω2)(ω1-ω2)/2
(k_1^0 ) ⃗+(k_2^0=) ⃗(k_(1+2)^0 ) ⃗

Если излучение в другую сторону , то это спонтанный распад фотонов .
I(ω1)≫I(ω2),I(ω1,ω2)
Если в среде распространяется 3 волны, удвл. условию(*) , то между ними происходит обмен энергией. Если одна из волн (k) значительно мощнее, чем две другие, то энергия переходит от мощный волны в более слабые волны, в результате чего последние усиливаются. Это явление называется параметрическим усилением света, поскольку его можно р/м как модуляцию оптических параметров среды л,приводящей к усилению волн k1 и k2
Самофокусирофка
р/м изотропную среду или кристалл с центром симметрии . Для них должно выпол.след. соотношение P(-E)=-P(E)
из соотношения становиться ясно что нелинейная поправка поляриз среды принимает вид P=ℇ*χE+a_3 E^3 откуда D=εE=ε_0 E+p=[ε_0 (1+χ)+a_3 E^2 ]E
, показатель преломления определяется соотношением n=√(ε/ε_0 )=√(1+χ+a_3 E^2 ε_0 )≈ √(1+χ) (1+ (a_3 E^2)/(2ε_0 (1+χ)))

Или n=n_0+n_2 E_0^2, где n_2 E_0^2- описывают нелинейную поправку к показателю преломления , n_0-линейный показатель преломления света
Показатель преломления для изотропных сред зависит от интенсивности волны
Самофокусировка и дефокусировка пучка:Если нелинейная поправка положительа ,то скорость движения периферических участков пучка больше,чем центральных.В результате плоский волновой фронт становится вогнутым в сторону распространения пучка, и происходит его фокусировка к оси

Если нелинейная поправка отрицательна,то скорость движения центральных участков пучка больше , чем переферических.Врезультате плоский волновой фронт становиться выпуклым происходит дефокусировка от оси

Для характеристики процесса самофокусировки вводят параметр длина самофокусировки – называется путь l_сф, при прохождении которого в нелинейной среде пучок сходиться к оси или,как говорят, схлопывается
При 0≪l_сф ; l_сф=(a/E_0 )*√(n/2(n_2))
Процесс самофокусировки обладает дифракционная сходимость, чем меньше апертура тем больше дифракционная сходимость.

∆φ_(1 )≃λ/an_0; ∆φ_(2 )≃a/l_сф
Самофокусировка ∆φ_(1 )≥∆φ_(2 )
〖(aE_0)〗^2=X/2n_2 n_1, где 〖(aE_0)〗^2∼P мощность излучения

- доцент
- кандидат юридических наук
- профессор кафедры

Оцените автора
Добавить комментарий