Нелинейная оптика

Нелинейная оптика
Разделы
1.        Введение
Что «нелинейно» в нелинейной оптике? Основная характеристика сред, формирующая новые пучки света. Возможные виды взаимосвязи отклика сред с возмущающим световым полем. Основные механизмы, обуславливающие нелинейный отклик сред.
2.        Генерация второй оптической гармоники
Механизм генерации второй гармоники на одиночной частице. Сопутствующее нелинейное явление. Условие когерентного сложения вторичных волн от множества частиц. Уравнения для расчета полей в процессе генерации. Условия фазового синхронизма: угловой и частотный синхронизм. Перекачка энергии в гармонику и обратно. Генерация суммарных и разностных частот. Оптическое выпрямление.
3.        Генерация второй оптической гармоники. Продолжение
Решение уравнений генерации второй гармоники. Причины снижения эффективности преобразования излучения. Оптические схемы эффективного преобразования излучения во вторую гармонику (включая периодически поляризованные кристаллы).
4.        Генерация суммарных и разностных частот
Особенности условий фазового синхронизма для генерации суммарных и разностных частот. Схемы применения генерации суммарных и разностных частот. Связь генерации разностной частоты с генерацией терагерцового излучения.
5.        Генерация параметрического излучения
Проявление параметрического процесса в линейной оптике. Обоснование пространственно-частотных характеристик параметрического излучения. Место параметрического излучения в квантовых экспериментах. Режимы нелинейной генерации параметрических волн, режим усиления фемтосекундных световых импульсов.
6.        Квадратично-нелинейные среды в оптике.
Обзор свойств основных кристаллов, используемых в нелинейно-оптических экспериментах.
7.        Кубичные нелинейные явления
Классификация кубичных нелинейных явлений. Механизм генерации третьей оптической гармоники на одиночной частице. Условие когерентного сложения вторичных волн от множества частиц. Уравнения для расчета полей в процессе генерации.
8.        Генерация третьей оптической гармоники
Уравнения генерации третьей гармоники. Причины снижения эффективности преобразования излучения. Альтернативные оптические схемы эффективного преобразования излучения в третью гармонику.
9.        Нелинейный показатель преломления
Физические механизмы нелинейности показателя преломления сред. Описание самофокусировки излучения. Эффект фазовой самомодуляции. Условия формирования солитонов в средах. Схемы использования нелинейного показателя преломления в различных устройствах.
10.   Тензорные свойства нелинейного показателя преломления
Существенные отличия кубичной нелинейности света линейной и круговой поляризаций в изотропных средах. Задача о пробной волне в нелинейной среде.
11. Многопучковые явления в кубично-нелинейных средах
Самодифракция излучения, самовращение эллипса поляризации, обращение волнового фронта. Метод измерения нелинейных свойств сред: метод z-сканирования.
12. Резонансная электронная нелинейность
Квантовое описание атомов среды и различные режимы взаимодействия света с резонансной средой. Рассмотрение задачи о пробной волне в режиме балансных уравнений.
13. Вынужденное комбинационное рассеяние света
Механизм влияния высокочастотных оптических осцилляций на низкочастотные колебания молекул. Обмен энергии света и молекулярной среды. Практические приложения вынужденного комбинационного рассеяния света.
14. Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна
Механизм влияния высокочастотных оптических осцилляций на низкочастотные звуковые колебания среды. Обмен энергии света и среды. Проявления вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна в оптических экспериментах.
15. Нерассмотренные нелинейные явления
Краткое перечисление особенностей иных нелинейных явлений.
 
Литература
1.     Шен И.Р. “Принципы нелинейной оптики”, М., “Наука”, 1989.
2.     Ахманов С.А., Хохлов Р.В. “Проблемы нелинейной оптики”, М., 1964.
3.     Бломберген Н. “Нелинейная оптика”, М., “Мир”, 1966.
4.     Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. “Электродинамика сплошных сред”, М., “Наука”, 1982.
5.     Клышко Д.Н. “Фотоны и нелинейная оптика”, М., “Наука”, 1980.
6.     Дмитриев В.Г., Тарасов Л.В. “Прикладная нелинейная оптика”, М., “Радио и Связь”, 1982.
7.     Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. “Обращение волнового фронта”, М., “Наука”, 1985
8.     Ярив А., Юх П. “Оптические волны в кристаллах”, М., “Мир”, 1987.
9.     Делоне Н.Б. “Взаимодействие лазерного излучения с веществом”, М., “Наука”, 1989.
10. Акулин В.М., Карлов Н.В. “Интенсивные резонансные взаимодействия в квантовой электронике”, М., “Наука”, 1987.
11. Ильинский Ю.А., Келдыш Л.В. “Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом”, М., Изд. МГУ, 1989.
12. Аллен Л., Эберли Дж. “Оптический резонанс и двухуровневые атомы”, М., “Мир”, 1978.