ГЛАВА 4. ПРИРОДА НЕЛИНЕЙНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛОВ

Молекулярные кристаллы начали применяться для нелинейных преобразований оптического излучения сразу же после создания первых преобразователей. Так, молекулярный кристалл триглицинсульфата использовался для сложения частот излучения наряду с KDP [171]. Применялись и другие молекулярные кристаллы и соли [172—174]. Однако эти эксперименты носили случайный характер. 4

Систематическое исследование нелинейных оптических свойств молекулярных кристаллов началось после разработки и всеобщего признания порошковой методики оценки нелинейной восприимчивости [151—153]. С помощью этой методики было исследовано много молекулярных кристаллов [151 - 157, 175-179]. Затем наряду с исследованиями порошков [180—183] начались исследования монокристаллов соединений, в порошках которых было обнаружено эффективное нелинейное преобразование частоты излучения [105, 107, 109, 113-124, 128-130, 135, 184-186].

Очевидно, что знание причин повышения нелинейной восприимчивости молекулярных кристаллов открывает путь к их направленному поиску и синтезу. Поэтому вопрос о происхождении этого эффекта был поставлен, как только появилось достаточное количество экспериментальных данных.

Первая гипотеза о происхождении большой нелинейной восприимчивости молекулярных кристаллов была высказана в работе [175]. Затем стали появляться исследования [113, 117, 157, 177, 179, 181, 187, 188], в которых высказывались другие гипотезы. Одна из этих гипотез — о связи повышения нелинейной восприимчивости второго порядка в кристаллах с наличием переноса заряда в молекулах [177, 179, 183] — получила окончательное признание в результате исследований гиперполяризуемости органических молекул [46,168,170].

Ниже на большом экспериментальном материале демонстрируется связь нелинейной восприимчивости молекулярных кристаллов [38, 48, 85, 105, 110, 115, 121 - 125, 135] и гиперполяризуемости молекул [46, 167-170,189-193] с особенностями строения молекул вещества.

Сначала будут рассмотрены особенности нелинейных восприимчивостей третьего порядка С одной стороны, экспериментальные результаты [42, 87, 162, 163, 194] поддаются простой трактовке, которая всегда была общепризнанной [42, 87, 194]. С другой стороны, знание происхождения помогает объяснить особенности нелинейной восприимчивости второго порядка

Затем рассматривается нелинейная восприимчивость второго порядка молекулярных кристаллов и дается качественное описание ее природы.

Большинство обсуждаемых экспериментальных результатов получено с помощью порошковой методики, которой до сих пор пользуются для выявления материалов, обладающих наибольшей нелинейной восприимчивостью Сведений, полученных с помощью этой методики, достаточно для качественного описания особенностей

Это качественное описание подтверждается результатами экспериментальных исследований гиперполяризуемости. Изучение гиперполяризуемости дает наилучшие возможности демонстрации количественной связи нелинейной восприимчивости с параметрами молекулы. Обнаруженные закономерности легко переносятся на молекулярные кристаллы, позволяя вычислить значения по известным параметрам молекул.