天博综合体育app下载形结晶とは？

天博综合体育app下载形结晶は、光と相互作用し、周波数（色）、位相、偏光といった特性を変化させる特殊な物质です。どの程度の效果をもたらすかは、入射光の强度によって変化します。光と物质との相互作用が光の强度によって変化しない、従来の光学系とは异なります。

天博综合体育app下载形结晶は、従来の光学材料では不可能だった方法で光の操作を実现することにより、光学の分野における重要な役割を果たす特殊な物质です。このような结晶は、周波数、位相、偏光といった光の特性を、通过する光の强度に応じて変化させることができるという点で、「线形」结晶とは异なります。

天博综合体育app下载形结晶は、さまざまな先进光技术と応用の基础を成します。その范囲は、レーザ周波数変换から光通信システムまで、多岐にわたります。

天博综合体育app下载形结晶を详しく说明するには、高度な数学を使用する必要があります。本概要では、天博综合体育app下载形结晶の基本原理と主な用途を非数学的に绍介し、最も一般的に使用される天博综合体育app下载形结晶材料に注目し天博综合体育app下载。

天博综合体育app下载形光学效果とは？

物质（固体、液体、気体を问わない）と光の相互作用は、ほとんどが线形天博综合体育app下载。つまり、物质が光に与える效果の大きさは、光の强度で変化しません。したがって、屈折、反射、透过、吸收、回折などの光と物质の相互作用は、强度に依存しません。

たとえば、屈折に基づくレンズの焦点距离は、光が明るくなっても変化しません。镜が光を反射天博综合体育app下载角度は、强度によって変化しません。

天博综合体育app下载形光学效果では逆です。この场合、光の强度は、物质がどの程度光と相互作用するかに影响を与えます。このプロセスが不要な场合もありますが、线形の条件下では达成できないような结果を生み出すために利用することもできます。

最も有益な天博综合体育app下载形效果は、光の周波数を変え、光の位相や偏光を増幅もしくは変化させるという效果です。大きな天博综合体育app下载形效果を生み出すために必要な光の强度レベルは比较的高くなります。したがって、これらの效果は大抵の场合、ほとんどの通常の光源に対してはごくわずかであると言えます。しかし、レーザは容易に必要な强度レベルに到达できるため、レーザによる天博综合体育app下载形效果の出现は比较的よく见られます。このような现象のそれぞれがどのようなものかを个々に见てみましょう。

天博综合体育app下载数逓倍

ほとんどすべての高出力产业用固体レーザとファイバーレーザは、波长约1 µm で近赤外光を放出し天博综合体育app下载。しかし、多くの材料加工用途において、より短い波长で作业をする方が好都合です。これは加工される材料、特に赤外线で高い反射を示す倾向のある金属の吸收により良く合わせるためだと言えるかもしれません。また、短い波长の方が、より小さいスポットに焦点を绞ることができ天博综合体育app下载。これにより、微细な形状などの生成が可能になり天博综合体育app下载。

天博综合体育app下载数の変换または逓倍は、これらのさまざまな赤外线レーザから、より短い波长出力を得るために、幅広く使用されている手法です。たとえば、 nd：yvo₄レーザの1064nm 出力から、2倍波の2倍波の532 nm （グリーン）または33倍波の355nm （紫外线）avia lx，avia nx、天博综合体育app下载矩阵355で取得されています。固体レーザの天博综合体育app下载数を4倍波の266nm （深紫外线）にすることも可能です。たとえば、天博综合体育app下载HyperRapid NXTやazure nxがあり天博综合体育app下载。

これはどのように作用するのでしょうか？ 天博综合体育app下载数の倍化または第二高調波発生（SHG）は、非線形結晶が、通過する光ビームを元の天博综合体育app下载数のちょうど2倍（または波長の半分）に変換するときに起こります。これは、結晶の非線形の性質によって、ビーム内で2つの光子（光の粒子）が組み合わされ、エネルギーを2倍にする単一の光子に変換されるために発生します。その結果、光の色は倍化した天博综合体育app下载数に対応する色に変化します。

周波数の3倍化では、この概念がさらに一歩进みます。周波数倍化の效果をもう1つのプロセスと组み合わせ、光の元の周波数を3 倍にします。これは通常、2 2 段阶で达成されます。まず、光の周波数を2 倍にし、次に倍化された光が、同じまたは异なる天博综合体育app下载形结晶内で元の光とさらに混合されます。このような相互作用により、元の光の

このプロセスの発生を成功させるために、対応しなければならない条件がいくつかあります。まず当然ながら、材料そのものが、入射光との天博综合体育app下载形相互作用に対応する必要な能力を有していなければなりません。次に、入射レーザ光に十分な强度がなければなりません。强度が高いほど、天博综合体育app下载形效果の动作は效率的になります。

周波数逓倍のもう1つの重要な条件は「位相整合」です。これは、天博综合体育app下载形结晶内の分散によって、より波长の长い入射光と、生成された高调波光が异なる速度で伝播するため、必要になります。この速度のミスマッチは、二者间に破壊的な干渉を生み出し、高调波発生の效率が低下する可能性があります。

位相整合で、分散によってもたらされる课题を克服することができます。基本波と高调波の位相を调整して、これらが同じ效果の速度で伝搬し、天博综合体育app下载全体で建设的な干渉を维持するようにします。この调整により、基本波から高调波へのエネルギー転换の最大化が保证されます。

温度管理も、いくつかの天博综合体育app下载形结晶で有用です。温度は结晶の屈折率に影响し、それが位相整合の条件に影响を与えるためです。これこそ、 coherent のようなメーカーの多くが、高调波结晶オーブン内で统合された制品を提供している理由です。

和天博综合体育app下载発生と差天博综合体育app下载発生

和周波発生（ sfg）と差周波発生（ dfg）は、レーザ光の波长を変えることのできる、别の2 2 つの天博综合体育app下载形プロセスです。これらにおいては、2つの入射光波が结びつき、元のビームとは异なる周波数を持つ第三の光波を生み出します。Sfg 2つの入力周波数の和であるという点です。一方dfg dfg dfg では、新しい光波の周波数は、2

光パラメトリック増幅器（ opa）dfg の特定の形态です。信号が吸收され、媒质によって再発光される必要なく、レーザビームを増幅させるために使用されます。opa では、2 2 つの光ビームが天博综合体育app下载形结晶に导入されます。1つは、より高い周波数、高密度の「励起ビーム」で、もう1つは、より低い周波数、低出力の「信号ビーム」（増幅されるビーム）