Презентация Nonlinear optical phenomena онлайн

Содержание слайда: Нелинейные оптические явления

Содержание слайда: Первый вопрос, мы должны спросить - каким образом свет проходит через среду? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны думать о взаимодействие света с атомами и молекулами. Как вы хорошо осведомлены, свет является электромагнитыми колебаниями. Что происходит, когда эта волна попадает на атом или молекулу? Один вариант заключается в том, что Фотон может быть поглощен. Возбужденный атом затем релаксирует через фононных процессов на основе в этом случае объект нагревается. Другой вариант в том, что Фотон поглощается, а затем излучение проходит в другой длина волны флуоресценции. Чаще всего, входящие волна индуцирует колеблющегося диполя электронов молекулы, в результате происходит повторная эмиссия на той же длине волны.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Генерация 2-й гармоники нелинейность второго порядка

Содержание слайда: P =ε0 (χ(1)E + χ(2)E2 + χ(3)E3 +……) D = ε0E + P So intense radiation incident on a particular material can cause nonlinear terms to be generated. For the next couple of lectures, we are going to examine the behaviour of non-linear optics based on the χ(2) tensor – these are called second order effects.

Содержание слайда: E(t) = Eωcos(ωt) into the expression for P gave rise to a number of terms: Ѕ χ(2)Eω 2 – DC non- oscillating term χ(1)Eωcos(ωt) - Term oscillating at frequency ω (linear propagation) Ѕχ(2)Eω 2 cos(2ωt) - Term oscillating at frequency 2ω (non-linear generation)

Содержание слайда: Remember also that χ(2) is a tensor and that the value changes depending of the direction of propagation in the material. In isotropic (iso – the same, tropic - in space) materials (eg. glasses, liquids etc) χ(2) = 0 throughout the material so second harmonic generation is impossible. In the case of anisotropic materials this is not the case and the χ(2) tensor has some non-zero elements resulting in second harmonic generation.

Содержание слайда: Now we need to consider how the second harmonic radiation is generated as we travel along the length of our crystal. Now let’s rewrite our wave propagating in the +z direction: E(t,z) = Eωcos(ωt-kωz) Can easily show that the second harmonic wave will have the form: E 2ω gen (t,z) = const cos(2ωt – 2kωz) Where kω is the absolute value wave propagation vector: kω= 2πnω / λ (nω is the refractive index, n(ω)) kω = ωnω / c (c is the speed of light in a vacuum)

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Phase Matching was of key importance for non-linear optics. Remember that phase matching occurs when a constant phase relationship is maintained between the generated and propagating waves. In general, this does not occur, so a repeated build up and decline of radiation is observed with a characteristic length given by the coherence length l0. In order to make phase matching occur, we need to arrange a circumstance where n2ω =nω. In order to do this we can use birefringent materials. Birefringence is a property of certain materials where different polarisations have different refractive indicies. You may be familiar with the c oncept of double refraction in calcite – this is an example of birefringence where the two rays formed have different polarisations – these are the ordinary, o-ray and the extraordinary, e-ray.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: