ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ: ГЕНЕРАЦИЯ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ И ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ
В классической линейной оптике предполагается, что индуцированная электрическая поляризация среды линейно зависит от приложенного электрического поля, т. е.
Р = гоХЕ, (12.4.1)
Где х — диэлектрическая восприимчивость среды. При сильных электрических полях, характерных для лазерных пучков, соотношение (12.4.1) уже не является хорошим приближением и следует учитывать последующие члены разложения, в которых векторы Р должны рассматриваться как функции более высоких степеней величины Е. Этот нелинейный отклик может привести к обмену энергией между электромагнитными волнами на различных частотах.
В данном разделе будут рассмотрены некоторые эффекты, обусловленные нелинейным членом поляризации, который пропорционален квадрату электрического поля. В частности, будут описаны два основных эффекта [1, 15], а именно:
1. Генерация второй гармоники (ГВГ), при которой лазерный пучок с частотой ю частично преобразуется нелинейной средой в когерентный пучок с частотой 2ю (данный эффект впервые продемонстрировал Франкен и др. [16]).
2. Оптическая параметрическая генерация (ОПГ), при которой лазерный пучок с частотой со3 вызывает в нелинейном материале одновременное излучение двух когерентных пучков с частотами сох и ю2, причем + ю2 = со3 (эффект был впервые продемонстрирован Джордмейном и Миллером [17]).
При сильных электрических полях, имеющих место в лазерных пучках, эффективность преобразования в обоих этих процессах может быть весьма высокой (приближается к 100% в случае ГВГ). Поэтому в настоящее время эти методы используются для генерации новых когерентных волн с различными частотами, отличающимися от частоты падающей волны.
