गैर-रेखीय ऑप्टिकल प्रभाव तब होते हैं जब किसी लागू प्रकाश क्षेत्र में किसी सामग्री की प्रतिक्रिया सीधे प्रकाश तीव्रता के बराबर नहीं होती है। ये प्रभाव विभिन्न तकनीकी अनुप्रयोगों में आवश्यक हैं, जिनमें लेजर विकास, दूरसंचार और चिकित्सा इमेजिंग शामिल हैं। इन घटनाओं को समझना में उनकी व्यावहारिक निहितार्थों और गणना के लिए उपयोग की जाने वाली विधियों की खोज शामिल है।

नॉनलाइनर ऑप्टिक्स की मूल बातें

रैखिक प्रकाशिकी में, एक सामग्री का ध्रुवीकरण प्रकाश के विद्युत क्षेत्र के लिए समान रूप से प्रतिक्रिया करता है। हालांकि, गैर-रैखिक प्रकाशिकी में उच्च-आदेश की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जहां ध्रुवीकरण विद्युत क्षेत्र के वर्ग, घन या उच्च शक्तियों पर निर्भर करता है। इससे हार्मोनिक पीढ़ी, आत्म-केंद्रित और ऑप्टिकल सॉलिटन जैसी घटनाओं की ओर जाता है।

व्यावहारिक प्रभाव

गैर-रेखीय प्रभाव प्रकाश की नई आवृत्तियों की पीढ़ी को सक्षम बनाता है, जो तरंग दैर्ध्य पर लेजर स्रोतों को बनाने के लिए महत्वपूर्ण हैं, अन्यथा आसानी से सुलभ नहीं हैं। वे फाइबर ऑप्टिक्स में प्रकाश संकेतों के मॉडुलन की अनुमति भी देते हैं, डेटा ट्रांसमिशन दरों में सुधार करते हैं। इसके अतिरिक्त, गैर-रेखीय घटना का उपयोग बहु-फोटोन माइक्रोस्कोपी जैसी चिकित्सा इमेजिंग तकनीकों में किया जाता है।

गणना और मॉडलिंग

गैर-रेखीय ऑप्टिकल प्रतिक्रियाओं की गणना में सामग्री की गैर-रेखा संवेदनशीलता को समझना शामिल है। दूसरे क्रम में संवेदनशीलता, χ (2), दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी के लिए जिम्मेदार है, जबकि तीसरे क्रम की संवेदनशीलता, χ (3), आत्म-केंद्रित और चार-तरंग मिश्रण जैसी घटनाओं से संबंधित है। संख्यात्मक तरीके, जैसे कि परिमित-विभेद समय-डोमेन (FDTD) सिमुलेशन, अक्सर इन प्रभावों को सही ढंग से मॉडल करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

सामान्य गैर-रेखीय प्रभाव

  • दूसरा हार्मोनिक जनरेशन
  • आत्म-Focusing
  • ऑप्टिकल सॉलिटन
  • चार-वेव मिश्रण
  • आत्म-चरण मॉड्यूलेशन