Макеты страниц НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКАИзменяются ли оптические характеристики среды под действием светового пучка, проходящего сквозь среду? До появления лазеров на этот вопрос давали отрицательный ответ. Действительно, электрическая напряженность поля световой волны от нелазерных источников света не превышает С появлением лазеров ситуация качественно изменилась. Высокая степень когерентности лазерного излучения позволяет осуществлять необычайно сильную концентрацию световой мощности. Лазеры дают световые поля напряженностью до Под понятием нелинейная оптика объединяют совокупность оптических явлений, обусловленных нелинейностью отклика среды (ее поляризации) на внешнее воздействие (на поле световой волны). Проще говоря, речь идет об оптических явлениях, обусловленных нелинейной поляризацией среды под действием интенсивного лазерного излучения. К числу таких явлений относится явление удвоения частоты света (явление генерации второй оптической гармоники): при определенных условиях лазерное излучение частоты v, проходя сквозь нелинейный кристалл, частично превращается во вторую гармонику — в излучение частоты
Видно, что возникает волна нелинейной поляризации на частоте В нелинейных средах происходит не только удвоение частоты света, но и получение более высоких оптических гармоник; происходит также сложение и вычитание частот. Кроме того, возмржна плавная перестройка частоты света (явление параметрической генерации света). Круг нелинейно-оптических явлений не ограничивается преобразованиями оптических частот. В нелинейной среде можно наблюдать, например, удивительное явление самофокусировки светового пучка: вместо того чтобы расходиться, световой пучок, наоборот, сжимается в тонкую световую нить (как бы самофокусируется). Это явление было предсказано в 1961 г. советским физиком Г. Аскарьяном. Отметим также нелинейно-оптические явления просветления и затемнения среды. В первом случае непрозрачная среда обратимо просветляется при падении на нее интенсивного светового импульса; во втором — наоборот, первоначально прозрачная среда становится непрозрачной при облучении светом. Явление просветления среды наблюдали советские физики С. И. Вавилов и В. Л. Левшин еще в 1925 г. Используя свет от мощной искры, они зафиксировали снижение коэффициента поглощения уранового стекла на 1,5% (при погрешности измерений Для объяснения явления просветления среды предположим, что поглощающие свет частицы имеют всего два уровня энергии ( Для объяснения явления затемнения среды предположим, что энергия фотона вдвое меньше энергии В развитии нелинейной оптики и ее практических применений большую роль сыграли работы советских физиков Р. В. Хохлова и С. А. Ахманова. Одно из важнейших практических применений — создание умножителей оптических частот и параметрических генераторов света. Первые позволяют расширить диапазон генерируемого когерентного оптического излучения, продвинуться в область более высоких частот, а вторые — осуществлять плавную перестройку и подстройку частоты когерентного света.
|
Оглавление
|