ФАЗОВЫЙ СИНХРОНИЗМ
(волновой синхронизм) п р и н е л и н е й н о м в з а и м о д е й с т в и и в о л н - условие наиб. эффективного энергообмена между собственной и вынуждающей волнами среды, имеющими одинаковые частоты. Напр., в нелинейной оптике вынуждающей волной может быть волнанелинейной поляризации.Условие Ф. с. выражается равенством волнового вектораkсобств. волны среды волновому векторуkввынуждающей волны (k=kв) . Разность волновых векторов Dk=k-kвназ. фазовой (волновой) расстройкой. Нелинейные взаимодействия волн, происходящие при наличии Ф. с. (Dk=0), принято называть синхронными (см.Синхронизм).
При синхронных взаимодействиях реализуются накапливающиеся нелинейные взаимодействия, в результате к-рых энергия одной интенсивной волны может быть полностью преобразована в энергию первоначально слабых волн др. частот (см.Нелинейная оптика).
В случае трёхволновых взаимодействий, напр, при генерации суммарной (разностной) частоты , волновой вектор вынуждающей волны , гдеkj-волновой вектор волны с частотой Если волновые векторыk,k1иk2.имеют одно направление, реализуется коллинеарный Ф.с. При несовпадающих направлениях волновых векторов условие Ф. с. наз. некол-линеарным.
В реальных диспергирующих средах условие Ф. с. может быть выполнено в изотропных средах только в области аномальной дисперсии, а в анизотропных средах - и в области нормальной дисперсии. Рассмотрим в качестве примера генерацию второй гармоники w2=2w1. Учитывая, что
где u(wj)-фазовая скорость, условие Ф. с. можно представить в виде следующих соотношений:
В области нормальной дисперсии величина показателя преломления увеличивается с ростом частоты, т. е. для изотропных сред условие (*)- не выполняется, но оно выполняется в области аномальной дисперсии. В анизотропных средах условие (*) может быть выполнено и в области нормальной дисперсии в случае взаимодействия волн разл. поляризаций. Хотя при этом всегда и (индексыоиеотносятся соответственно к обыкновенной и необыкновенной волнам), однако при не слишком малых параметрах анизотропии возможно (отрицат. кристаллы) или (положит, кристаллы). В отрицат. нелинейном кристаллеKDPусловие Ф. с. при генерации второй гармоники выполняется при взаимодействии вида
или
.
Подобные соотношения можно записать для др. типов трёхчастотных взаимодействий.
В случае четырёхволновых взаимодействий возможности выполнения условия Ф. с. более разнообразны по сравнению с трёхволновыми взаимодействиями. В общем случае это условие имеет вид при генерации частоты В случае вырожденного четырёхчастотного взаимодействия условие Ф. с. принимает вид . Синхронные че-тырёхволновые взаимодействия в анизотропных средах могут быть реализованы в области нормальной дисперсии для волн разл. поляризаций.
В нелинейных средах с периодич. модуляцией линейной или нелинейной восприимчивости могут быть реализованы т. н. квазисинхронные взаимодействия; в них фазовая расстройка Dkкомпенсируется за счёт модуляции вектора обратной решётки. Это расширяет класс нелинейных кристаллов, к-рые можно использовать для реализации эфф. нелинейных взаимодействий волн.
Лит.см. при статьяхСинхронизм, Нелинейная оптика.
А. С. Чиркин.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.
- фазовый синхронизм—phase matching phase synchronism...Русско-английский словарь по физике
- фазовый синхронизм—sincronismo di fase...Русско-итальянский политехнический словарь