Nonlinear optical phenomena

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.

переизлучения - (вспомним, о показателе преломления, который существенно возрастает вблизи линий поглощения, т.е. резонансов).
Соответственно прохождение света замедляется через посредство
увеличение показателя преломления.

cos2θ)
cos A cos B = cos( A + B) + cos( A ″ B)
2
cos(-θ) = cos(θ)

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.

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)

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.

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)

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.