조화 발전

고조파 생성(HG, 복수 고조파 생성이라고도 함)은 주파수가 동일한 $n{\displaystyle }$ ${\displaystyle n}$ 광자가 비선형 물질과 상호 작용하여 "결합"되고, 초기 광자의 에너지($동일$하게, n ${\displaystyn$$}$배)를$$ $가진{\displaystyle }$ 새로운 광자를 생성하는 비선형 광학 공정이다.$n}번$ 스타일은 주파수와 $파장$을 n$${\$displaystyle n}$로 나눈다.$$

일반공정

상당한 비선형 감수성을 갖는 매체에서는 조화 발생이 가능하다. 짝수 순서(${\displaystyle }$= ${\displaystyle 2}$,${\displaystyle }$4,${\displaystyle }$… ${\displaystyle n=2,4,\dots })$의 경우,$$ 매체는 대칭 중심(비중심 대칭)이 없어야 한다는 점에 유의하십시오.^[1]

공정은 많은 광자가 동시에 같은 장소에 존재하도록 요구하기 때문에 발생확률은 낮으며, 이러한 확률은 $n{\displaystyle }$ ${\displaystylen}$의 순서에 따라 감소한다$.$ 효율적으로 생성하기 위해서는 매체의 대칭이 신호를 증폭시킬 수 있어야 한다(위상 일치를 통해, 에서).자세), 그리고 광원은 강렬하고 공간적으로 잘 제어되어야 하며(시준 레이저로), 임시적으로(레이저가 짧은 펄스를 가질 경우 더 많은 신호를 가져야 한다).^[2]

SFG(Sum-Frequency Generation)

교호작용에서 광자의 수가$$$n{\displaystyle }$= ${\displaystyle 2}$ ${\displaystyle n=2}$이지만 주파수가 $\Omega {\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {1\mathrm{}}_{}}$ ${\$및$$ ${\displaystyle {\Omega \mathrm{}}_{}}$ 2 ${\$}}인 특별한 경우$.$

2차 조화 생성(SHG)

교호작용에서 광자의 수가 $n{\displaystyle }$= ${\displaystyle 2}$ ${\displaystyle n=2}$인 특수한 경우$.$ 또한 두 광자가 동일한 주파수 $\Omega {\displaystyle }$ ${\displaystyle \omega$}인 총 주파수 생성의 특별한 경우$.$

제3화합성생성(THG

교호작용에서 광자의 $수$가 ${\displaystyle \mathrm{n}}$= 3 ${\displaystyle n=3}$인 특별한 경우$,$ 모든 광자의 주파수 $\Omega {\displaystyle }$ ${\displaystyle \omega$}.$$주파수가 다르면 4파 혼합이라는 일반 용어를 선호한다. 이 프로세스에는 3차 비선형 $감수성{\displaystyle {}^{}}$ ${\displaystyle {(}^{}}$ (${\displaystyle 3^{}}$ $){\$^{($3$^[3]이 포함된다.

SHG와 달리 부피 처리로^[4] 액체로 표시돼 왔다.^[5] 그러나 인터페이스에서 강화된다.^[6]

THG에 사용되는 재료

BBO(β-BaBO₂₄) 또는 LBO와 같은 비선형 결정체는 THG를 변환할 수 있고, 그렇지 않으면 THG는 현미경의 막에서 생성될 수 있다.^[7]

4차 고조파(FHG 또는 4HG)

상호 작용하는 광자의 $수$가${\displaystyle }$n = ${\displaystyle 4}$ ${\displaystyle$ n$=4$}인 특별한 경우$.$ 2000년경에 보고된 강력한 레이저가 이제 효율적인 FHG를 가능하게 한다.^[8] 이 프로세스에는 4차 비선형 $감수성{\displaystyle {}^{}}$ ${\displaystyle {(}^{}}$ (${\displaystyle {}^{}}$4 $){\$^{($4$이 포함된다.

FHG에 사용되는 재료

일부 BBO(β-BaBO₂₄)는 FHG에 사용된다.^[9]

> {\$displaystyle n>4}$에 대한 고조파 생성

$n{\displaystyle }$= ${\displaystyle 5}$ ${\displaystyle n=5}($5HG) 이상에 대한 고조파 생성이 이론적으로 가능하지만, 상호 작용에는 매우 많은 수의 광자가 필요하며 따라서 발생할 확률이 낮다. 즉, 고 고조파에서의 신호는 매우 낮으며 매우 강한 레이저가 생성되어야 한다. $고{\displaystyle }$ 고조파를 생성하기 위해($:$ n${\displaystyle }$= 30 {\$displaystyle$ n$$$=30})$ 고 고조파 생성의 실질적으로 다른 프로세스를 사용할 수 있다.

원천

• Boyd, R.W. (2007). Nonlinear optics (third ed.). ISBN 9780123694706.
• Sutherland, Richard L. (2003). Handbook of Nonlinear Optics (2nd ed.). ISBN 9780824742430.
• Hecht, Eugene (2002). Optics (4th ed.). Addison-Wesley. ISBN 978-0805385663.
• Zernike, Frits; Midwinter, John E. (2006). Applied Nonlinear Optics. Dover Publications. ISBN 978-0486453606.

참고 항목

• 비선형광학
• 제2화합세대
• 고 고조파 발생
• 광 주파수 곱하기

참조