Suminio dažnio generacija

Suminio dažnio generacija (SDG) – netiesinės optikos reiškinys, kurio metu išnyksta du pradiniai fotonai, kurių dažniai ${\displaystyle \omega _{1}}$ ir ${\displaystyle \omega _{2}}$, ir sukuriamas naujas ${\displaystyle \omega _{3}}$ dažnio fotonas. Kadangi tai yra kvadratinio netiesiškumo procesas, jis vyksta tik specialiai auginamuose netiesiniuose kristaluose (pvz.: KDP, BBO, LiNbO₃) kaupinant didelio intensyvumo lazerine spinduliuote (dažniausiai impulsinės veikos lazeriais). Norint, kad ši tribangė sąveika, kurios metu dvi kaupinimo bangos sukuria trečią parametrinę bangą, būtų efektyvi, reikia tenkinti fazinio sinchronizmo sąlygas - energijos ir judesio kiekio tvermės dėsnius:

${\displaystyle \hbar \omega _{3}=\hbar \omega _{1}+\hbar \omega _{2}}$

${\displaystyle \hbar k_{3}=\hbar k_{1}+\hbar k_{2}}$,

čia ${\displaystyle k_{1},k_{2},k_{3}}$ - šviesos bangų skaičiai. Atskiras suminio dažnio generacijos atvejis yra antrosios harmonikos generacija, kurios metu sąveikaujančių dviejų pradinių kaupinimo pluoštų dažniai yra vienodi: ω₁=ω₂=½ω₃. Ši sąveika eksperimentiškai yra gerokai paprasčiau įgyvendinama ir pakankamai dažnai taikoma, nes jai užtenka vieno pradinio šviesos pluošto, tuo tarpu suminio dažnio generacijos atveju tenka naudoti du skirtingus pluoštus, suderintus tiek laikiškai, tiek erdviškai - abudu impulsai turi patekti į tą pačią netiesinės medžiagos sritį tuo pačiu momentu. Kaip ir kiti , taip ir SDG energijos keitimo efektyvumas priklauso nuo įvairių faktorių. Energijos keitimas priklauso nuo kristalo netiesiškumo, kristalo ilgio. Fazinio nederinimo sąlygos lemia netiesinės medžiagos priėmimo kampą - kokia kryptimi turi būti orientuotas kristalas šviesos pluošto atžvilgiu ir kokiu erdviniu kampu vyks efektyvi sąveika. Ilgėjant kristalui, kristalo erdvinis priėmimo kampas mažėja, dėl šios priežasties reikalingas preciziškesnis eksperimentinės įrangos derinimas.

Išnašos

1. Boyd, Nonlinear Optics, page 14
2. Boyd, Nonlinear optics, page 79