Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Блистанов А.А. -> "Кристаллы квантовой и нелинейной оптики" -> 64

Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.

Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики — М.: МИСИС, 2000. — 432 c.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка): kristllikvantovoynelineynoyfiziki2000.djvu
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 164 >> Следующая

Отклонение части излучения от направления синхронизма вследствие расходимости приводит к ослаблению результирующего луча. Можно считать, что усиление результирующего излучения прекращается на длине взаимодействия Ln равной Lr = altg(pr. Расходимость лучей часто определяется дифракцией, так что эффективную длину, определяемую дифракционной расходимостью, можно оценивать как
Ld = al\.gylt, (8.69)
где <pd - угол дифракционной расходимости (фй « Х/а).
Из рассчитываемых таким образом длин (La, Ld или длина, определяемая размером кристаллов) в качестве Цфф выбирается наименьшая.
Метод расчета *?>фф подробно описан в п. 8.5. Для получения выражений для конкретных видов взаимодействия можно пользоваться таблицами, приведенными в [1] или в [3]. Данные, которыми можно воспользоваться для расчета преобразователей частоты, содержатся в справочнике [4].
8.7. КВАЗИСИНХРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
До сих пор обсуждалась возможность компенсации фазовой расстройки при нелинейно-оптическом взаимодействии за счет согласования скоростей ортогонально поляризованных волн. В последнее время практическое значение начинает приобретать другой способ
171
/ г 3 « L/Lc
Рис. 8.10. Зависимость интенсивности нз лучеиия второй гармр-ники от (L/Lc):
/ - в отсутствии синхронизма; 2 -при квазифазовом синхронизме; 3 - при фазовом синхронизме
К2а) коррекции фазовой расстройки, так на-
зываемый квазифазовый синхронизм. Впервые квазифазовый синхронизм был рассмотрен в 1962-1963 гг. [5, 6]. Блом-берген с соавторами [5] предложили использовать сдвиг фаз на 180 град между волнами гармоники и основной частоты в кристалле ZnS всякий раз, как они пройдут расстояние, равное когерентной длине Lc = 7г(Дку]. С этой целью следует построить стопку пластин, вырезанных из нецентросимметричных кристаллов, имеющих толщину Lc. Каждая последующая пластинка в этой стопе имеет противоположную ориентацию относительно предыдущей. Поскольку пластинки вырезаны из нецентросимметричных кристаллов, их свойства, описываемые тензорами нечетного ранга, меняют знак при переходе от пластинки к пластинке. Следовательно, меняет знак и квадратичная восприимчивость d^. Как было показано в п. 8.2, при достижении длины Lc поле результирующего излучения начинает затухать из-за фазовой расстройки между основной и результирующей волнами (рис. 8.10, кривая /). Однако, если при L = Lc величина нелинейной (квадратичной) восприимчивости меняет знак, то меняет знак и возникающее в этой области результирующее поле. Как следствие этого, будет продолжаться рост суммарного результирующего поля в области L > Lc вплоть до L = 2Lc, когда dijk вновь поменяет знак и возрастание результирующего поля продолжится (рис. 8.10, кривая 2).
Минимальный размер пластинок, обеспечивающих квазифазовый синхронизм b = Lc. Но квазифазовый синхронизм возможен и для пластинок, толщина которых кратна нечетному числу Lc, т.е.
b = (2/w-l)Lc
(2/W — 1) 7С 2?| -к2
(8.70)
или
2/q - кг = (2т -1)- = (2т -1)— = (2т -1 )К , b А
(8.71)
где А - длина волны;
К - волновой вектор периодической структуры соответственно. Квазифазовый синхронизм имеет определенные преимущества по сравнению с синхронизмом в двупреломляющих кристаллах. К таким преимуществам можно отнести следующие:
172
1. Квазпфазовыи синхронизм не определяется поляризацией волн, поэтому поляризации можно выбрать так, чтобы работал наибольший коэффициент нелинейности.
2. Некритический синхронизм достигается при комнатной температуре для любых длин волн.
3. Для реализации квазифазового синхронизма можно использовать более широкий круг материалов, так как могут быть использованы материалы с малым двупреломлением или вообще не имеющие двупреломления. Например танталат лития, обладающий сильной оптической нелинейностью, но не используемый из-за низкого двупреломления для генерации гармоник в условиях синхронизма, для квазифазового синхронизма может быть использован.
4. Кроме нелинейной восприимчивости в периодических структурах модулируется и линейная восприимчивость, что позволяет снижать нежелательное влияние фоторефрактивного эффекта.
Изготовление механическим способом модулированных структур с периодом, равным нескольким микронам, технологически достаточно сложно. При изготовлении стоп пластинок механическим способом число пластинок обычно невелико (от нескольких единиц до десятков), а толщина каждой из пластин составляет несколько когерентных длин. Поэтому приходится использовать высокие порядки квазифазового синхронизма, что снижает эффективность передачи энергии накачки результирующему излучению. Такие эксперименты проводились на стопках пластин, вырезанных из кристаллов CdTe [7], GaAs [8,9], LiNb03 и кварца [10].
Однако пространственную модуляцию нелинейной восприимчивости можно осуществить и другими способами. Например, делались попытки использовать двойники в ZnS и ZnSe [11]. Более перспективным для практических целей, по-видимому, является использование для реализации квазифазового синхронизма периодических доменных структур в сегнетоэлектриках, получение и применение которых для квазифазового синхронизма будет рассмотрено в гл. 9.
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 164 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed