Lineýarly we lineýar däl optika barada umumy maglumat

Lineýarly optika we lineýar däl optika barada umumy maglumat

Ýagtylygyň madda bilen özara täsirine esaslanyp, optika çyzykly optika (LO) we çyzykly däl optika (NLO) bölünip bilner. Çyzykly optika (LO) klassiki optikanyň esasy bolup, ýagtylygyň çyzykly özara täsirlerine ünsi jemleýär. Tersine, çyzykly däl optika (NLO) ýagtylygyň intensiwligi materialyň optik jogabyna gönüden-göni proporsional bolmadyk ýagdaýynda, esasanam lazer ýaly ýokary parlama şertlerinde ýüze çykýar.

Linear Optika (LO)
LO-da ýagtylyk madda bilen pes intensiwlikde özara täsirleşýär, adatça her atom ýa-da molekula üçin bir foton gatnaşýar. Bu özara täsir atom ýa-da molekulýar ýagdaýynyň minimal derejede bozulmagyna getirýär we tebigy, bozulmadyk ýagdaýynda galýar. LO-daky esasy prinsip elektrik meýdany tarapyndan döredilen dipolyň meýdan güýjüne gönüden-göni proporsional bolmagydyr. Şonuň üçin LO superpozisiýa we additiwlik prinsiplerini kanagatlandyrýar. Superpozisiýa prinsipi ulgama birnäçe elektromagnit tolkunlara sezewar edilende, umumy jogap her tolkun üçin aýratyn jogaplaryň jemine deňdigini aýdýar. Additiwlik şonuň ýaly-da, çylşyrymly optiki ulgamyň umumy jogabynyň onuň aýratyn elementleriniň jogaplaryny birleşdirmek arkaly kesgitlenip bilinjekdigini görkezýär. LO-daky çyzyklylyk, intensiwlik üýtgedikçe ýagtylygyň hereketiniň üýtgemeýändigini aňladýar - çykyş girişe proporsionaldyr. Mundan başga-da, LO-da ýygylyk garyşmasy bolmaýar, şonuň üçin şeýle ulgamdan geçýän ýagtylyk güýçlendirilmäge ýa-da faza üýtgedilmegine sezewar bolsa-da, öz ýygylygyny saklaýar. LO-nyň mysallaryna ýagtylygyň linzalar, aýnalar, tolkun plitalary we difraksiýa torlary ýaly esasy optiki elementler bilen özara täsirleşmegi girýär.

Lineýar däl optika (NLO)
NLO güýçli ýagtylyga, esasanam çykyşyň giriş güýjüne deň gelmeýän ýokary intensiwlik şertlerinde, çyzykly däl jogaby bilen tapawutlanýar. NLO-da birnäçe fotonlar bir wagtyň özünde material bilen özara täsirleşýär, bu bolsa ýagtylygyň garyşmagyna we döwülme görkezijisiniň üýtgemegine getirýär. Çyralygyň hereketi intensiwligine garamazdan yzygiderli bolýan LO-dan tapawutlylykda, çyzykly däl täsirler diňe çyranyň iň ýokary intensiwliklerinde aýdyň bolýar. Bu intensiwlikde, adatça ýagtylyk özara täsirlerini dolandyrýan düzgünler, meselem, superpozisiýa prinsipi, indi ulanylmaýar we hatda wakuumyň özi hem çyzykly däl hereket edip biler. Çyra bilen maddanyň arasyndaky özara täsirdäki çyzykly dällik dürli ýagtylyk ýygylyklarynyň arasyndaky özara täsirleşmäge mümkinçilik berýär, bu bolsa garmonik döremek, jemi we tapawut ýygylygynyň döremegi ýaly hadysalara getirýär. Mundan başga-da, çyzykly däl optika parametrik güýçlendirmede we yrgyldawda görünýän ýaly, ýagtylyk energiýasynyň täze ýygylyklary döretmek üçin gaýtadan paýlanýan parametrik prosesleri öz içine alýar. Başga bir möhüm aýratynlyk öz-özünden fazaly modulýasiýadyr, bunda ýagtylyk tolkunynyň fazasy öz intensiwligi bilen üýtgedilýär - bu optiki aragatnaşykda möhüm rol oýnaýan täsir.

Çyzykly we çyzyksyz optikada ýagtylyk-materiýa özara täsirleri
LO-da, ýagtylyk material bilen özara täsirleşende, materialyň jogaby ýagtylygyň intensiwligine gönüden-göni proporsional bolýar. Tersine, NLO diňe bir ýagtylygyň intensiwligine däl, eýsem has çylşyrymly usullar bilen hem jogap berýän materiallary öz içine alýar. Ýokary intensiwlikli ýagtylyk çyzykly däl materiala düşende, täze reňkleri döredip ýa-da ýagtylygy adatdan daşary usullar bilen üýtgedip biler. Mysal üçin, gyzyl ýagtylyk ýaşyl ýagtylyga öwrülip biler, sebäbi materialyň jogaby diňe proporsional üýtgeşmeden has köp zady öz içine alýar - ol ýygylygyň iki esse artmagyny ýa-da beýleki çylşyrymly özara täsirleri öz içine alyp biler. Bu hereket adaty çyzykly materiallarda görülmeýän çylşyrymly optiki täsirlere getirýär.

Lineýarly we lineýar däl optiki tehnikalaryň ulanylyşlary
LO linzalar, aýnalar, tolkun plitalary we difraksiýa torlary ýaly giňden ulanylýan optik tehnologiýalaryň giň toplumyny öz içine alýar. Ol köp optiki ulgamlarda ýagtylygyň özüni alyp barşyny düşünmek üçin ýönekeý we hasaplap bolýan çarçuwany üpjün edýär. Faza üýtgedijiler we şöhle bölüjiler ýaly enjamlar köplenç LO-da ulanylýar we bu ugur LO zynjyrlarynyň meşhurlyk gazanan derejesine ýetdi. Bu zynjyrlar häzirki wagtda mikrotolkun we kwant optiki signallary işläp taýýarlamak we täze bioewristik hasaplama arhitekturalary ýaly ugurlarda ulanylyşlary bolan köpugurly gurallar hökmünde görülýär. NLO deňeşdirme boýunça täze we dürli ulanylyşlary arkaly dürli ugurlary üýtgetdi. Telekommunikasiýa ulgamynda ol optiki süýümli ulgamlarda möhüm rol oýnaýar we lazeriň güýji artdygyça maglumat geçirijilik çäklerine täsir edýär. Analitik gurallar NLO-dan ýokary çözgütli, ýerli suratlandyryş üpjün edýän konfokal mikroskopiýa ýaly ösen mikroskopiýa usullary arkaly peýdalanýarlar. NLO şeýle hem täze lazerleriň işlenip düzülmegine mümkinçilik bermek we optiki häsiýetleri üýtgetmek arkaly lazerleri güýçlendirýär. Şeýle hem, ikinji garmonik generasiýa we iki fotonly fluoresensiýa ýaly usullary ulanmak arkaly derman serişdeleri üçin optik suratlandyrma usullaryny kämilleşdirdi. Biofotonikada NLO dokumalaryň çuňňur suratlaryny minimal zyýan bilen almaga kömek edýär we etiketkasyz biohimiki kontrast üpjün edýär. Bu ugurda ösen terahers tehnologiýasy bar, bu bolsa güýçli bir döwürli terahers impulslaryny döretmäge mümkinçilik berýär. Kwantum optikasynda çyzykly däl täsirler ýygylyk öwrüjilerini we çyzykly foton ekwiwalentlerini taýýarlamak arkaly kwantum aragatnaşygyny ýeňilleşdirýär. Mundan başga-da, NLO-nyň Brillouin saçylmasyndaky täzelikleri mikrotolkunly gaýtadan işleme we ýagtylyk fazasynyň konýugasiýasyna kömek etdi. Umuman, NLO dürli ugurlar boýunça tehnologiýanyň we ylmy-barlag işleriniň çäklerini giňeltmegini dowam etdirýär.

Lineý we lineý däl optika we olaryň ösen tehnologiýalar üçin ähmiýeti
Optika gündelik ulanylyşlarda we ösen tehnologiýalarda möhüm rol oýnaýar. LO köp umumy optiki ulgamlaryň esasyny düzýär, NLO bolsa telekommunikasiýa, mikroskopiýa, lazer tehnologiýasy we biofotonika ýaly ugurlarda innowasiýalary öňe sürýär. NLO-daky soňky ösüşler, esasanam iki ölçegli materiallar bilen baglanyşykly bolanda, olaryň senagat we ylmy ulanylyş mümkinçilikleri sebäpli uly üns çekdi. Alymlar şeýle hem kwantum nokatlary ýaly häzirki zaman materiallaryny çyzykly we çyzykly däl häsiýetleriň yzygiderli seljermesi arkaly öwrenýärler. Barlaglar öňe gitdigiçe, LO we NLO-nyň bilelikdäki düşünilmegi tehnologiýanyň çäklerini giňeltmek we optika ylmynyň mümkinçiliklerini giňeltmek üçin örän möhümdir.