Сызыктуу жана сызыктуу эмес оптикага сереп салуу

Сызыктуу оптикага жана сызыктуу эмес оптикага сереп салуу

Жарыктын зат менен өз ара аракеттенүүсүнүн негизинде оптика сызыктуу оптика (ЛО) жана сызыктуу эмес оптика (NLO) болуп бөлүнөт. Сызыктуу оптика (LO) жарыктын сызыктуу өз ара аракеттенүүсүнө багытталган классикалык оптиканын негизи болуп саналат. Ал эми, сызыктуу эмес оптика (NLO) жарыктын интенсивдүүлүгү материалдын оптикалык реакциясына түз пропорционалдуу болбогондо, өзгөчө лазер сыяктуу жаркырап турган шарттарда пайда болот.

Сызыктуу оптика (LO)
LOда жарык зат менен төмөнкү интенсивдүүлүктө өз ара аракеттенет, адатта бир атомго же молекулага бир фотон кирет. Бул өз ара аракеттенүү атомдук же молекулярдык абалдын минималдуу бузулушуна алып келет, анын табигый, бузулбаган абалында калат. LOдагы негизги принцип электр талаасы тарабынан индукцияланган диполь талаанын күчү менен түз пропорционалдуу. Демек, LO суперпозиция жана аддитивдүүлүк принциптерин канааттандырат. Суперпозиция принциби системага бир нече электромагниттик толкундар дуушар болгондо, жалпы жооп ар бир толкунга болгон жеке жооптордун суммасына барабар экенин айтат. Аддитивдүүлүк ушунудай эле татаал оптикалык системанын жалпы реакциясын анын айрым элементтеринин жоопторун бириктирүү аркылуу аныктоого болорун көрсөтөт. LO сызыктуулугу интенсивдүүлүк өзгөргөн сайын жарык жүрүм-туруму туруктуу экенин билдирет - чыгаруу киргизүүгө пропорционалдуу. Мындан тышкары, ЛОдо жыштык аралашуусу жок, ошондуктан мындай система аркылуу өткөн жарык күчөп же фазалык модификацияга дуушар болсо да, өзүнүн жыштыгын сактап калат. LO мисалдарына линзалар, күзгүлөр, толкун плиталары жана дифракциялык торлор сыяктуу негизги оптикалык элементтер менен жарыктын өз ара аракеттенүүсү кирет.

Сызыктуу эмес оптика (NLO)
NLO күчтүү жарыкка сызыктуу эмес реакциясы менен айырмаланат, айрыкча жогорку интенсивдүүлүк шарттарында чыгышы кириш күчү менен пропорционалдуу эмес. NLOдо бир нече фотон бир эле учурда материал менен өз ара аракеттенип, жарыктын аралашуусуна жана сынуу көрсөткүчүнүн өзгөрүшүнө алып келет. Жарыктын жүрүм-туруму интенсивдүүлүгүнө карабастан ырааттуу бойдон кала берген LOдан айырмаланып, сызыктуу эмес эффекттер жарыктын өтө күчтүү интенсивдүүлүгүндө гана байкалат. Мындай интенсивдүүлүктө, адатта, жарыктын өз ара аракеттенүүсүн жөнгө салуучу эрежелер, мисалы, суперпозиция принциби, мындан ары колдонулбайт, жада калса вакуумдун өзү да сызыктуу эмес иштеши мүмкүн. Жарык менен материянын өз ара аракеттенүүсүнүн сызыктуу эместиги ар кандай жарык жыштыктарынын ортосундагы өз ара аракеттенүүгө мүмкүндүк берет, натыйжада гармоникалык генерация, сумма жана айырма жыштык генерациясы сыяктуу кубулуштар пайда болот. Кошумчалай кетсек, сызыктуу эмес оптика параметрдик процесстерди камтыйт, мында жарык энергиясы жаңы жыштыктарды пайда кылуу үчүн кайра бөлүштүрүлөт, бул параметрдик күчөтүү жана термелүүдө көрүнүп турат. Дагы бир маанилүү өзгөчөлүгү жарык толкунунун фазасы өзүнүн интенсивдүүлүгүнө жараша өзгөргөн автофазалык модуляция болуп саналат - бул оптикалык байланышта чечүүчү ролду ойногон эффект.

Сызыктуу жана сызыктуу эмес оптикадагы жарык заттын өз ара аракеттенүүсү
LOда жарык материал менен өз ара аракеттенгенде, материалдын реакциясы жарыктын интенсивдүүлүгүнө түз пропорционалдуу болот. Ал эми NLO жарыктын интенсивдүүлүгүнө гана эмес, татаалыраак жол менен жооп берген материалдарды камтыйт. Жогорку интенсивдүүлүктөгү жарык сызыктуу эмес материалга тийгенде, ал жаңы түстөрдү жаратышы же жарыкты адаттан тыш жолдор менен өзгөртүшү мүмкүн. Мисалы, кызыл жарык жашыл жарыкка айландырылышы мүмкүн, анткени материалдын реакциясы пропорционалдык өзгөрүүнү эмес, жыштыктын эки эселенүүсүн же башка татаал өз ара аракеттенүүнү камтышы мүмкүн. Бул жүрүм-турум жөнөкөй сызыктуу материалдарда көрүнбөгөн оптикалык эффекттердин татаал комплексине алып келет.

Сызыктуу жана сызыктуу эмес оптикалык техниканын колдонулушу
LO кеңири колдонулган оптикалык технологиялардын кеңири спектрин камтыйт, анын ичинде линзалар, күзгүлөр, толкун плиталары жана дифракциялык торлор. Ал көпчүлүк оптикалык системалардагы жарыктын жүрүм-турумун түшүнүү үчүн жөнөкөй жана эсептелүүчү негизди камсыз кылат. LOда көбүнчө фазалык алмаштыргычтар жана нур бөлгүчтөр сыяктуу түзмөктөр колдонулат жана талаа LO схемалары белгилүү болгон чекитке чейин өнүккөн. Бул схемалар азыр микротолкундуу жана кванттык оптикалык сигналдарды иштетүү жана жаңы пайда болгон биоэвристикалык эсептөө архитектуралары сыяктуу чөйрөлөрдө колдонулуучу көп функциялуу куралдар катары каралат. NLO салыштырмалуу жаңы жана анын ар түрдүү колдонмолор аркылуу ар кандай тармактарды өзгөрттү. Телекоммуникация тармагында ал оптикалык була системаларында негизги ролду ойнойт, лазердин күчү көбөйгөн сайын маалыматтарды берүү чектерине таасир этет. Аналитикалык инструменттер NLOдан жогорку чечилиштеги, локализацияланган сүрөттү камсыз кылган конфокалдык микроскопия сыяктуу өнүккөн микроскопиялык ыкмалар аркылуу пайда көрөт. NLO ошондой эле жаңы лазерлерди иштеп чыгууга жана оптикалык касиеттерин өзгөртүүгө мүмкүндүк берүү менен лазерлерди жакшыртат. Ал ошондой эле экинчи гармоникалык муун жана эки фотон флуоресценция сыяктуу ыкмаларды колдонуу менен фармацевтикалык колдонуу үчүн оптикалык сүрөттөө ыкмаларын жакшыртты. Биофотоникада NLO минималдуу зыян менен ткандардын терең сүрөтүн жеңилдетет жана бекер биохимиялык контрастты этикеткалоону камсыз кылат. Талаада интенсивдүү бир мезгилдүү терагерц импульстарын түзүүгө мүмкүндүк берүүчү прогрессивдүү терагерц технологиясы бар. Кванттык оптикада сызыктуу эмес эффекттер жыштык өзгөрткүчтөрдү жана чырмалышкан фотон эквиваленттерин даярдоо аркылуу кванттык байланышты жеңилдетет. Кошумчалай кетсек, NLOнун Brillouin чачыратуудагы инновациялары микротолкундуу иштетүүгө жана жарык фазасын конъюгациялоого жардам берди. Жалпысынан алганда, NLO ар кандай дисциплиналар боюнча технологиянын жана изилдөөлөрдүн чектерин түртүүнү улантууда.

Сызыктуу жана сызыктуу эмес оптика жана алардын алдыңкы технологияларга тийгизген таасири
Оптика күнүмдүк тиркемелерде да, алдыңкы технологияларда да негизги ролду ойнойт. LO көптөгөн жалпы оптикалык системалардын негизин түзөт, ал эми NLO телекоммуникация, микроскопия, лазердик технология жана биофотоника сыяктуу тармактарда инновацияларды жаратат. NLOдагы акыркы жетишкендиктер, айрыкча, алар эки өлчөмдүү материалдарга тиешелүү болгондуктан, потенциалдуу өнөр жай жана илимий колдонмолоруна байланыштуу көп көңүл бурушту. Окумуштуулар ошондой эле сызыктуу жана сызыктуу эмес касиеттердин ырааттуу анализи аркылуу кванттык чекиттер сыяктуу заманбап материалдарды изилдеп жатышат. Изилдөөлөр өнүккөн сайын, LO жана NLO жөнүндө биргелешкен түшүнүк технологиянын чектерин жылдыруу жана оптикалык илимдин мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүү үчүн абдан маанилүү.