Задача №336-s по физике (11 класс, Мякишев Г.Я.)

Все нелинейные оптические явления наблюдаются при распространении света в веществе. Суть их состоит в том, что характер распространения света зависит от его интен- сивности. Принцип независимости световых пучков переста- ёт выполняться. Начинает это обнаруживаться тогда, когда напряжённость электрического поля в волне сравнивается с напряжённостью поля ядра внутри атома (порядка 1011 В/м). Такую напряжённость поля можно получить только с по- мощью лазеров. Обычные источники света дают поля с на- пряжённостью не более 105 В/м. Интенсивная лазерная волна меняет свойства среды, в которой она распространяется. В результате и возникают разнообразные нелинейные эффекты. К их числу относится эффект удвоения частоты. При про- хождении мощного лазерного луча красного цвета через кристалл (например, ниобата бария) он превращается в зелё- ный (генерация второй гармоники). Если на кристалл на- править два лазерных луча с частотами и , то возникают 1 2 новые волны с частотами 2 , 2 , + и – . Эти не- 1 2 1 2 1 2 линейные эффекты до некоторой степени напоминают нели- нейные процессы, происходящие при модуляции электро- магнитных колебаний. Рассматривать сложную теорию это- го и других нелинейных оптических явлений мы не будем. С помощью нелинейных оптических эффектов удалось создать приборы для генерирования когерентного оптиче- ского излучения, плавно перестраиваемого по частоте в ши- роком интервале длин волн. Впервые такой прибор был предложен в 1962 г. советскими физиками Р. В. Хохловым и С. А. Ахмановым. Ещё одно нелинейное оптическое явление — это самофо- кусировка лазерного луча в прозрачной среде. Самофокуси- ровка была теоретически предсказана советским физиком Г. А. Аскарьяном в 1962 г. и открыта экспериментально в 1965 г. Суть дела в следующем. Обычный пучок света по мере распространения в среде расширяется, и интенсивность его падает. Если же мощность пучка достигает значения в несколько киловатт (или даже нескольких ватт для некото- рых кристаллов), то пучок, напротив