Параметрические генераторы света это:

Параметрические генераторы света
        источники когерентного оптического излучения, основным элементом которых является нелинейный кристалл, в котором мощная световая волна фиксированной частоты параметрически возбуждает световые волны меньшей частоты. Частоты параметрически возбуждаемых волн определяются дисперсией света в кристалле. Изменение дисперсии среды, т. е. величины n, позволяет управлять частотой волн, излучаемых П. г. с.
         П. г. с. предложен в 1962 С. А. Ахмановым и Р. В. Хохловым (СССР). В 1965 были созданы первые П. г. с. Джорджмейном и Миллером (США) и несколько позднее Ахмановым и Хохловым с сотрудниками. Световая волна большой интенсивности (волна накачки), распространяясь в кристалле, модулирует его диэлектрическую проницаемость (См. Диэлектрическая проницаемость) ε (см. Нелинейная оптика). Если поле волны накачки: Ен = Еноsin (ωнt— кнх + φн) (кн = ωннВолновое число, φн — начальная фаза), диэлектрическая проницаемость ε изменяется по закону бегущей волны: ε = ε0[1 +m sin (ωнt + кнх + φн], где m = 4πχЕн0/ε0 называется глубиной модуляции диэлектрической проницаемости, χ величина, характеризующая нелинейные свойства кристалла. У входной грани (х = 0) кристалла с переменной во времени диэлектрической проницаемостью ε возбуждаются электромагнитные колебания с частотами ω1 и ω2 и фазами φ1, φ2, связанными соотношениями: ω1 2 = ωн и φ1+ φ2 = φн, аналогично параметрическому возбуждению колебаний в двухконтурной системе (см. Параметрическое возбуждение и усиление электрических колебаний). Колебания с частотами ω1, ω2 распространяются внутри кристалла в виде двух световых волн. Волна накачки отдаёт им свою энергию на всём пути их распространения, если выполняется соотношение между фазами:
         φн (х) = φ1(х) + φ2(х) + π/2. (1)
         Это соответствует условию фазового синхронизма:
         к1 + к2 = кн. (2)
         Соотношение (2) означает, что волновые векторы волны накачки кн и возбуждённых волн k1 и k2 образуют замкнутый треугольник. Из (2) следует условие для показателей преломления кристалла на частотах ωн, ω1, ω2: nн) ≥ n 2)+ [n1) — n2)] ω1н.
         При фазовом синхронизме амплитуды возбуждаемых волн по мере их распространения в кристалле непрерывно увеличиваются:
        , (3)
        , (3)
         где δ — коэффициент затухания волны в обычной (линейной) среде. Очевидно, параметрическое возбуждение происходит, если поле накачки превышает порог: n увеличивается с ростом частоты ω, синхронное взаимодействие волн неосуществимо (рис. 1). Однако в анизотропных кристаллах, в которых могут распространяться два типа волн (обыкновенная и необыкновенная), условие фазового синхронизма может быть осуществлено, если использовать зависимость показателя преломления не только от частоты, но и от поляризации волны и направления распространения. Например, в одноосном отрицательном кристалле (см. Кристаллооптика) показатель преломления обыкновенной волны n0 больше показателя преломления необыкновенной волны ne, который зависит от направления распространения волны относительно оптической оси кристалла. Если волновые векторы параллельны друг другу, то условию фазового синхронизма соответствует определённое направление, вдоль которого:
         2ne н, ϑс) = n01) + n0н—ω1),
         2ne нс) = n02) + ne н—ω2). (4)
         Угол ϑс относительно оптической оси кристалла называется углом синхронизма, является функцией частот накачки и одной из возбуждаемых волн. Изменяя направление распространения накачки относительно оптической оси (поворачивая кристалл), можно плавно перестраивать частоту П. г. с. (рис. 2). Существуют и др. способы перестройки частоты П. г. с., связанные с зависимостью показателя преломления n от температуры, внешнего электрического поля и т.д.
         Для увеличения мощности П. г. с. кристалл помещают внутри открытого резонатора (См. Открытый резонатор), благодаря чему волны пробегают кристалл многократно за время действия накачки (увеличивается эффективная длина кристалла, рис. 3). Перестройка частоты такого резонаторного П. г. с. происходит небольшими скачками, определяемыми разностью частот, соответствующих продольным Модам резонатора. Плавную перестройку можно осуществить, комбинируя повороты кристалла с изменением параметров резонатора.
         Во многих странах организован промышленный выпуск П. г. с. Источником накачки служит излучение Лазера (импульсного и непрерывного действия) или его оптических гармоник. Существующие П. г. с. перекрывают диапазон длин волн от 0,5 до 4 мкм. Разрабатываются П. г. с., перестраиваемые в области λ 10—15 мкм. Отдельные П. г. с. обеспечивают перестройку частоты в пределах 10% от ωн. Уникальные характеристики П. г. с. (когерентность излучения, узость спектральных линий, высокая мощность, плавная перестройка частоты) превращают его в один из основных приборов для спектроскопических исследований (активная спектроскопия и др.), а также позволяют использовать его для избирательного воздействия на вещество, в частности на биологические объекты.
         Лит.: Ахманов С. А., Хохлов Р. В., Параметрические усилители и генераторы света, «Успехи физических наук», 1966, т. 88, в. 3, с. 439; Ярив А., Квантовая электроника и нелинейная оптика, пер. с англ., М., 1973.
         А. П. Сухоруков.
        Рис. 1. Зависимость показателя преломления n от частоты волны ω при нормальной дисперсии.
        Рис. 1. Зависимость показателя преломления n от частоты волны ω при нормальной дисперсии.
        
        Рис. 2. а — условие синхронизма в нелинейном кристалле; ϑ — угол между оптической осью кристалла и лучом накачки; ϑс — направление синхронизма; б — изменение длины волнового вектора kн необыкновенной волны накачки и обыкновенных генерируемых волн k1 и k2 при повороте кристалла; в — зависимость частот ω1 и ω2 генерируемых волн от ϑ.
        
        Рис. 3. Нелинейный кристалл, помещенный в оптический резонатор; З1 и З2 — зеркала, образующие резонатор.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Параметрические генераторы света" в других словарях:

  • ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР СВЕТА — источник когерентного оптич. излучения, в к ром энергия мощной световой волны фиксированной частоты преобразуется в излучение более низкой частоты. Процесс преобразования осуществляется в нелинейной среде (в среде с нелинейной поляризацией) и… …   Физическая энциклопедия

  • НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА — раздел оптики, охватывающий исследования распространения мощных световых пучков в тв. телах, жидкостях и газах и их вз ствия с в вом. Сильное световое поле изменяет оптич. хар ки среды (показатель преломления, коэфф. поглощения), к рые становятся …   Физическая энциклопедия

  • Нелинейная оптика —         раздел физической оптики, охватывающий исследование распространения мощных световых пучков в твёрдых телах, жидкостях и газах и их взаимодействие с веществом. С появлением Лазеров оптика получила в своё распоряжение источники когерентного …   Большая советская энциклопедия

  • Генерирование электрических колебаний —         процесс преобразования различных видов электрической энергии в энергию электрических (электромагнитных) колебаний. Термин «Г. э. к.» применяется обычно к колебаниям в диапазоне радиочастот, возбуждаемым в устройствах (системах) с… …   Большая советская энциклопедия

  • Оптика — (греч. optikē наука о зрительных восприятиях, от optós видимый, зримый)         раздел физики, в котором изучаются природа оптического излучения (См. Оптическое излучение) (света), его распространение и явления, наблюдаемые при взаимодействии… …   Большая советская энциклопедия

  • нелинейная оптика — раздел оптики, в котором исследуется совокупность оптических явлений, наблюдающихся при взаимодействии интенсивных световых полей с веществом. Сильное световое поле изменяет оптические свойства среды; в частности, поляризация среды начинает… …   Энциклопедический словарь

  • ОПТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ — оптич. устройства для преобразования частоты лазерного излучения на основе нелинейной зависимости поляризации Р среды от напряжённости электрич. поля Е световой волны, распространяющейся в ней (см. Нелинейная поляризация). О. п. ч. разных типов… …   Физическая энциклопедия

  • Хохлов — I Хохлов         Александр Степанович [р. 23.6(6.7).1916, Москва], советский химик, член корреспондент АН СССР (1964). Член КПСС с 1961. Окончил Московский институт тонкой химической технологии (1941). В 1948 52 сотрудник института биологической… …   Большая советская энциклопедия

  • Многофотонные процессы —         процессы взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, сопровождающиеся поглощением или испусканием (или тем и другим) нескольких электромагнитных квантов (Фотонов) в элементарном акте.          Основная трудность наблюдения М.… …   Большая советская энциклопедия

  • Электромагнитные волны —         Электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью. Существование Э. в. было предсказано М. Фарадеем (См. Фарадей) в 1832. Дж. Максвелл в 1865 теоретически показал, что электромагнитные колебания не… …   Большая советская энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»