Скалярный и векторный синхронизм

Напомним, что исходной форме условие фазового синхронизма записывается в виде . При этом k и K являются векторами.

В общем случае, фазовый синхронизм может быть получен при равенстве нулю векторной суммы .

Из этого общего случая причине принято выделять случай скалярного синхронизма, когда все три волны распространяются вдоль одного направления (рис. 5). Во всех остальных случаях имеет место случай векторного синхронизма (рис. 6).

Рис. 6. Векторный фазовый синхронизм

Нелинейные кристаллы для генерации второй гармоники

№	Кристалл	Формула	Группа симметрии	n₀ (1.06 мкм)	Диапазон прозрачности
	Дигидрофосфат калия (KDP)	KH₂PO₄		1.49	0.174-1.57
	Дидейтерофосфат калия (DKDP)	KH_2-xD_xPO₄		1.5	0.2-2.1
	Бета-борат бария (ВВО)	b-BaB₂O₄		1.65	0.189-3.5
	Йодат лития	LiJO₃		1.86	0.28-6.0
	Ниобат лития	LiNbO₃		2.23	0.4-5.5
	Титанил-фосфат калия (KTP)	KTiOPO₄		1.78	0.35-4.5
	Барий-натрий ниобат (банан)	Ba₂NaNb₅O₁₅		2.2	0.37-5.0

Схема лабораторного стенда:

Рис. 7. Схема лабораторного стенда: 1 – Nd:YAG-лазер с электрооптической модуляцией добротности (ИЛТИ-203), 2 – Ослабляющие светофильтры, 3 – Нелинейный кристалл KTP, 4 – Светофильтры СЗС, 5 – измеритель энергии и мощности ИМО-2Н, 6 – Фотодиод, 7 – Осциллограф

Наборы светофильтров

1. Ослабляющие: ИКС-5, ИКС-7, НС-7

Или 2хИКС-5, НС-7

2. Вспомогательный: СЗС-22

3. Рабочий фильтр: СЗС-25

Порядок выполнения работы

ВНИМАНИЕ!

ВСЕ ОПЕРАЦИИ ПО УСТАНОВКЕ/СНЯТИЮ СВЕТОФИЛЬТРОВ ПРОИЗВОДИТЬ ПРИ ВЫКЛЮЧЕННОМ ЛАЗЕРЕ

ВНИМАНИЕ!

1. Выполнить калибровку рабочего фильтра СЗС-25

· убедиться, что ослабляющие фильтры НЕ УСТАНОВЛЕНЫ. При необходимости убрать ослабляющие фильтры из пучка

· Установить в держатель поз. 4 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ фильтр СЗС-22

· Измерить среднюю мощность лазерного излучения P₀

· Установить в держатель поз. 4 Рабочий фильтр СЗС-25 (вспомогательный фильтр не убирать, рабочий фильтр располагать после вспомогательного по ходу пучка)

· Измерить среднюю мощность лазерного излучения с двумя фильтрами P₁

· Рассчитать пропускание рабочего фильтра СЗС-25 по формуле T_f=P₁/P₀

2. Исследовать зависимость эффективности генерации второй гармоники от плотности мощности излучения, входящего в нелинейный кристалл KTP

1. Убрать из держателя поз. 4 фильтры СЗС

2. Измерить среднюю мощность лазерного излучения в отсутствие всех фильтров. Записать это значение в графу P_w.

3. Установить РАБОЧИЙ фильтр СЗС-25 на поз.4

4. Измерить среднюю мощность излучения второй гармоники. Записать это значение в графу P₂_w.

5. Убрать фильтр СЗС-25 с поз.4

6. Установить ОСЛАБЛЯЮЩИЙ фильтр ИКС-5 в держатель поз.2. Записать в графу 1 тип фильтра.

7. Произвести измерения п.2-5

8. Установить ОСЛАБЛЯЮЩИЙ фильтр ИКС-7 в дополнение к фильтру ИКС-5 в держатель поз.2. Записать в графу 1 тип фильтра (ИКС-5+ИКС-7).

9. Произвести измерения п.2-5

10. УБРАТЬ из держателя поз. 2 фильтры ИКС-5 и ИКС-7

11. Установить ОСЛАБЛЯЮЩИЙ фильтр НС-7 в держатель поз.2. Записать в графу 1 тип фильтра.

12. Произвести измерения п.2-5

13. Установить ОСЛАБЛЯЮЩИЙ фильтр ИКС-5 в дополнение к фильтру НС-7 в держатель поз.2. Записать в графу 1 тип фильтра (ИКС-5+НС-7).

14. Произвести измерения п.2-5

15. Установить ОСЛАБЛЯЮЩИЙ фильтр ИКС-7 в дополнение к фильтрам НС-7 и ИКС-5 в держатель поз.2. Записать в графу 1 тип фильтра (ИКС-5+ИКС-7+НС-7).

16. Произвести измерения п.2-5

17. ОБРАТИТЬСЯ К ПРЕПОДАВАТЕЛЮ

18. СОВМЕСТНО С ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ получить на фотобумаге ожог от лазерного излучения

19. При помощи микроскопа измерить диаметр пятна вдоль наибольшего и наименьшего размера. ИЗМЕРЕНИЯ ПРОВОДИТЬ ПО З РАЗА. Полученные данные усреднить. Далее пятно считать круглым. За диаметр принимать полученное среднее значение.

Таблица 1. Результаты измерений

Ослабляющий фильтр	P_w, мВт	P₂_w _{измеренн}, мВт
Без фильтров
ИКС-5
ИКС-5 + ИКС-7
НС-7
НС-7 + ИКС-5
НС-7 + ИКС-5 + ИКС-7

Обработка результатов