Четырехволновое смешение света Нелинейная оптика Лекция 11 описывается кубичной

запрет в центросимметричных средах
существенно усиливается в окрестности резонансов
часто

Рассмотрим случай трех волн накачки

Результирующее поле на выходе

является решением неоднородного волнового уравнения

с кубичной поляризацией

интенсивность отклика резонансно возрастает
Четырехволновое смешение: общий подход
Нелинейная

В приближении ММА, распространения волны отклика вдоль оси z
и в приближении заданной накачки

где фазовая расстройка

- коэффициент затухания вдоль оси z

NB: при 4-волновых процессах фазовый синхронизм выполнить существенно легче (прямые волны, обратные волны и т.д.)

усиления одной из волн при мощных двух других:
тогда
При отсутствии

Существует частный случай , при котором

к режиму КР-усиления (ВКР)
Нелинейная оптика
Лекция 11
если разность частот близка к

то это режим КР-усиления, где

- стоксова волна, а

- волна накачки

Кубичная поляризация, описывающая ВКР,

– резонансная часть кубичной восприимчивости

усиления двух слабых волн, распространяющихся в противоположных направлениях:
- сигнальная волна,

Фазовый синхронизм выполняется довольно просто
В кристалле толщиной l

- обратная холостая волна

при

амплитуды расходятся,

осуществляется переход к режиму генерации даже при

молекулярных переходов
В приближении заданных накачек и плоских волн
Рассмотрим случай бигармонической

на частоте

спектр КАРС сигнала будет пропорционален
спектр несимметричный (аналог контура Фано) и

кубичная поляризация примет вид:

аналогично

падении волны с произвольным
т.е. при ОВФ появляется волна с

сравним при отражении от зеркала

и

Возникает стоячая монохроматическая волна накачки («опорная волна»)

возможен синхронизм

пример адаптивной оптики – автоматическая коррекция аббераций

если падающая полна содержала набор волновых векторов ,

отраженный будет содержать

сходящаяся волна – в расходящуюся и наоборот