Nochiziqli optika

Nochiziqli optika — nochiziqli muhitda yorugʻlikning harakatini tavsiflovchi optikaning boʻlimi, yaʼni qutblanish zichligi P yorugʻlikning elektr maydon kuchlanganligi E nochiziqli javob beradigan muhit. Nochiziqlik odatda faqat juda yuqori yorugʻlik intensivligida (yorugʻlikning elektr maydon kuchlanganligi > 10⁸ V/m boʻlganida va shuning uchun ~ 10¹¹ V/m atom elektr maydon kuchlanganligi bilan solishtirish mumkin) kuzatiladi, masalan, lazerlar tomonidan taʼminlangan. Shvinger chegarasidan yuqori boʻlsa, vakuumning oʻzi chiziqli boʻlmagan holga kelishi kutilmoqda. Chiziqli boʻlmagan optikada superpozitsiya prinsipi endi amal qilmaydi.^[1]^[2]^[3]

Ikkinchi garmonik avlodda qoʻllaniladigan KTP kristalining tuzilishi, b oʻqidan pastga qaraladi.

Hikoya

Birinchi nochiziqli optik effekt 1931 yilda doktorlik dissertatsiyasi uchun Mariya Goeppert Mayer tomonidan ikki fotonli yutilish bashorat qilingan edi, ammo bu 1961 yilgacha oʻrganilmagan nazariy qiziqish boʻlib qoldi. Shu yilda Bell Labs^[4] da ikki fotonli yutilishni kuzatish ham Peter Franken va boshqalar tomonidan Michigan universitetida ikkinchi garmonik yaratish, ham qisqa vaqt ichida Teodor Maiman tomonidan birinchi lazer qurish keyin.^[5] Biroq, baʼzi bir nochiziqli effektlar lazer rivojlanishidan oldin aniqlangan.^[6] Koʻpgina nochiziqli jarayonlarning nazariy asoslari birinchi marta Bloembergenning "Nonlineer optika" monografiyasida tasvirlangan.^[7]

Nochiziqli optik jarayonlar

Nochiziqli optika yorugʻlikning chastotasi, qutblanishi, fazasi yoki yoʻli kabi xususiyatlarning nochiziqli javobini tushuntiradi.^[5] Ushbu nochiziqli oʻzaro taʼsirlar koʻplab optik hodisalarni keltirib chiqaradi:

Chastotani aralashtirish jarayonlari

Ikkinchi garmonik yaratish yoki chastotaning ikki baravar koʻpayishi, ikki marta chastotali (toʻlqin uzunligining yarmi) yorugʻlik hosil boʻlishi, ikkita foton yutilishadi va ikki marta chastotada bitta foton hosil qiladi.
Uchinchi harmonik yaratish, uch marta chastotali yorugʻlik avlodi (toʻlqin uzunligining uchdan bir qismi), uchta foton yutilishadi va uch marta chastotada bitta foton hosil qiladi.
Yuqori harmonik yaratish, chastotalari asl nusxadan (odatda 100 dan 1000 martagacha) kattaroq boʻlgan yorugʻlik yaratish.
Yigʻindisi-chastota yaratish, ikkita chastotalar yigʻindisi boʻlgan chastotali yorugʻlik hosil boʻlishi.
Farqi-chastotani yaratish, ikkita chastota oʻrtasidagi farq boʻlgan chastotali yorugʻlik yaratish.
Optik parametrik kuchaytirish, yuqori chastotali nasos toʻlqini mavjudligida signal kiritishni kuchaytirish, shu bilan birga boʻsh toʻlqinni yaratish.
Optik parametrik tebranish, rezonatordagi parametrik kuchaytirgich yordamida signal va boʻsh toʻlqin yaratish (signal kiritishsiz).
Optik parametrik yaratish, parametrik tebranish kabi, lekin rezonatorsiz, oʻrniga juda yuqori daromaddan foydalanadi.
Yarim garmonika yaratish, signal va boʻsh ishlovchi bitta chastotada degeneratsiyalanganda.
Spontan parametrik pastga konversiya, past daromadli rejimda vakuum tebranishlarini kuchaytirish.
Optik rektifikatsiya, kvazistatik elektr maydonlarini hosil qilish.
Erkin elektronlar va plazmalar bilan nochiziqli yorugʻlik moddalarining oʻzaro taʼsiri.^[8]^[9]^[10]^[11]

Manbalar

↑ Boyd, Robert. Nonlinear Optics, 3rd, Academic Press, 2008. ISBN 978-0-12-369470-6.
↑ Shen, Yuen-Ron. The Principles of Nonlinear Optics. Wiley-Interscience, 2002. ISBN 978-0-471-43080-3.
↑ Agrawal, Govind. Nonlinear Fiber Optics, 4th, Academic Press, 2006. ISBN 978-0-12-369516-1.
↑ Kaiser, W.; Garrett, C. G. B. (1961). "Two-Photon Excitation in CaF2:Eu2+". Physical Review Letters 7 (6): 229. doi:10.1103/PhysRevLett.7.229. https://archive.org/details/sim_physical-review-letters_1961-09-15_7_6/page/n11.
↑ ^5,0 ^5,1 Rigamonti, Luca (April 2010). "Schiff base metal complexes for second order nonlinear optics". La Chimica & l'Industria (3): 118–122. Archived from the original on 2016-01-01. https://web.archive.org/web/20160101090430/http://www.soc.chim.it/sites/default/files/chimind/pdf/2010_3_118_ca.pdf. Qaraldi: 2015-10-21. Nochiziqli optika]]
↑ Lewis, Gilbert N.; Lipkin, David; Magel, Theodore T. (November 1941). "Reversible Photochemical Processes in Rigid Media. A Study of the Phosphorescent State" (EN). Journal of the American Chemical Society 63 (11): 3005–3018. doi:10.1021/ja01856a043.
↑ Bloembergen, Nicolaas. Nonlinear Optics, 1965. ISBN 978-9810225995.
↑ Chen, Szu-yuan; Maksimchuk, Anatoly; Umstadter, Donald (17 December 1998). "Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering". Nature 396 (6712): 653–655. doi:10.1038/25303. https://archive.org/details/sim_nature-uk_1998-12-17_396_6712/page/n66.
↑ Bula, C.; McDonald, K. T.; Prebys, E. J.; Bamber, C.; Boege, S.; Kotseroglou, T.; Melissinos, A. C.; Meyerhofer, D. D. et al. (22 April 1996). "Observation of Nonlinear Effects in Compton Scattering". Phys. Rev. Lett. 76 (17): 3116–3119. doi:10.1103/PhysRevLett.76.3116. PMID 10060879. Archived from the original on 21 June 2019. https://web.archive.org/web/20190621224531/http://cds.cern.ch/record/311275. Qaraldi: 6 September 2018. Nochiziqli optika]]
↑ James Koga. „Nonlinear Thomson scattering in the strong radiation damping regime“. American Institute of Physics. 2012-yil 18-iyulda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2010-yil 4-iyul.
↑ Thaury, C.; Quéré, F.; Geindre, J.-P.; Levy, A.; Ceccotti, T.; Monot, P.; Bougeard, M.; Réau, F. et al. (1 June 2007). "Plasma mirrors for ultrahigh-intensity optics". Nat Phys 3 (6): 424–429. doi:10.1038/nphys595.

[boyd2008-1] Boyd, Robert. Nonlinear Optics, 3rd, Academic Press, 2008. ISBN 978-0-12-369470-6.

[shen2002-2] Shen, Yuen-Ron. The Principles of Nonlinear Optics. Wiley-Interscience, 2002. ISBN 978-0-471-43080-3.

[agra2006-3] Agrawal, Govind. Nonlinear Fiber Optics, 4th, Academic Press, 2006. ISBN 978-0-12-369516-1.

[4] Kaiser, W.; Garrett, C. G. B. (1961). "Two-Photon Excitation in CaF2:Eu2+". Physical Review Letters 7 (6): 229. doi:10.1103/PhysRevLett.7.229. https://archive.org/details/sim_physical-review-letters_1961-09-15_7_6/page/n11.

[Rigamonti2010-5] 5,0 ^5,1 Rigamonti, Luca (April 2010). "Schiff base metal complexes for second order nonlinear optics". La Chimica & l'Industria (3): 118–122. Archived from the original on 2016-01-01. https://web.archive.org/web/20160101090430/http://www.soc.chim.it/sites/default/files/chimind/pdf/2010_3_118_ca.pdf. Qaraldi: 2015-10-21. Nochiziqli optika]]

[6] Lewis, Gilbert N.; Lipkin, David; Magel, Theodore T. (November 1941). "Reversible Photochemical Processes in Rigid Media. A Study of the Phosphorescent State" (EN). Journal of the American Chemical Society 63 (11): 3005–3018. doi:10.1021/ja01856a043.

[7] Bloembergen, Nicolaas. Nonlinear Optics, 1965. ISBN 978-9810225995.

[8] Chen, Szu-yuan; Maksimchuk, Anatoly; Umstadter, Donald (17 December 1998). "Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering". Nature 396 (6712): 653–655. doi:10.1038/25303. https://archive.org/details/sim_nature-uk_1998-12-17_396_6712/page/n66.

[9] Bula, C.; McDonald, K. T.; Prebys, E. J.; Bamber, C.; Boege, S.; Kotseroglou, T.; Melissinos, A. C.; Meyerhofer, D. D. et al. (22 April 1996). "Observation of Nonlinear Effects in Compton Scattering". Phys. Rev. Lett. 76 (17): 3116–3119. doi:10.1103/PhysRevLett.76.3116. PMID 10060879. Archived from the original on 21 June 2019. https://web.archive.org/web/20190621224531/http://cds.cern.ch/record/311275. Qaraldi: 6 September 2018. Nochiziqli optika]]

[10] James Koga. „Nonlinear Thomson scattering in the strong radiation damping regime“. American Institute of Physics. 2012-yil 18-iyulda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2010-yil 4-iyul.

[11] Thaury, C.; Quéré, F.; Geindre, J.-P.; Levy, A.; Ceccotti, T.; Monot, P.; Bougeard, M.; Réau, F. et al. (1 June 2007). "Plasma mirrors for ultrahigh-intensity optics". Nat Phys 3 (6): 424–429. doi:10.1038/nphys595.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]