Прикладная нелинейная оптика: Генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света

Прикладная нелинейная оптика: Генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света

Автор(ы): Дмитриев В. Г., Тарасов Л. В.

01.02.2016
Год изд.: 1982
Описание: Посвящена физике процессов в генераторах второй оптической гармоники и параметрических генераторах света. Отражены новейшие направления и достижения в развитии указанных генераторов; рассмотрены используемые на практике оптические схемы. Систематизированно изложены различные подходы и методы расчета с учетом совокупности факторов, реально влияющих на работу рассматриваемых генераторов апертурные эффекты, фокусировка излучения, неоднородность двулучепреломления, тепловые самовоздействия, фоторефрактивный эффект, многочастотная накачка и др. Книга является продолжением монографии Л. В. Тарасова «Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения» («Радио и связь», 1981). Для научных работников и инженеров, работающих в области лазерной техники, нелинейной оптики и смежных областях; может использоваться также преподавателями и студентами вузов, аспирантами.
Оглавление:
Прикладная нелинейная оптика: Генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света скачать без регистрации https://book-com.ru

Предисловие [3]
Глава 1. Нелинейная поляризация диэлектрика и нелинейно-оптические явления [5]
1.1. Квадратичная и кубичная нелинейные поляризации [5]
Поляризация диэлектрика [5]
Вектор поляризации; материальное уравнение [6]
Квадратичная и кубичная нелинейные поляризации [7]
Кубично- и квадратично-нелинейные среды [9]
Волновое уравнение для среды с нелинейной поляризацией [11]
1.2. Нелинейные восприимчивости [12]
Временная дисперсия линейной восприимчивости [12]
Дисперсия нелинейных восприимчивостей [12]
Общие свойства симметрии тензора квадратичной восприимчивости [14]
Общие свойства симметрии тензора кубичной восприимчивости [15]
Комплексные восприимчивости [16]
1.3. Нелинейно-оптические явления [17]
Вектор электрической напряженности поля световой волны [17]
Явления, связанные с вещественной составляющей квадратичной восприимчивости [17]
Явления, связанные с вещественной составляющей кубичной восприимчивости [20]
Самовоздействие световой волны [21]
1.4. Фазовый (волновой) синхронизм [22]
Предварительные замечания [22]
Интерференционная природа фазового синхронизма; кривая синхронизма [23]
Длина когерентности [25]
Резонанс и биения в колебательной системе [26]
Фазовый синхронизм как пространственный резонанс [27]
Список литературы [29]
Глава 2. Генерация второй оптической гармоники [31]
2.1. Фазовый синхронизм в случае генерации второй гармоники [31]
Элементы оптики одноосных кристаллов [31]
Виды фазового синхронизма для генерации второй гармоники в одноосных кристаллах [33]
Скалярный оое-синхронизм [35]
Скалярный оее-синхронизм [36]
Векторные синхронизмы [37]
2.2. Укороченные уравнения для генерации второй гармоники в приближении плоских волн. Коэффициенты нелинейной связи [39]
Упрощения: основное и дополнительные [40]
Вывод укороченных уравнений для комплексных амплитуд [41]
Система укороченных уравнений для вещественных амплитуд н обобщенной фазы [44]
Конкретизация коэффициентов нелинейной связи [46]
Конкретизация коэффициентов нелинейной связи на примере кристалла инобата лития [48]
Замечания о максимизации коэффициентов нелинейной связи [50]
2.3. Решение укороченных уравнений при точном соблюдении условия синхронизма [50]
Укороченные уравнения в отсутствие дисперсии поглощения [50]
Фазовый портрет процесса генерации второй гармоники при точном соблюдении условия фазового синхронизма [52]
Замечания к фазовому портрету [55]
Случай отсутствия второй гармоники на входе нелинейной среды [56]
Общий случай [58]
Учет поглощения [59]
2.4. Решение укороченных уравнений при наличии волновой расстройки [59]
Интегралы системы укороченных уравнений при наличии волновой расстройки в отсутствие затухания [59]
Фазовый портрет процесса генерации второй гармоники при наличии волновой расстройки [61]
Движение изображающей точки по прямолинейному участку сепаратрисы [62]
Случай отсутствия второй гармоники на входе нелинейной среды [6З]
Приближение заданного поля основного излучения [66]
Плотность мощности второй гармоники. Коэффициент преобразования основного излучения во вторую гармонику [67]
Кривая синхронизма [70]
2.5. Генерация второй гармоники в расходящемся световом пучке (геометрооптическое приближение) [72]
Световой пучок как набор парциальных лучей; геометрооптическое приближение [72]
Угловые дисперсионные коэффициенты [74]
Интегральный коэффициент преобразования основного излучения во вторую гармонику по мощности [75]
Интегральный коэффицент преобразования во вторую гармонику в приближении заданного поля основного излучения [77]
Нелинейный режим преобразования основного излучения во вторую гармонику [79]
2.6. Генерация второй гармоники световыми импульсами (квазистатическое приближение) [83]
Световые импульсы с плоским фронтом [83]
Квазистатическое приближение [86]
Графический метод определения мгновенного коэффициента преобразования по мощности [88]
Приближение заданного поля основного излучения [89]
Нелинейный режим генерации второй гармоники [90]
2.7. Генерация второй гармоники в пространственно-модулированном пучке конечной апертуры (геометрооптическое приближение) [93]
Световой пучок конечной апертуры и вторые производные амплитуд по поперечным координатам [93]
Пространственно модулированный световой пучок в геометрооптическом приближении [95]
Угол анизотропии [97]
Диафрагменный апертурный эффект (оое-синхронизм) [98]
Диафрагменный апертурный эффект (оее-синхронизм) [100]
Геометрический метод расчета эффективности генерации второй гармоники с учетом диафрагменного апертурного эффекта [101]
Учет диафрагменного апертурного эффекта в укороченных уравнениях (скалярный оое-синхронизм) [105]
Влияние диафрагменного апертурного эффекта на эффективность генерации второй гармоники [108]
2.8. Генерация второй гармоники в сфокусированном гауссовском пучке (приближение заданного поля основного излучения) [109]
Общие замечания [109]
Гауссовский пучок, сфокусированный в кристалл [110]
Генерация второй гармоники при слабой фокусировке [113]
Укороченные уравнения для генерации второй гармоники в сфокусированном гауссовском пучке в приближении заданного поля основного излучения [113]
Метод Бойда—Клейнмана [114]
Апертурная функция [118]
Случай 90-градусного синхронизма [120]
Влияние диафрагменного апертурного эффекта [122]
2.9. Приближение заданной интенсивности основного излучения [123]
Комплексная амплитуда поля второй гармоники в приближении заданной интенсивности [123]
Вещественная амплитуда и фаза второй гармоники в приближении заданной интенсивности [124]
Самовоздействие световой волны в квадратично-нелинейной среде [126]
Нелинейная длина и длина когерентности [127]
Эффективность преобразования во вторую гармонику при точном выполнении условия синхронизма [128]
Список литературы [129]
Глава 3. Генерация второй оптической гармоники (некоторые специальные вопросы) [131]
3.1. Генерация второй гармоники в линейно-неоднородной среде [131]
Неоднородность дисперсионного двулучепреломления [131]
Амплитуда и плотность мощности второй гармоники в приближении заданного ноля основного излучения [133]
Пучок с амплитудой, пространственно модулированной функцией Гаусса [136]
Поперечно-неоднородная среда [138]
Продольно-неоднородная среда [141]
О необходимости учета неоднородности двулучепреломления [143]
Замечания о положительной роли неоднородности двулучепреломления [144]
3.2. Генерация второй гармоники с учетом тепловых самовоздействий [145]
Нелинейная тепловая расстройка и нелинейная рефракция [145]
Основные допущения [147]
Тепловая расстройка; критическая мощность самофокусировки [148]
Уравнение теплопроводности [149]
Система уравнений для генерации второй гармоники с учетом тепловых самовоздействий [151]
Уравнение теплопроводности и средняя мощность излучения; параметры теплового самовоздействия [153]
Идеальный тепловой контакт; дисперсия параметров теплового самовоздействия отсутствует [155]
Замечания об оптимальной тепловой расстройке [557]
Приближение заданного поля основного излучения [158]
Нелинейный режим [161]
Дисперсия параметров теплового самовоздействия при идеальном тепловом контакте [161]
Неидеальный тепловой контакт; дисперсия параметров теплового самовоздействия отсутствует [164]
Дисперсия параметров теплового самовоздействия при неидеальном тепловом контакте; гистерезисный характер кривой синхронизма [164]
Генерация второй гармоники одиночными импульсами [167]
О важности учета тепловых самовоздействий [168]
3.3. Некоторые дополнительные факторы, ограничивающие эффективность генерации второй гармоники [169]
Нелинейное поглощение [169]
Учет нелинейного поглощения при рассмотрении генерации второй гармоники [170]
Генерация свободных носителей [173]
Фотопреломление (фоторефрактивный эффект) [173]
Волновая расстройка, обусловленная фотопреломлением [175]
Фазовый портрет процесса генерации второй гармоники при наличии фотопреломления; оптимальный режим [175]
3.4. Генерация второй гармоники в нестационарном режиме [178]
Эффект группового запаздывания импульсов; групповой синхронизм [178]
Эффект дисперсионного расплывания импульсов [181]
Укороченные уравнения [182]
Дифференциальное уравнение для амплитуды спектра второй гармоники [183]
Случай гауссовской формы импульса основного излучения; спектр второй гармоники [185]
Амплитуда поля второй гармоники [188]
Эффективность генерации второй гармоники [190]
Замечания, связанные с учетом дифракции и двулучепреломления [191]
3.5. Генерация второй гармоники многочастотным лазерным излучением [192]
Удвоение и сложение частот основного излучения [192]
Укороченные уравнения [193]
Интенсивность второй гармоники [196]
Несинхронизованные моды [199]
Замечания о флуктуациях интенсивности второй гармоники [200]
Синхронизованные моды [202]
О частично синхронизованных модах [204]
3.6. Некоторые замечания общего характера [204]
Полная система укороченных уравнений для генерации второй гармоники [205]
Пространственно-временная аналогия [207]
Классические схемы [210]
Схемы с цилиндрическими линзами [212]
Схемы компенсации дисперсии синхронизма [215]
Схемы с использованием последовательно расположенных нелинейных кристаллов [216]
Многопроходовые схемы [220]
Схема генерации четвертой гармоники [220]
Генерация второй гармоники с использованием векторного синхронизма [221]
Список литературы [222]
Глава 4. Внутрирезонаторная генерация второй гармоники [226]
4.1. Введение [226]
Лазеры с ВРГВГ [226]
Нелинейная нагрузка резонатора [227]
Оптимальный режим ВРГВГ [228]
Режимы недопреобразования и пере-преобразования [229]
4.2. Стационарная ВРГВГ [230]
Схема лазера с ВРГВГ [230]
Нелинейное зеркало [231]
Условие стационарной генерации [232]
Плотность мощности второй гармоники [234]
Стационарная ВРГВГ в оптимальном режиме [236]
4.3. Динамика лазеров с непрерывной накачкой [237]
Скоростные уравнения [238]
Линейная и квадратично-нелинейная нагрузка резонатора [240]
Средняя нормированная выходная мощность [240]
Периодический режим модуляции добротности (при мгновенном включении добротности) [242]
Условие устойчивости периодического режима модуляции добротности [246]
Линейная нагрузка в режиме модуляции добротности [247]
Квадратично-нелинейная нагрузка в режиме модуляции добротности [248]
Режим «обрывания импульса» [252]
Режимы модуляции нагрузки [253]
4.4. Оптические схемы твердотельных лазеров с ВРГВГ [255]
Схемы с потерей обратной волны, использующие дихроичное зеркало [255]
Схемы с потерей обратной волны, не использующие дихроичного зеркала [257]
Схемы с возвратным зеркалом [258]
Фокусировка основного излучения в нелинейный кристалл [260]
Схемы с однонаправленной генерацией второй гармоники [260]
Схемы ВРГВГ с каскадным удвоением частоты [261]
4.5. Лазер с активно-нелинейной средой [262]
Активно-нелинейные среды [263]
Укороченные уравнения для лазера на АНС в стационарном режиме [263]
Условие стационарной генерации [265]
Коэффициент нелинейных потерь [266]
Плотность выходной мощности излучения на основной частоте и на частоте второй гармоники [266]
4.6. ВРГВГ в лазерах с импульсной накачкой и модуляцией добротности [268]
Общие замечания [268]
Вопросы теории режима ВРГВГ при импульсной накачке [269]
ВРГВГ при точном выполнении условия синхронизма [271]
Список литературы [273]
Глава 5. Параметрическая генерация света [277]
5.1. Введение [277]
Генераторы когерентного света с плавной перестройкой частоты [277]
Трехчастотное параметрическое взаимодействие световых волн в нелинейной среде [278]
Параметрические процессы в радиотехнике и в оптике [279]
Параметрическая люминесценция, усиление, генерация [280]
Способы перестройки частоты в ПГС [282]
5.2. Фазовый синхронизм при трехчастотном параметрическом взаимодействии. Перестроечные характеристики [283]
Виды фазового синхронизма в отрицательных одноосных кристаллах [283]
Синхронизм вида оое [284]
Параметрическая люминесценция при векторном оое-синхронизме [286]
Синхронизм вида оее-или еое [287]
Перестроечные характеристики [289]
5.3. Параметрическое усиление [291]
Укороченные уравнения для трехчастотного параметрического взаимодействия в приближении плоских волн [291]
Интегралы системы укороченных уравнений; интегральные соотношения Мэнли—Роу [292]
Укороченные уравнения в приближении заданного поля накачки [293]
Решение укороченных уравнений в приближении заданного поля накачки в отсутствие волновой расстройки [293]
Условие усиления [295]
Решение укороченных уравнений в приближении заданного поля накачки при наличии волновой расстройки [296]
Решение укороченных уравнений в нелинейном режиме для субгармоники [298]
Полная система укороченных уравнений для трехчастотного параметрического взаимодействия [299]
5.4. Параметрическая генерация субгармоники при непрерывной накачке [299]
Общие замечания; переходные и стационарные процессы в ПГС [299]
Переходные процессы в приближении заданного поля накачки; условие самовозбуждения субгармоники [300]
Метод последовательных шагов [302]
Стационарный нелинейный режим; условие стационарной генерации субгармоники [303]
Уравнение для определения стационарных амплитуд субгармоники [305]
Коэффициент преобразования в субгармонику [306]
5.5. Параметрическая генерация при импульсной накачке [307]
Развитие процесса генерации субгармоники в приближении заданного поля накачки [307]
Нестационарность процессов в ПГС при импульсной накачке; квазистационарный режим [309]
Математическая модель ПГС, работающего в квазистационарном режиме [311]
Вырожденный по частоте ДПГС при однородном поперечном распределении поля накачки [312]
5.6. Оптические схемы ПГС [314]
Классические схемы ПГС [314]
Условие самовозбуждения [315]
Пороговая плотность мощности накачки [317]
Кластерная структура спектра двухрезонаторного ПГС [318]
Схемы ПГС с возвратным зеркалом [319]
Схемы, позволяющие устранить нелинейные потерн на регенерацию волны накачки [320]
Схемы однорезонаторных ПГС [321]
Безрезонаторный ПГС [322]
Призменные ПГС [323]
5.7. Некоторые специальные вопросы параметрической генерации света [323]
ПГС обратной волны [323]
Параметрическая генерация в пикосекундном диапазоне длительностей импульсов (накачка ультракороткими импульсами) [326]
ПГС с инжекцией излучения на частоте резонирующей волны [329]
ПГС с неустойчивым резонатором [331]
Список литературы [333]
Приложение:
Нелинейные кристаллы для генерации гармоник и параметрической генерации света [337]
Требования, предъявляемые к нелинейным кристаллам [337]
Систематизация и свойства нелинейных кристаллов [337]
Угловые, температурные и спектральные дисперсионные коэффициенты [342]
Рекомендации по выбору нелинейных кристаллов [343]
Список литературы [346]
Предметный указатель [346]

Формат: djvu
Размер: 3133322 байт
Язык: Русский
Скачать: открыть
15
1210132″>



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru