Фазовый синхронизм (волновой синхронизм) при нелинейном взаимодействии волн - условие наиб. эффективного энергообмена между собственной
и вынуждающей волнами
среды, имеющими одинаковые частоты. Напр., в нелинейной оптике вынуждающей волной
может быть волна нелинейной поляризации. Условие Ф. с. выражается равенством
волнового вектора k собств. волны среды волновому вектору kв
вынуждающей волны (k=kв) . Разность волновых
векторов Dk=k-kв наз. фазовой
(волновой) расстройкой. Нелинейные взаимодействия волн, происходящие при наличии
Ф. с. (Dk=0), принято называть синхронными (см. Синхронизм).
При синхронных взаимодействиях
реализуются накапливающиеся нелинейные взаимодействия, в результате к-рых энергия
одной интенсивной волны может быть полностью преобразована в энергию первоначально
слабых волн др. частот (см. Нелинейная оптика).
В случае трёхволновых взаимодействий,
напр, при генерации суммарной (разностной) частоты
, волновой вектор вынуждающей волны
,
где kj-волновой вектор волны с частотой
Если волновые векторы k, k1 и k2
имеют одно направление, реализуется коллинеарный Ф. с. При несовпадающих
направлениях волновых векторов условие Ф. с. наз. некол-линеарным.
В реальных диспергирующих
средах условие Ф. с. может быть выполнено в изотропных средах только в области
аномальной дисперсии, а в анизотропных средах - и в области нормальной дисперсии.
Рассмотрим в качестве примера генерацию второй гармоники w2=2w1
. Учитывая, что
где u(wj)-фазовая скорость, условие Ф. с. можно представить
в виде следующих соотношений:
В области нормальной дисперсии
величина показателя преломления увеличивается с ростом частоты, т. е. для изотропных
сред условие (*)- не выполняется, но оно выполняется в области аномальной дисперсии.
В анизотропных средах условие (*) может быть выполнено и в области нормальной
дисперсии в случае взаимодействия волн разл. поляризаций. Хотя при этом всегда
и
(индексы
о и е относятся соответственно к обыкновенной и необыкновенной
волнам), однако при не слишком малых параметрах анизотропии возможно
(отрицат. кристаллы) или
(положит, кристаллы). В отрицат. нелинейном кристалле KDP условие Ф.
с. при генерации второй гармоники выполняется при взаимодействии вида
или
.
Подобные соотношения можно
записать для др. типов трёхчастотных взаимодействий.
В случае четырёхволновых
взаимодействий возможности выполнения условия Ф. с. более разнообразны по сравнению
с трёхволновыми взаимодействиями. В общем случае это условие имеет вид
при генерации частоты
В случае вырожденного четырёхчастотного взаимодействия
условие Ф. с. принимает вид
.
Синхронные че-тырёхволновые взаимодействия в анизотропных средах могут быть
реализованы в области нормальной дисперсии для волн разл. поляризаций.
В нелинейных средах с периодич.
модуляцией линейной или нелинейной восприимчивости могут быть реализованы т.
н. квазисинхронные взаимодействия; в них фазовая расстройка Dk
компенсируется за счёт модуляции вектора обратной решётки. Это расширяет класс
нелинейных кристаллов, к-рые можно использовать для реализации эфф. нелинейных
взаимодействий волн.
А. С. Чиркин.
Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
![]() |