Txheej txheem cej luam ntawm linear optics thiab nonlinear optics
Raws li kev sib cuam tshuam ntawm lub teeb nrog teeb meem, optics tuaj yeem muab faib ua linear optics (LO) thiab nonlinear optics (NLO). Linear optics (LO) yog lub hauv paus ntawm classical optics, tsom rau kev sib cuam tshuam ntawm lub teeb. Nyob rau hauv sib piv, nonlinear optics (NLO) tshwm sim thaum lub teeb siv tsis ncaj qha proportional rau optical teb ntawm cov khoom, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv high-glare tej yam kev mob, xws li lasers.
Linear Optics (LO)
Hauv LO, lub teeb cuam tshuam nrog cov teeb meem ntawm qhov siv qis, feem ntau cuam tshuam nrog ib qho photon ib atom lossis molecule. Qhov kev cuam tshuam no ua rau muaj kev cuam tshuam tsawg kawg ntawm lub xeev atomic lossis molecular, nyob rau hauv nws lub ntuj, tsis muaj kev cuam tshuam. Lub hauv paus ntsiab lus hauv LO yog qhov dipole induced los ntawm hluav taws xob teb yog ncaj qha proportional rau lub zog teb. Yog li ntawd, LO txaus siab rau lub hauv paus ntsiab lus ntawm superposition thiab additivity. Lub hauv paus ntsiab lus ntawm superposition hais tias thaum lub kaw lus raug rau ntau lub tshuab hluav taws xob, tag nrho cov lus teb yog sib npaug rau cov lej ntawm tus neeg teb rau txhua yoj. Additivity zoo ib yam qhia tau hais tias tag nrho cov lus teb ntawm ib tug complex kho qhov muag system yuav txiav txim tau los ntawm combining cov lus teb ntawm nws tus kheej lub ntsiab. Linearity nyob rau hauv LO txhais tau hais tias lub teeb coj cwj pwm yog tas li raws li qhov kev siv zog hloov - cov zis yog proportional rau cov tswv yim. Tsis tas li ntawd, hauv LO, tsis muaj qhov sib xyaw ua ke, yog li lub teeb hla dhau los ntawm cov kab ke no khaws nws cov zaus txawm tias nws dhau los ua kom nrov lossis theem hloov kho. Piv txwv ntawm LO suav nrog kev sib cuam tshuam ntawm lub teeb nrog cov ntsiab lus kho qhov muag xws li lo ntsiab muag, tsom iav, yoj daim hlau, thiab diffraction gratings.
Nonlinear Optics (NLO)
NLO yog qhov txawv los ntawm nws cov lus teb tsis yog kab rau lub teeb muaj zog, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov kev siv zog siab uas cov zis tsis sib npaug rau lub zog nkag. Hauv NLO, ntau lub photons cuam tshuam nrog cov khoom siv tib lub sijhawm, uas ua rau kev sib xyaw ntawm lub teeb thiab kev hloov pauv hauv qhov ntsuas pom. Tsis zoo li hauv LO, qhov kev coj tus cwj pwm lub teeb tseem nyob ib puag ncig tsis hais qhov kev siv zog, qhov cuam tshuam tsis zoo tsuas yog tshwm sim ntawm lub teeb hnyav heev. Ntawm qhov kev siv zog no, cov kev cai uas ib txwm tswj kev sib cuam tshuam ntawm lub teeb, xws li txoj cai superposition, tsis siv ntxiv lawm, thiab txawm tias lub tshuab nqus tsev nws tus kheej yuav coj tsis ncaj. Lub nonlinearity nyob rau hauv kev sib cuam tshuam ntawm lub teeb thiab teeb meem tso cai rau kev sib cuam tshuam ntawm txawv lub teeb frequencies, ua rau phenomena xws li harmonic tiam, thiab sum thiab sib txawv zaus. Tsis tas li ntawd, nonlinear optics suav nrog cov txheej txheem parametric nyob rau hauv uas lub teeb lub zog yog rov faib los tsim cov zaus tshiab, raws li pom hauv parametric amplification thiab oscillation. Lwm qhov tseem ceeb tshaj plaws yog kev hloov kho tus kheej-theem, nyob rau hauv uas theem ntawm lub teeb nthwv dej hloov pauv los ntawm nws tus kheej kev siv zog - qhov cuam tshuam uas ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev sib txuas lus kho qhov muag.
Cov teeb meem teeb meem sib cuam tshuam hauv linear thiab nonlinear optics
Hauv LO, thaum lub teeb cuam tshuam nrog cov khoom siv, cov lus teb ntawm cov khoom yog ncaj qha proportional rau qhov siv ntawm lub teeb. Hauv qhov sib piv, NLO suav nrog cov ntaub ntawv uas tsis yog tsuas yog siv lub teeb, tab sis kuj yog txoj hauv kev ntau dua. Thaum lub teeb siv hluav taws xob siab ua rau cov khoom siv tsis yog linear, nws tuaj yeem tsim cov xim tshiab lossis hloov lub teeb hauv qhov txawv txav. Piv txwv li, lub teeb liab tuaj yeem hloov mus rau lub teeb ntsuab vim tias cov khoom siv cov lus teb muaj ntau dua li qhov kev hloov pauv - nws yuav suav nrog ntau zaus ob npaug lossis lwm yam kev sib cuam tshuam. Qhov kev coj cwj pwm no ua rau muaj teeb meem ntawm cov teeb meem kho qhov muag tsis pom hauv cov ntaub ntawv linear zoo tib yam.
Kev siv cov txheej txheem linear thiab nonlinear optical
LO suav nrog ntau yam kev siv tshuab kho qhov muag, suav nrog cov lo ntsiab muag, iav, yoj daim hlau, thiab diffraction gratings. Nws muab cov txheej txheem yooj yim thiab suav tau rau kev nkag siab tus cwj pwm ntawm lub teeb hauv feem ntau cov tshuab kho qhov muag. Cov khoom siv xws li theem hloov pauv thiab cov kab hluav taws xob feem ntau siv hauv LO, thiab thaj chaw tau hloov mus rau qhov chaw uas LO circuits tau txais txiaj ntsig. Cov circuits tam sim no tau pom tias yog cov cuab yeej ua haujlwm ntau, nrog rau cov ntawv thov hauv thaj chaw xws li microwave thiab quantum optical teeb liab ua thiab tawm bioheuristic suav architectures. NLO yog qhov tshiab thiab tau hloov pauv ntau yam los ntawm nws cov ntawv thov sib txawv. Hauv kev sib txuas lus hauv kev sib txuas lus, nws ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv fiber ntau optic systems, cuam tshuam cov ntaub ntawv xa mus txwv raws li lub zog laser nce. Cov cuab yeej tshuaj ntsuam xyuas tau txais txiaj ntsig los ntawm NLO los ntawm cov txheej txheem microscopy qib siab xws li confocal microscopy, uas muab cov kev daws teeb meem siab, cov duab hauv zos. NLO kuj tseem txhim kho lasers los ntawm kev ua kom txoj kev loj hlob ntawm cov lasers tshiab thiab hloov kho qhov muag khoom. Nws kuj tau txhim kho cov txheej txheem kho qhov muag rau kev siv tshuaj los ntawm kev siv cov txheej txheem xws li thib ob-harmonic tiam thiab ob-photon fluorescence. Hauv biophotonics, NLO ua kom pom kev sib sib zog nqus ntawm cov ntaub so ntswg nrog kev puas tsuaj tsawg thiab muab cov ntawv sau tsis muaj tshuaj lom neeg sib txawv. Lub teb muaj cov thev naus laus zis terahertz, ua rau nws muaj peev xwm ua kom muaj zog ib leeg-lub sij hawm terahertz pulses. Hauv quantum optics, cov teebmeem nonlinear pab txhawb kev sib txuas lus quantum los ntawm kev npaj cov zaus hloov pauv thiab sib npaug photon sib npaug. Tsis tas li ntawd, NLO qhov kev tsim kho tshiab hauv Brillouin tawg tau pab nrog microwave ua thiab lub teeb theem conjugation. Zuag qhia tag nrho, NLO txuas ntxiv thawb ciam teb ntawm thev naus laus zis thiab kev tshawb fawb hla ntau yam kev qhuab qhia.
Linear thiab nonlinear optics thiab lawv qhov cuam tshuam rau cov thev naus laus zis siab
Optics ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev siv txhua hnub thiab kev siv thev naus laus zis. LO muab lub hauv paus rau ntau lub tshuab kho qhov muag, thaum NLO tsav kev tsim kho tshiab hauv thaj chaw xws li kev sib txuas lus, microscopy, laser technology, thiab biophotonics. Kev nce qib tsis ntev los no hauv NLO, tshwj xeeb yog lawv cuam tshuam nrog cov ntaub ntawv ob sab, tau txais kev saib xyuas ntau vim lawv cov peev txheej kev lag luam thiab kev tshawb fawb. Cov kws tshawb fawb tseem tab tom tshawb nrhiav cov ntaub ntawv niaj hnub xws li quantum dots los ntawm kev txheeb xyuas cov kab thiab cov khoom tsis sib xws. Raws li kev tshawb fawb nce ntxiv, kev nkag siab ua ke ntawm LO thiab NLO yog qhov tseem ceeb rau kev thawb cov ciam teb ntawm kev siv thev naus laus zis thiab nthuav dav qhov muaj peev xwm ntawm kev tshawb fawb kho qhov muag.
Post lub sij hawm: Nov-11-2024