групповой синхронизм

ГРУППОВОЙ СИНХРОНИЗМ - равенство групповых скоростей взаимодействующих в нелинейной среде модулированных (квазимонохроматических) волн. Модулированные во времени волны эффективно взаимодействуют на сколь угодно большей длине, если выполнены не только условия фазового синхронизма для средних частот волновых пакетов, но и условие Г. с., означающее на спектральном языке, что фазовый синхронизм должен иметь место для всех спектральных компонент взаимодействующих волн. Однако в диспергирующей нелинейной среде условия Г. с. в общем случае не выполняются и эффективность нелинейного взаимодействия модулированных волн существенно зависит от различия групповых скоростей, что характеризуется т. н. групповой расстройкой .

В нелинейной оптике Г. с. может быть реализован лишь в нек-рых случаях, напр. при вырожденном по частоте и неколлинеарном трёхчастотном взаимодействии - генерации второй гармоники (см. Взаимодействие световых волн ).В практических ситуациях на малых длинах взаимодействия часто можно пренебрегать групповой расстройкой, считая, что имеет место Г. с., т. е. . Действительно, если на длине взаимодействия'' l время группового запаздывания, ( - длительность импульса или характерное время модуляции соответствующей комплексной амплитуды), то групповая расстройка несущественна. Такое нелинейное взаимодействие волн на длинах, меньших характерных длин , наз. квазистатическим; при этом модуляция волн приводит к более эффективному энергообмену между ними, чем взаимодействие монохроматич. волн при одинаковых средних интенсивностях.

В случае , групповая расстройка играет принципиальную роль: процесс нелинейного взаимодействия волн становится нестационарным и менее эффективным либо вовсе прекращается (см. Нестационарные нелинейные оптические явления). Для кристаллов дигидрофосфата калия (KDP)и ниобата лития (LiNbO₃) в случае нелинейного взаимодействия обыкновенной осн. волны (=1,06 мкм) и необыкновенной волны второй гармоники значение групповой расстройки соответственно равно 5,2*10^-12 и 1,0*10^-13 с/см; для кристаллов KDP при вырожденном взаимодействии на =0,53 мкм =2,5*10^-12 с/см. T. о., при преобразовании частоты лазерных импульсов пико- и субпикосекундной длительности нелинейные оптич. процессы могут быть нестационарными. В случае фемтосекунд-ных световых импульсов при наличии Г. с. эффективность нелинейного процесса может уменьшаться из-за расплывания импульса, обусловленного дисперсией групповой скорости.

Лит.: Ахманов С А., Чиркин А. С., Статистические явления в нелинейной оптике, M., 1971; Ахманов С. А., Дьяков Ю. E., Чиркин А. С., Введение в статистическую радиофизику и оптику, M., 1981, с. 562-75.

А. С. Чиркин.

   <<      Предметный указатель      >>