к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Параметрический генератор света

Параметрический генератор света - источник когерентного оптич. излучения, в к-ром мощная световая волна одной частоты (частоты накачки), проходя через нелинейный кристалл, преобразуется в световые волны других, меньших частот. Частоты параметрически возбуждаемых волн определяются дисперсией света в кристалле и при её изменении могут плавно перестраиваться при фиксиров. частоте накачки.
П. г. с. предложен в 1962 С. А. Ахмановым и Р. В. Хохловым. Первые эксперим. П. г. с. были созданы в 1965 Дж. Джордмейном (J. Giordmaine) и Р. Миллером (R. Miller), С. А. Ахмановым и Р. В. Хохловым с сотрудниками.
Т. к. размеры нелинейного кристалла много больше длины световой волны, то процесс параметрич. возбуждения в оптике носит ярко выраженный волновой характер. Под действием электрич. поля Е световой волны большой интенсивности меняется диэлектрич. проницаемость e нелинейного кристалла:15037-77.jpg где15037-78.jpg - квадратичная восприимчивость (см. Нелинейная оптика ).Если поле волны накачки15037-79.jpg15037-80.jpg где15037-81.jpg - волновое число, а15037-82.jpg - нач. фаза, то диэлектрич. проницаемость модулируется по закону бегущей волны:

15037-83.jpg

где15037-84.jpg паз. глубиной модуляции, характерная величина к-рой в оптике равна 10-715037-85.jpg10-5. У входной грани кристалла (х = 0) с переменной во времени диэлектрич. проницаемостью (1) из шумов возбуждаются эл--магн. колебания с частотами15037-86.jpg и15037-87.jpg и фазами15037-88.jpg и15037-89.jpg связанными соотношениями

15037-90.jpg15037-91.jpg

аналогично параметрич. возбуждению колебаний в двухконтурной системе (см. Параметрическая генерация и усиление электромагнитные колебаний).
Колебания с частотами15037-92.jpg и15037-93.jpg распространяясь в глубь кристалла в виде двух световых волн с волновыми векторами k1 и k2, взаимодействуют с волной накачки. Если не принять спец. мер, то на расстоянии х оптимальные фазовые соотношения (2) изменятся вследствие дисперсии на величину15037-94.jpg где15037-95.jpg kH - k1 - k2 - расстройка волновых векторов, что приводит к ухудшению параметрич. возбуждения или даже его исчезновению. Поэтому необходимым условием эфф. передачи энергии от волны накачки возбуждаемым волнам на всём пути их распространения является согласование их фазовых скоростей, или волновых векторов, т. е.15037-96.jpg - 0:

k1 + k2 = kH. (3)

Это условие, наз. условием фазового синхронизма, означает, что волновые векторы волны накачки и синхронно возбуждаемых волн образуют замкнутый треугольник.
При фазовом синхронизме амплитуды возбуждаемых, сначала слабых, волн возрастают с пройденным расстоянием за счёт энергии накички:
15037-97.jpg где15037-98.jpg - коэф. затухания волны в линейной среде,15037-99.jpg - коэф. параметрич. усиления. Очевидно, возбуждение происходит, если поле накачки превышает порог:15037-100.jpg
Фазовый синхронизм, обеспечивающий макс. параметрич. усиление, служит своеобразным волновым фильтром, выделяющим из всего многообразия частот15037-101.jpg +15037-102.jpg =15037-103.jpgопредел. пару частот в П. г. с., удовлетворяющую (3). Из (3) следует условие для показателей преломления кристалла на частотах15037-104.jpg15037-105.jpg и15037-106.jpg : пн < n1, n2 или n1 < nн < n2 В кристаллах с нормальной дисперсией, когда показатель преломления увеличивается с ростом частоты15037-107.jpg синхронное пара-метрич. взаимодействие оптич. волн не осуществимо обычным способом, т. к. пн> nl, n2. На практике условие фазового синхронизма может быть осуществлено в анизотропных кристаллах, если использовать зависимость показателя преломления не только от частоты, но и от поляризации волны и направления распространения. Напр., в одноосном отрицат. кристалле показатель преломления обыкновенной волны п0 больше показателя преломления необыкновенной волны пс, к-рый зависит также от направления распространения относительно оптич. оси кристалла (рис. 1). Используя дисперсию анизотропного кристалла, можно подобрать направления, в к-рых выполняется условие фазового синхронизма. В этом случае возможны два типа парамстрич. взаимодействия световых волн: первый - возбуждение необыкновенной волной накачки двух обыкновенных волн:

15037-108.jpg

второй - возбуждение необыкновенной волной накачки обыкновенной волны частоты15037-109.jpg и необыкновенной волны частоты15037-110.jpg:

15037-111.jpg

В положит. одноосном кристалле также можно подобрать направления, в к-рых выполняется условие (3) и обыкновенной волной накачки возбуждаются две необыкновенные или обыкновенная и необыкновенная волны:

15037-113.jpg

15037-114.jpg

15037-112.jpg

Рис. 1. Зависимости показателя преломления обынновенной п0 и необыкновенной псволн от частоты (а) и направления распространения (б) в одноосном отрицательном кристалле.

Угол15037-115.jpg между направлением волновых векторов и оптич. осью кристалла, наз. углом сиихронизма, является функцией частот накачки и одной из возбуждаемых волн. Изменяя направление распространения накачки относительно оптич. оси (поворачивая кристалл), можно плавно перестраивать частоту П. г. с. (рис. 2,а). Существуют и др. способы перестройки частоты П. г. с., связанные с зависимостью показателя преломления п от температуры (рис. 2,б), внеш. электрич. поля и т. д.
Для увеличения мощности П. г. с. кристалл помещают внутри открытого резонатора, благодаря чему возбуждаемые волны пробегают кристалл многократно за время действия накачки (увеличивается эфф. длина взаимодействия, рис. 3). Перестройка частоты такого резонаторного П. г. с. происходит небольшими скачками, определяемыми разностью частот, соответствующих продольным модам резонатора. На практике используются одпорезонаторные П. г. с., в к-рых обратная связь с помощью зеркал резонатора осуществляется только для одной из возбуждаемых волн, и двухрезонаторные П. г. с. с обратной связью на обеих частотах15037-116.jpg и15037-117.jpg Порог самовозбуждения двухрезонаториого
П. г. с. определяется добротностями резонаторов Ql и Q2 на частотах15037-118.jpg и15037-119.jpg: т >15037-120.jpg В однорезонатор-ном П. г. с. порог возбуждения выше: т >15037-121.jpgоднако в нём можно выполнять более плавную перестройку частоты и он менее требователен к стабильности частоты накачки и механич. вибрациям зеркал и др. элементов.

15037-122.jpg

Рис. 2. Зависимость длины волны, генерируемой параметрическим генератором света, от угла синхронизма15037-123.jpg(а)и температуры Т (б)при15037-124.jpg= 0,266 мкм; е - оо.

15037-125.jpg

Рис. 3. Нелинейный кристалл, помещённый в оптический резонатор. 31 и 32 - зеркала, обеспечивающие обратную связь (отражение) для одной из возбуждаемых воли - однорезона-торный параметрн-чееский генератор света, или для обеих волн на частотах15037-126.jpg и15037-127.jpg - двухрезонаторный параметрический генератор света.

В существующих П. г. с. диапазон главной перестройки длин волн от 0,4 до 16,4 мкм перекрывается с помощью набора оптич. кристаллов, имеющих разные области оптич. прозрачности, разные нелинейности, разл. пороги разрушения (табл.).

Оптические характеристики некоторых нелинейных кристаллов, используемых в параметрических генераторах света
Материал
Диапазон прозрачности, мкм
Нелинейность15037-128.jpg(2)/n3х 10-18, ед. CGSE
Пороговая интенсивность разрушения, МВт/см2
ADP
0,2 - 1,1
0,8
500
КDP
0,22 - 1 , 1
0,8
500
LiNbO3
0,35 - 5,0
30
40
Ba2NaNb5O15
0,4 - 5,0
180
10-60
Ag3AsSa
0,64 - 13
100
20
CdSe
0,75 - 25
280
40

Источниками накачки служат лазеры непрерывного, импульсного и импульсно-периодич. действия и оптич. гармоники их излучения. Отдельные параметрические генераторы света обеспечивают перестройку частоты в пределах 10% от15037-129.jpg Особую ценность параметрических генераторов света с плавной перестройкой частоты представляют для ИК-диапазона спектра. Во мн. странах выпускаются промышленные образцы разл. параметрические генераторы света. Уникальные характеристики параметрических генераторов света (когерентность излучения, узость спектральных линий, высокая мощность, плавная перестройка частоты) делают его основным, а порой единственным прибором для спектроскопич. исследований (активная спектроскопия и др.), а также позволяют использовать его для селективного воздействия на вещество (в т. ч. биологическое), для контроля загрязнения атмосферы и в др. целях.

Литература по параметрическим генераторам света

  1. Ахманов С. А., Хохлов Р. В., Параметрические усилители и генераторы света, "УФН", 1966, т. 88, с. 439;
  2. Ярив А., Квантовая электроника, пер. с англ., 2 изд., М., 1980;
  3. Фишер Р., Кулевский Л. А., Оптические параметрические генераторы света, "Квантовая электроника". 1977, т. 4, № 2, с. 245;
  4. Параметрические генераторы света и пикосекундная спектроскопия, Вильнюс, 1983.

Л. П. Сухоруков

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что "тёмная материя" - такая же фикция, как черная кошка в темной комнате. Это не физическая реальность, но фокус, подмена.
Реально идет речь о том, что релятивистские формулы не соответствуют астрономическим наблюдениям, давая на порядок и более меньшую массу и меньшую энергию. Отсюда сделан фокуснический вывод, что есть "темная материя" и "темная энергия", но не вывод, что релятивистские формулы не соответствуют реалиям. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution