دانلود مقالات ISI درباره اپتیک غیرخطی + ترجمه فارسی

اپتیک غیرخطی(NLO) شاخه‌ای از اپتیک است که رفتار نور درماده غیرخطی را توصیف می‌کند، که در این ماده قطبش دی‌الکتریک P به طور غیرخطی به میدان الکتریکی E نور پاسخ می‌دهد. معمولاً این غیرخطیت فقط در شدت‌های نور بسیار بالا (مقادیر میدان الکتریکی قابل مقایسه با میدان‌های الکتریکی درون اتمی، نوعاً ۱۰۸ ولت بر متر) مانند شدت لیزرهای پالسی مشاهده شده است. انتظار می‌رود که خلأ فراتر از حد شوینگر غیرخطی شود. در اپتیک غیرخطی، اصل برهم‌نهی دیگر اعتبار ندارد. اپتیک غیرخطی تا زمان کشف تولید هارمونیک دوم کمی بعد از اختراع اولین لیزر ناشناخته ماند. اپتیک غیرخطی شاخه ای از بر همکنش نور با ماده را توصیف می‌کند که پاسخ نوری ماده به شدت نور برخوردی وابسته است. در واقع پاسخ غیر خطی قطبش P ماده به میدان الکتریکی نور برخوردی به ماده باعث رفتار غیرخطی محیط می‌شود. اثرات غیرخطی در شدت‌های بالای نور مانند لیزر ظاهر می‌شود. اولین بار اثر غیر خطی بعد از ساخت اولین لیزر در سال 1961 میلادی مشاهده شد. قطبش P را می توان به صورت تقریب بسط چند جمله‌ای میدان الکتریکی نوری به صورت زیر توصیف کرد. P=ε0[χ1E+χ2E2+χ3E3+⋯] که ε0 گذردهی خلا و χ پذیرفتاری ماده است. قطبش P، برای شدت‌های معمولی نور عبوری فقط جمله اول بسط در نظر گرفته می‌شود. بنابراین نوسان دوقطبی‌های الکتریکی همان بسامد نور عبوری است [1]. برای میدان‌هایی با شدت بالا، جمله‌های مرتبه بالاتر بسط سری باید در نظر گرفته شود [1]. مهمترین اثرات غیرخطی در هماهنگ دوم و هماهنگ سوم رخ می‌دهد. به عنوان مثال، اثر غیرخطی هماهنگ دوم هنگامیکه دو فوتون از نور فرودی به ماده با همان بسامد ω نور فرودی به ماده برخورد می‌کنند، یک فوتون با بسامد 2ω یا هماهنگ مرتبه دوم تولید می‌شود [1]. منبع این هماهنگ مرتبه دوم در الکترومغناطیس کلاسیک نوسان غیرخطی قطبش است که با بسامد 2ω نوسان می‌کند [1]. قطبش برای مواد توده‌ای به صورت معادله‌ی زیر است [2]. Pb(2ω)=χ2E(ω)E(ω) که χ2 تانسور پذیرفتاری مرتبه دوم است. البته پاسخ مرتبه دوم در مواد نامتقارن مرکزی دیده می‌شود. دومین اثر مهم در نور غیرخطی، پاسخ غیر خطی هماهنگ سوم که اثر کر نیز نام دارد باعث تبدیل بسامد نور برخوردی به بسامدهای جدید می‌شود [1]. به بیان دیگر، هنگامیکه سه فوتون از نور فرودی به ماده با همان بسامد ω نور فرودی به ماده برخورد می‌کنند، یک فوتون با بسامد 3ω یا هماهنگ مرتبه سوم تولید می‌شود. جمله سوم معادله اول هماهنگ مرتبه سوم را نشان می‌دهد. به علت اینکه با E3 متناسب است، این اثر در مواد متقارن نیز مشاهده می‌شود. با توجه به معادله تابع دی‌الکتریکی و ضریب شکست با شدت نور وابسته است. در معادله سوم، رابطه بین شدت نور و ضریب شکست آورده شده‌است. ε=ε0[χ1+3χ3E2] n=n0+n2I که ε تابع دی‌الکتریکی ماده، n0 ضریب شکست خطی ماده، n2 ضریب شکست غیرخطی ماده و I شدت میدان است. فرایندهای تطبیق فرکانسی تولید هارمونیک دوم (SHG)، یا دوبرابرسازی فرکانس، تولید نور با فرکانس دوبرابر (نصف طول‌موج)، با از بین رفتن دو فوتون، یک فوتون با فرکانس دو برابر به وجود می‌آید. تولید هارمونیک سوم (THG)، تولید نور با فرکانس سه برابر (یک سوم طول‌موج)، با از بین رفتن سه فوتون، یک فوتون با فرکانس سه برابر به وجود می‌آید. تولید هارمونیک بالا (HHG)، تولید نور با فرکانس‌های بسیار بزرگتر از فرکانس اصلی (نوعاً ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر بزرگتر) تولید فرکانس جمع (SFG)، تولید نور با فرکانسی که جمع دو فرکانس دیگر است (SHG یک حالت خاص آن است) تولید فرکانس تفاضل (DFG)، تولید نور با فرکانسی که اختلاف بین دو فرکانس دیگر است تقویت پارامتری نور (OPA)، تقویت ورودی سیگنال در حضور موج پمپ با فرکانس بالاتر، به‌طور همزمان تولید موج ایدلر (می‌توان به‌عنوان DFG درنظر گرفت) نوسان پارامتری نور (OPO)، تولید موج سیگنال و ایدلر با استفاده از تقویت کننده پارامتریک در رزوناتور (بدون ورود سیگنال) تولید پارامتری نور (OPG)، مانند نوسان پارامتری اما بدون رزوناتور، درعوض استفاده از بهره بالا تبدیل پایین پارامتری خود به خودی (SPDC)، تقویت نوسانات خلأ در ناحیه بهره کم یکسوسازی نور (OR)، تولید میدان‌های نوری شبه استاتیک برهم‌کنش نور- ماده غیرخطی با الکترون‌های آزاد و پلاسما