Самостоятельная работа по предмету:

Генерация кратных гармоник.
В нелинейной оптике индуцированный дипольный момент имеет слагаемые с кратными частотами. Поэтому молекулы среды испускают свет кроме основной частоты еще и кратных (удвоенной, утроенной и т.д.) частот
Впервые генерацию кратных гармоник наблюдали Франкен с сотрудниками в 1961г – излучение рубинового лазера, распространяющееся в кристаллах. Схема опыта показана на рис.2. Свет с частотой ω падает на кристалл (1). Здесь образуется волна с частотой 2ω. Далее свет проходит через светофильтр (2), который отсекает основную частоту, и попадает в приемник излучения. Но КПД этого преобразователя был очень мал, около

, такая часть света преобразовывалась в кратные гармоники.
Для того, чтобы получить более мощную волну, нужно, чтобы фазы всех элементарных осцилляторов были согласованы так, чтобы все складывающиеся элементарные волны приходили в точку наблюдения (приемник) с одинаковыми фазами. Иначе в результате интерференции они будут частично гасить друг друга.
В линейной оптике первичная и вторичная волны имеют одинаковую частоту и, следовательно, одинаковую фазовую скорость. Поэтому неважно, где происходит преобразование первичной волны во вторичную, все эти волны распространяются вдоль оси пучка с одинаковыми фазами. В нелинейной оптике вторичные волны с двойной частотой 2ω имеют иную фазовую скорость, чем исходная волна (с частотой ω), и все вторичные волны, индуцированные в разных местах, будут иметь разные фазы. Однако можно подобрать такое вещество, чтобы показатели преломления оказались одинаковыми:  . Для этого используют явление двойного лучепреломления в кристаллах. Классический кристалл для этого «КДП» – дигидрофосфат калия (с химической формулой  ). На рис.3 показан 
Рис.3.
график, показывающий сечения поверхностей, изображающих зависимость показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей от направления волновой нормали для частот ω (сплошная линия) и 2ω (пунктир). При угле θ=41,5º показатели преломления, а значит и фазовые скорости первичной и вторичной волн одинаковы. Следовательно, выполняется условие пространственного синхронизма (мы об этом говорили в теме «лазеры»). При выполнении этого условия можно достигнуть КПД до 20 или 30%. Но угол нужно удерживать довольно точно – при отклонении луча всего на 3' интенсивность второй гармоники падает почти до нуля!