Простейшие модели ангармонизма. Нелинейность свободного электрона

Слайд 2

Нелинейность свободного электрона. Линейное приближение В первом приближении пренебрегаем членами порядка

Нелинейность свободного электрона. Линейное приближение

В первом приближении пренебрегаем членами порядка 1/c,

тогда

тогда амплитуда дипольного момента

при

а линейная поляризуемость и линейная восприимчивость

классический радиус электрона

! NB линейная поляризуемость:
отрицательна
имеет размерность куба
при энергиях порядка Ридберга

Нелинейная оптика
Лекция 5-6

Слайд 3

Нелинейность свободного электрона. Второе приближение Во втором порядке, в левую часть

Нелинейность свободного электрона. Второе приближение

Во втором порядке, в левую часть подставляем

, а в правую -

тогда сила Лоренца

квадратичная поляризуемость связывает амплитуды поля и дипольный момент на удвоенной частоте.

имеет компоненту на удвоенной частоте, а амплитуда колебаний в продольном направлении

где параметр имеет смысл амплитуды поля, при котором

при

Нелинейная оптика
Лекция 5-6

Слайд 4

Нелинейность связанного электрона Рассмотрим среду в виде совокупности осцилляторов плотностью N.

Нелинейность связанного электрона

Рассмотрим среду в виде совокупности осцилляторов плотностью N.
Уравнение движения

электрона

Приложенное поле задано на частотах

При малости ангармонического слагаемого смещение зарядов запишем

Наведенная электрическая поляризация

В приближении первого порядка

Нелинейная оптика
Лекция 5-6

Слайд 5

Нелинейность связанного электрона. Второй порядок Подставив в уравнение движения вместо результат

Нелинейность связанного электрона. Второй порядок

Подставив в уравнение движения вместо результат первого

приближения

Тогда в выражении для смещения электрона появляются компоненты
на частотах

где

Нелинейная оптика
Лекция 5-6