التوليد التوافقي

توليد التوافقيات ( HG ، ويسمى أيضًا توليد التوافقيات المتعددة ) هو عملية بصرية غير خطية يتم فيها${\displaystyle n}$تتفاعل الفوتونات ذات التردد نفسه مع مادة غير خطية، فتتحد، وتولد فوتونًا جديدًا${\displaystyle n}$مضروبة في طاقة الفوتونات الأولية (أو ما يعادلها،${\displaystyle n}$مضروبًا في التردد والطول الموجي مقسومًا على${\displaystyle n}$).

في وسط ذي قابلية استقطاب غير خطية كبيرة ، يكون توليد التوافقيات ممكنًا. لاحظ أنه بالنسبة للرتب الزوجية (${\displaystyle n=2,4,\dots }$^{[ 1 ]} يجب ألا يكون للوسط مركز تناظر (غير متناظر مركزياً).

لأن العملية تتطلب وجود العديد من الفوتونات في نفس الوقت وفي نفس المكان، فإن احتمال حدوث عملية التوليد منخفض، ويتناقص هذا الاحتمال مع ازدياد الرتبة.${\displaystyle n}$لتحقيق توليد فعال، يجب أن يسمح تناظر الوسط بتضخيم الإشارة (من خلال مطابقة الطور ، على سبيل المثال)، ويجب أن يكون مصدر الضوء شديدًا ومتحكمًا به جيدًا مكانيًا (باستخدام ليزر متوازي ) وزمنيًا (إشارة أقوى إذا كان الليزر ذو نبضات قصيرة). ^{[ 2 ]}

حالة خاصة يكون فيها عدد الفوتونات في التفاعل هو${\displaystyle n=2}$ولكن باستخدام فوتونين مختلفين بترددات${\displaystyle \omega _{1}}$و${\displaystyle \omega _{2}}$.

حالة خاصة يكون فيها عدد الفوتونات في التفاعل هو${\displaystyle n=2}$. كما أنها حالة خاصة من توليد الترددات الجمعية حيث يكون كلا الفوتونين بنفس التردد${\displaystyle \omega }$.

حالة خاصة يكون فيها عدد الفوتونات في التفاعل هو${\displaystyle n=3}$إذا كانت جميع الفوتونات لها نفس التردد${\displaystyle \omega }$إذا كانت الموجات ذات ترددات مختلفة، يُفضّل استخدام مصطلح المزج الرباعي . تتضمن هذه العملية قابلية الاستقطاب غير الخطية من الدرجة الثالثة${\displaystyle \chi ^{(3)}}$[ ^{3 ]​}

على عكس توليد التوافقيات الثانية، فهي عملية حجمية ^{[ 4 ]} وقد تم إثباتها في السوائل. ^{[ 5 ]} ومع ذلك، فإنها تتعزز عند الأسطح البينية. ^{[ 6 ]}

حالة خاصة يكون فيها عدد الفوتونات المتفاعلة${\displaystyle n=4}$تم الإبلاغ عن ذلك حوالي عام 2000، ^{[ 8 ]} حيث تُمكّن الليزرات القوية الآن من توليد التوافقيات الجزئية بكفاءة عالية. تتضمن هذه العملية قابلية الاستقطاب غير الخطية من الدرجة الرابعة.${\displaystyle \chi ^{(4)}}$.

توليد التوافقيات لـ${\displaystyle n=5}$من الممكن نظرياً توليد 5 توافقيات (5HG) أو أكثر، لكن هذا التفاعل يتطلب عدداً هائلاً من الفوتونات، وبالتالي فإن احتمالية حدوثه منخفضة: ستكون الإشارة عند التوافقيات الأعلى ضعيفة جداً، ويتطلب ذلك استخدام ليزرات شديدة الكثافة. لتوليد توافقيات عالية (مثل${\displaystyle n=30}$وهكذا)، يمكن استخدام عملية توليد التوافقيات العالية المختلفة بشكل كبير.

• بويد، ر. و. (2007). البصريات غير الخطية (  الطبعة الثالثة). إلسيفير. رقم ISBN 9780123694706.
• ساذرلاند، ريتشارد ل. (2003). دليل البصريات غير الخطية (  الطبعة الثانية). مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 9780824742430.
• هيشت، يوجين (2002). البصريات (  الطبعة الرابعة). أديسون-ويسلي. ISBN 978-0805385663.
• زيرنيك، فريتس؛ ميدوينتر، جون إي. (2006). البصريات غير الخطية التطبيقية . منشورات دوفر. ISBN 978-0486453606.

• البصريات غير الخطية
• توليد التوافقي الثاني
• توليد التوافقيات العالية
• مضاعف التردد البصري