Сызыклы һәм сызыклы булмаган оптикага гомуми күзәтү

Сызыклы оптика һәм сызыклы булмаган оптикага гомуми күзәтү

Яктылыкның матдә белән үзара бәйләнешенә нигезләнеп, оптиканы сызыклы оптика (LO) һәм сызыклы булмаган оптика (NLO) дип бүлергә мөмкин. Сызыклы оптика (LO) классик оптиканың нигезе булып тора, ул яктылыкның сызыклы үзара бәйләнешенә юнәлтелгән. Киресенчә, сызыклы булмаган оптика (NLO) яктылык интенсивлыгы материалның оптик җавабына турыдан-туры пропорциональ булмаганда, бигрәк тә лазерлар кебек югары яктырту шартларында барлыкка килә.

Сызыклы оптика (LO)
LOда яктылык матдә белән түбән интенсивлыкта үзара бәйләнештә була, гадәттә һәр атом яки молекулага бер фотон керә. Бу үзара бәйләнеш атом яки молекуляр халәтнең минималь бозылуына китерә, аның табигый, бозылмаган халәтендә кала. LOдагы төп принцип - электр кыры белән индукцияләнгән диполь кыр көченә турыдан-туры пропорциональ. Шуңа күрә LO суперпозиция һәм аддитивлык принципларын канәгатьләндерә. Суперпозиция принцибы системага берничә электромагнит дулкын тәэсир иткәндә, гомуми җавап һәр дулкынга аерым җаваплар суммасына тигез булуын әйтә. Аддитивлык шулай ук ​​катлаулы оптик системаның гомуми җавапны аның аерым элементларының җавапларын берләштерү юлы белән билгеләргә мөмкин булуын күрсәтә. LOдагы сызыклылык яктылыкның интенсивлык үзгәргәндә даими булуын аңлата - чыгыш керүгә пропорциональ. Моннан тыш, LOда ешлык катнашмасы юк, шуңа күрә мондый система аша үтүче яктылык көчәйтү яки фаза модификациясенә дучар булса да, ешлыгын саклый. LO мисалларына яктылыкның линзалар, көзгеләр, дулкын пластиналары һәм дифракция рәшәткәләре кебек төп оптик элементлар белән үзара бәйләнеше керә.

Сызыклы булмаган оптика (СНО)
NLO көчле яктылыкка сызыклы булмаган җавабы белән аерылып тора, бигрәк тә югары интенсивлык шартларында, анда чыгу көче керү көченә пропорциональ түгел. NLOда берничә фотон бер үк вакытта материал белән үзара бәйләнешкә керә, нәтиҗәдә яктылык кушыла һәм сыну күрсәткече үзгәрә. LOдан аермалы буларак, яктылык үз-үзен тотышы интенсивлыкка карамастан тотрыклы булып кала, сызыклы булмаган эффектлар бары тик яктылыкның экстремаль интенсивлыгында гына күренә. Бу интенсивлыкта, гадәттә яктылык үзара бәйләнешен көйләүче кагыйдәләр, мәсәлән, суперпозиция принцибы, кулланылмый, хәтта вакуум үзе дә сызыклы булмаган хәлдә булырга мөмкин. Яктылык һәм матдә арасындагы үзара бәйләнештәге сызыклы булмаганлык төрле яктылык ешлыклары арасында үзара бәйләнешкә мөмкинлек бирә, бу гармоник генерация, сумма һәм аерма ешлыгы генерациясе кебек күренешләргә китерә. Моннан тыш, сызыклы булмаган оптикага параметрик процесслар керә, аларда яктылык энергиясе яңа ешлыклар булдыру өчен яңадан бүленә, бу параметрик көчәйтү һәм тирбәнештә күренә. Тагын бер мөһим үзенчәлек - үзфазалы модуляция, анда яктылык дулкынының фазасы үз интенсивлыгы белән үзгәртелә - бу эффект оптик элемтәдә мөһим роль уйный.

Сызыклы һәм сызыклы булмаган оптикада яктылык-матдә үзара тәэсир итешүләре
LOда, яктылык материал белән үзара бәйләнештә булганда, материалның җавабы яктылыкның интенсивлыгына турыдан-туры пропорциональ була. Киресенчә, NLO яктылыкның интенсивлыгына гына түгел, ә катлаулырак ысуллар белән дә җавап бирә торган материалларны үз эченә ала. Югары интенсивлыктагы яктылык сызыклы булмаган материалга эләккәндә, ул яңа төсләр тудырырга яки яктылыкны гадәти булмаган ысуллар белән үзгәртергә мөмкин. Мәсәлән, кызыл яктылык яшел яктылыкка әйләнергә мөмкин, чөнки материалның җавабы пропорциональ үзгәрештән күбрәкне үз эченә ала - ул ешлыкның икеләтә артуын яки башка катлаулы үзара бәйләнешләрне үз эченә ала ала. Бу үз-үзен тотыш гадәти сызыклы материалларда күренмәгән катлаулы оптик эффектлар җыелмасына китерә.

Сызыклы һәм сызыклы булмаган оптик техникаларның кулланылышы
LO киң кулланыла торган оптик технологияләрнең киң диапазонын, шул исәптән линзаларны, көзгеләрне, дулкын пластиналарын һәм дифракция рәшәткәләрен үз эченә ала. Ул күпчелек оптик системаларда яктылыкның үз-үзен тотышын аңлау өчен гади һәм исәпләүчән рамка тәкъдим итә. Фаза күчергечләре һәм нур бүлгечләре кебек җайланмалар еш кына LOда кулланыла, һәм бу өлкә LO схемалары популярлык казанган ноктага кадәр үсеш алган. Бу схемалар хәзер күп функцияле кораллар буларак карала, микродулкынлы һәм квант оптик сигнал эшкәртү һәм яңа биоэвристик исәпләү архитектуралары кебек өлкәләрдә кулланыла. NLO чагыштырмача яңа һәм төрле кушымталары аша төрле өлкәләрне үзгәртте. Телекоммуникация өлкәсендә ул оптик җепсел системаларда төп роль уйный, лазер көче арткан саен мәгълүмат тапшыру чикләренә тәэсир итә. Аналитик кораллар NLOдан югары ачыклыклы, локальләштерелгән сурәтләүне тәэмин итүче конфокаль микроскопия кебек алдынгы микроскопия ысуллары аша файдалана. NLO шулай ук ​​яңа лазерлар эшләү мөмкинлеген биреп һәм оптик үзлекләрне үзгәртеп, лазерларны яхшырта. Ул шулай ук ​​икенче гармоник генерация һәм ике фотонлы флуоресценция кебек ысулларны кулланып, фармацевтика куллану өчен оптик сурәтләү ысулларын яхшыртты. Биофотоникада NLO тукымаларның тирәнтен сурәтләнешен минималь зыян белән җиңеләйтә һәм маркировкасыз биохимик контраст бирә. Бу өлкәдә терагерц технологиясе алга киткән, бу бер периодлы терагерц импульсларын барлыкка китерергә мөмкинлек бирә. Квант оптикасында сызыклы булмаган эффектлар ешлык үзгәрткечләрен һәм фотон эквивалентларын әзерләү аша квант элемтәсен җиңеләйтә. Моннан тыш, NLOның Бриллюэн чәчелүендәге инновацияләре микродулкынлы эшкәртүгә һәм яктылык фазасын конъюгацияләүгә ярдәм итте. Гомумән алганда, NLO төрле дисциплиналарда технология һәм тикшеренүләр чикләрен киңәйтүен дәвам итә.

Сызыклы һәм сызыклы булмаган оптика һәм аларның алдынгы технологияләр өчен әһәмияте
Оптика көндәлек кулланылышта да, алдынгы технологияләрдә дә төп роль уйный. Оптика күп кенә киң таралган оптик системалар өчен нигез булып тора, ә Оптиканың изоляциясе телекоммуникация, микроскопия, лазер технологияләре һәм биофотоника кебек өлкәләрдә инновацияләрне этәрә. Оптиканың изоляциясендәге соңгы казанышлар, аеруча ике үлчәмле материалларга кагылышлы булганда, аларның сәнәгать һәм фәнни кулланылышлары аркасында зур игътибар җәлеп итте. Галимнәр шулай ук ​​квант нокталары кебек заманча материалларны сызыклы һәм сызыклы булмаган үзлекләрнең эзлекле анализы аша өйрәнәләр. Тикшеренүләр алга барган саен, Оптиканың изоляциясе һәм Оптиканың изоляциясен бергәләп аңлау технология чикләрен киңәйтү һәм оптика фәненең мөмкинлекләрен киңәйтү өчен бик мөһим.