Optika ez-lineal

Optika ez-lineala (OEL) optikaren adar bat da. OELk gainjartze-printzipioa aplikatu ezin den material-argi elkarrekintzen portaera deskribatzen du. Oro har, P polarizazio-erantzun baten bidez deskribatzen da E eremu elektromagnetiko baten aurrean. Efektu ez-lineala (EL) ikusi ahal izateko, eremu oso biziak behar dira (108 V/m inguruko eremu elektriko interatomikoetan konpara daitezke), laser-iturrietatik lortzen direnak bezala.

Horregatik, OEL fenomenoekin egin ziren lehen behaketak bat etorri ziren lehen laserraren eraikuntzarekin. Adibidez, Peter Frankenek eta Michigango Unibertsitateko haren laguntzaileek lehen aldiz eman zuten 1961ean bigarren harmoniko optikoaren sorkuntzaren EL fenomenoaren berri. Kuartzo-lagin batetik zetorren fajo berde bat lortzen ikusi zuten. Lagin hori argi infragorriarekin irradiatzen zen, errubi-laser batek eraginda.

Ezaugarriak

Erantzun optiko ez-lineala oso ezaguna da erdieroalez egindako gailu elektronikoetan. Malguki bakarra irudikatu behar da. Elongazioaren tarte batean, linealki erantzuten du indar baten ondorioetarako, Hookeren lege ezagunari jarraituz. Malgukiak elongazio horrek eragiten duenaren kontrako noranzkoko beste indar bat eragiten du. Indar hori desagertzen bada, malgukia jatorrizko neurrira itzultzen da. Hala ere, indarra hain handia denean, malgukia etengabe deformatu edo hausten da. Une horretan, malgukiak ez du linealki jarduten.

Seinale sinusoidal bat elementu ez-lineal baten irteera batetik transferitzen denean, seinale hori sinusoidala izateari uzten dio eta funtzio konposatu bihurtzen da.

Elementu optiko gardenek transmisore lineal gisa jokatzen dute normalean. Hala, intentsitate txikiko argi monokromatiko batek zeharkatzen dituenean, haren intentsitatearen arabera transmititzen ditu. Hala ere, argiaren intentsitatea oso handia denean (e.g. laser bat erabiltzen denean), materialak efektu optiko ez-linealak ditu.

Harmoniko optikoak sortzea askotan nahita lortu nahi dira. Zenbait materialek, hala nola KDPk, ADPk, LiNbO3-k eta KTPk, efektu ez-lineala erakusten dute nolabaiteko irradiazio-maila baxuarekin. Munduko KDP kristal handienak LLNLn erabiltzen dira gaur egun, konfinamendu inertzialaren bidezko fusio-proiektuan, laser bidez. Proiektu horretan, Nd-YAG eta ND laserrezko MOPA (Master oscillator power amplifier) sistema erabiltzen da: beira 1,06 mikrako oinarrizko lerroan. Kate horren amaieran, 45 cm inguruko diametroa duten KDPzko kristal batzuk daude, eta horiek fajo infragorri hori 532 nm-ko fajo berde bihurtzen dute.

Kasu batzuetan, harmonikoen sorkuntza ez da material ez-organikoena soilik. Azobencen egitura duten konposatu organikoek ere harmonikoak sor ditzakete.^[1] Hala ere, material horiek egonkortasun termikozko arazoak izaten dituzte, eta efektu optiko ez-linealak denborarekin galtzen dira.