Нелінійні оптичні ефекти виникають при відповіді матеріалу на застосоване світло поле не прямо пропорційно інтенсивності світла. Ці ефекти є важливими в різних технологічних додатках, включаючи лазерне розвиток, телекомунікаційні та медичні зображення. Розуміння цих явищ передбачає вивчення їх практичних наслідків і методів, що використовуються для розрахунку.

Основи нелінійних оптики

У лінійних оптиках поляризація матеріалу відповідає пропорційно електричному полі світла. Нелінійні оптики, однак, передбачає більш високу корекцію, де поляризація залежить від площі, куба або більшої потужності електричного поля. Це призводить до явищ, таких як гармонічне покоління, самофокусування і оптичні трути.

Практичні наслідки

Нелінійні ефекти дозволяють генерувати нові частоти світла, які життєво важливі для створення лазерних джерел на довжини хвилі не легко доступні інакше. Вони також дозволяють модуляції світлових сигналів в волоконно-оптичних, поліпшення частоти передачі даних. Крім того, нелінійні явища використовуються в лікувальних методах візуалізації, таких як мультифотонна мікроскопія.

Розрахунок та моделювання

Розрахунок нелінійних оптичних відповідей передбачає розуміння нелінійної сприйнятливості матеріалів. Двостороння сприйнятливість, α(2), відповідає за друге гармонічне покоління, при цьому сторонні схильність, α(3), відноситься до явищ, таких як самофокусування та чотирихвильове змішування. Чисельні методи, такі як скінченно-дифункційні часові (FDTD) імітації, часто використовуються для моделювання цих ефектів точно.

Загальні нелінійні ефекти

  • Друга гермонська генерація
  • Самоподача
  • Оптичні оліти
  • Чотири-Wave Змішування
  • Самохідна модуляція