Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
26
Wprowadzenie
różneczęstości-naprzykładdoośrodkawchodządwielubtrzyróżne
wiązkioptycznelubdoośrodkaprzykładanejestzewnętrznewolnozmien-
nepoleelektryczneoczęstości
w
≈0.Wkonsekwencji,obokczęstościpól
wejściowych,wodpowiedzi(polaryzacjielektrycznej)ośrodkapojawią
sięczłonyzawierająceczęstościsumacyjnebądźróżnicowe,cookreśla
sięmianemmieszaniaczęstości.Przykładowo,dlanieliniowości
c
(2)przy
założeniu
w
1=
w
2=
w
możliwyjestprocestypu
w
+
w
→2
w
,zwanyge-
neracjądrugiejharmonicznej(ang.second-harmonicgeneration,SHG)
1,
natomiastwprzypadkurozchodzeniasięfaliświetlnej(
w
1=
w
)wobec-
nościstałegopolaelektrycznegoE
0(
w
2=0)wprocesie
w
+0→
w
może
wystąpićzmianawartościwspółczynnikazałamanianproporcjonalnado
natężeniapolaelektrycznego:
Dn
∝E
0-zjawiskonosinazwęefektuelek-
trooptycznegoPockelsa.
Przykładamizjawiskdlanieliniowościz
c
(3),przynajprostszymzało-
żeniu,iż
w
1=
w
2=
w
3=
w
,jestgeneracjatrzeciejharmonicznej(ang.third-
-harmonicgeneration,THG)wprocesie
w
+
w
+
w
→3
w
lubgeneracja
falioniezmienionejczęstościwprocesie
w
-
w
+
w
→
w
,alezezmianą
współczynnikazałamanianproporcjonalnądokwadratunatężeniawiązki
świetlnej-jesttotzw.nieliniowyefektKerra
2:Dn=n-n
0≈n
2|E|
2=n
2I,
gdzieI=C|E|
2oznaczanatężenieświatła,n
0-liniowywspółczynnikzała-
maniaorazn
2∝
c
(3).JeżelipoleEjestpolemstałym(
w
=0),tomówisię
oefekcieelektrooptycznymKerra.
Istniejąróżnorakiemechanizmynieliniowościoptycznej,oróżnej
„sile”iszybkościodpowiedziokreślonejpewnymcharakterystycznym
czasem
t
.Możnatuwymienićm.in.:
•polaryzacjęelektronową(wszystkiemateriały;bardzosłabanieli-
niowość,bardzokrótkiczas
t
),
•nieliniowośćabsorpcyjną(m.in.półprzewodniki),
•nieliniowośćzwiązanązefektamitermicznymi,
•nieliniowośćorientacyjną(ciekłekryształy),
•zjawiskofotorefrakcyjne(dielektrykiipółprzewodniki;bardzosilna
nieliniowość,owzględniedługimczasieodpowiedzi).
Wszczególnościpodanewyżejprzykładyzjawisknieliniowychdru-
giegoitrzeciegorzęduwynikajązmechanizmupolaryzacjielektronowej,
1ZjawiskoSHGwykorzystywanejestm.in.wszerokodostępnychzielonychwskaźni-
kachlaserowych,wktórychwiązkaświatłapodczerwonegowysyłanegoprzezdiodęlaserową
(
l
=1064nm)przechodziprzezdwasklejonezesobąkryształkinieliniowe,wwynikuczego
generowanajestdrugaharmoniczna-wiązkazielona(
l
=532nm).
2Nieliniowośćkerrowskabranajestpoduwagęm.in.wświatłowodachtelekomuni-
kacyjnych(zob.rozdział5cz.II),wktórychwiązkaświatłaowzględnieniewielkiejmocy
prowadzonawrdzeniuośrednicyok.10Hmosiągadużenatężenia.
