Overview ny linear sy nonlinear optics

Overview ny linear optics sy nonlinear optics

Miorina amin'ny fifandraisan'ny hazavana amin'ny zavatra, ny optika dia azo zaraina ho linear optics (LO) sy nonlinear optics (NLO). Linear optics (LO) no fototry ny optika klasika, mifantoka amin'ny fifandraisan'ny hazavana. Mifanohitra amin'izany kosa, ny optika tsy an-tariby (NLO) dia mitranga rehefa tsy mifanandrify mivantana amin'ny valin-kafatra optique amin'ny fitaovana ny hamafin'ny hazavana, indrindra amin'ny toe-javatra manjelanjelatra, toy ny laser.

Optika Linear (LO)
Ao amin'ny LO, ny hazavana dia mifandray amin'ny zavatra amin'ny hamafin'ny ambany, matetika misy foton iray isaky ny atoma na molekiola. Io fifaneraserana io dia miteraka fikorontanana kely indrindra amin'ny toetry ny atomika na ny molekiola, mijanona ao amin'ny toetrany voajanahary sy tsy mikorontana. Ny fitsipika fototra ao amin'ny LO dia ny dipole ateraky ny saha elektrika dia mifandanja mivantana amin'ny tanjaky ny saha. Noho izany, ny LO dia mahafa-po ny fitsipiky ny superposition sy additivity. Ny fitsipiky ny superposition dia milaza fa rehefa iharan'ny onjam-peo elektromagnetika maromaro ny rafitra iray, dia mitovy amin'ny fitambaran'ny valintenin'ny tsirairay amin'ny onja tsirairay ny valiny manontolo. Ny additivity dia mampiseho ihany koa fa ny valin'ny ankapobeny amin'ny rafitra optika sarotra dia azo faritana amin'ny fampifangaroana ny valin'ny singa tsirairay. Ny Linearity amin'ny LO dia midika fa ny fitondran-tena maivana dia tsy miova rehefa miova ny hamafiny - ny vokatra dia mitovy amin'ny fampidirana. Ankoatra izany, ao amin'ny LO, dia tsy misy fifangaroana matetika, noho izany ny hazavana mandalo amin'ny rafitra toy izany dia mitazona ny faharetany na dia mandalo fanamafisam-peo na fanovana dingana aza. Ohatra amin'ny LO dia ahitana ny fifaneraserana amin'ny hazavana miaraka amin'ireo singa optika fototra toy ny lantihy, fitaratra, takelaka onja, ary gorodona diffraction.

Nonlinear Optical (NLO)
Ny NLO dia miavaka amin'ny valin-teny tsy mitongilana amin'ny hazavana mahery, indrindra amin'ny toe-javatra mahery vaika izay tsy mifanaraka amin'ny tanjaky ny fidirana. Ao amin'ny NLO, ny fotona maro dia mifandray amin'ny fitaovana miaraka amin'ny fotoana iray, ka miteraka fifangaroan'ny hazavana sy ny fiovan'ny mari-pamantarana refractive. Tsy toy ny ao amin'ny LO, izay tsy miova ny fitondran-tena maivana na inona na inona hamafin'ny, ny vokatra tsy mibaribary dia miharihary amin'ny hamafin'ny hazavana tafahoatra. Amin'ny hamafin'izany dia tsy mihatra intsony ny fitsipika mifehy ny fifandraisana maivana, toy ny fitsipika superposition, ary na ny vacuum mihitsy aza dia mety tsy mihetsika. Ny tsy fifankahazoana eo amin'ny fifandraisana misy eo amin'ny hazavana sy ny zavatra dia mamela ny fifampikasohana eo amin'ny hafanam-pahazavana samihafa, ka miteraka trangan-javatra toy ny famokarana harmonic, ary ny famokarana matetika sy ny fahasamihafana. Fanampin'izany, ny optika tsy an-tariby dia ahitana ny fizotran'ny parametrika izay mizara indray ny angovo maivana mba hamokatra matetika vaovao, toy ny hita amin'ny fanamafisam-peo sy ny oscillation. Ny endri-javatra manan-danja iray hafa dia ny fiovaovan'ny fizotry ny tena, izay ovan'ny onjam-pahazavana amin'ny heriny manokana - fiantraikany izay mitana anjara toerana lehibe amin'ny fifandraisana optika.

Fifandraisana amin'ny zavatra maivana amin'ny optika linear sy nonlinear
Ao amin'ny LO, rehefa mifandray amin'ny fitaovana ny hazavana, dia mifanandrify mivantana amin'ny hamafin'ny hazavana ny valin'ny fitaovana. Mifanohitra amin'izany kosa, ny NLO dia ahitana fitaovana izay mamaly tsy ny hamafin'ny hazavana ihany, fa amin'ny fomba sarotra kokoa. Rehefa midona amin'ny fitaovana tsy linear ny hazavana mahery vaika dia afaka mamokatra loko vaovao na manova ny hazavana amin'ny fomba tsy mahazatra. Ohatra, ny jiro mena dia azo ovaina ho jiro maitso satria ny valin'ny fitaovana dia mihoatra noho ny fiovan'ny proportional fotsiny - mety ahitana ny fampitomboana avo roa heny na fifaneraserana sarotra hafa. Ity fitondran-tena ity dia mitarika ho amin'ny fitambaran'ny vokatra optika be pitsiny izay tsy hita amin'ny fitaovana tsipika mahazatra.

Fampiharana teknika optique linear sy nonlinear
LO dia mandrakotra karazana teknolojia optika be mpampiasa, ao anatin'izany ny lantihy, fitaratra, takelaka onja, ary makarakara diffraction. Izy io dia manome rafitra tsotra sy azo kajy mba hahatakarana ny fihetsiky ny hazavana amin'ny ankamaroan'ny rafitra optika. Ny fitaovana toy ny fifindran'ny dingana sy ny fizarazarana taratra dia matetika ampiasaina ao amin'ny LO, ary ny sehatra dia nivoatra hatrany amin'ny toerana izay nahazoan'ny faritra LO. Ireo fizaran-tany ireo izao dia hita ho fitaovana maro miasa, miaraka amin'ny fampiharana amin'ny faritra toa ny microwave sy ny fanodinana famantarana optique quantum ary ny maritrano informatika bioheuristic mipoitra. Ny NLO dia somary vaovao ary nanova sehatra isan-karazany tamin'ny alàlan'ny fampiharana isan-karazany. Eo amin'ny sehatry ny fifandraisan-davitra, dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny rafitra fibre optique izy io, izay misy fiantraikany amin'ny fetran'ny fampitana angon-drakitra rehefa mitombo ny herin'ny laser. Ny fitaovana famakafakana dia mahazo tombony amin'ny NLO amin'ny alàlan'ny teknikan'ny microscopy mandroso toy ny microscopy confocal, izay manome sary avo lenta sy eo an-toerana. Ny NLO koa dia manatsara ny laser amin'ny alàlan'ny fampivoarana ny laser vaovao sy ny fanovana ny toetra optika. Izy io koa dia nanatsara ny teknikan'ny sary optika ho an'ny fampiasana fanafody amin'ny fampiasana fomba toy ny taranaka faharoa-harmonic sy fluorescence roa-foton. Ao amin'ny biophotonics, ny NLO dia manamora ny fakana sary lalina amin'ny tavy misy fahasimbana kely ary manome marika ny fifanoherana biochemical maimaim-poana. Ny saha dia manana teknolojia terahertz mandroso, izay ahafahana mamokatra pulses terahertz fe-potoana tokana. Ao amin'ny optique quantum, manamora ny fifandraisan'ny quantum ny voka-dratsy tsy an-kanto amin'ny alalan'ny fanomanana ireo mpanova matetika sy ireo mitovy amin'ny photon. Fanampin'izany, nanampy tamin'ny fanodinana ny microwave sy ny fampifangaroana ny dingana maivana ny fanavaozana nataon'i NLO tamin'ny fanaparitahana Brillouin. Amin'ny ankapobeny, ny NLO dia manohy manosika ny fetran'ny teknolojia sy fikarohana amin'ny sehatra samihafa.

Optics linear sy nonlinear ary ny fiantraikany amin'ny teknolojia avo lenta
Ny optika dia manana anjara toerana lehibe amin'ny fampiharana andavanandro sy ny teknolojia avo lenta. Ny LO dia manome ny fototry ny rafitra optika mahazatra maro, raha ny NLO kosa dia mitondra fanavaozana amin'ny sehatra toy ny fifandraisan-davitra, microscopy, teknolojia laser ary biophotonics. Ny fandrosoana vao haingana tao amin'ny NLO, indrindra fa mifandraika amin'ny fitaovana roa dimensions, dia nahasarika be dia be noho ny mety ho fampiharana amin'ny indostria sy ara-tsiansa. Ny mpahay siansa koa dia mikaroka fitaovana maoderina toy ny teboka quantum amin'ny alàlan'ny famakafakana misesy momba ny toetran'ny linear sy nonlinear. Rehefa mandroso ny fikarohana, ny fahatakarana mitambatra momba ny LO sy ny NLO dia zava-dehibe amin'ny fanosehana ny fetran'ny teknolojia sy ny fanitarana ny fahafahan'ny siansa optika.