Нелинейная оптика

В ранее рассмотренных уравнениях Максвелла мы полагали, что поляризация среды линейно зависит от напряженности электрического поля в световой волне, т.е.когда интенсивность света не очень велика.  Когда же напряженность электрического поля в световой волне достигает напряженности поля в атомах и молекулах (~108-109 В/м) поляризация среды уже не зависит линейно от напряженности электрического поля. Действительно, природа нелинейности вытекает из ангармонического движения электронов в сильном электрическом поле. Действительно, если электромагнитная волна падает на кристалл, электрон будет двигаться в такт с переменным полем (рис.1).

 Когда электрон двигается налево он попадает в потенциальное поле атома А, а при движении направо – в потенциальное поле атома В. Так как А и В различны, то и их потенциалы тоже различны и электрон “предпочтет” движение направо, так как здесь увеличение потенциала меньше. Поэтому, в отличие от слабого электромагнитного поля, движение электрона в сильном поле не подчиняется гармонической функции.

Такое простое объяснение пригодно для нецентрально-симметричных систем .

Формально, поляризация среды зависит напряженности электрического поля в световой волне следующим образом

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector