5.4. Прочие случаи синхронизма (синхронизм в растворах и жидких кристаллах)

Все рассмотренные выше случаи синхронных преобразований были связаны с тем, что частотная дисперсия компенсировалась за счет двулучепреломления в кристалле. Возможны, однако, и принципиально другие механизмы, обеспечивающие синхронное взаимодействие волн разных частот.

В работе [233] рассматривалась возможность синхронного преобразования излучения лазера во вторую гармонику в растворе органических молекул. Как во всех ранее рассмотренных случаях, гармоника генерировалась за счет гиперполяризуемости в приложенном электрическом поле. Для создания синхронизма постоянное во времени электрическое поле было пространственно периодичным, т.е.

Период поля подбирался из условия

Очевидно, что выполнение этого условия обеспечивает наличие фазового синхронизма между исходным излучением лазера и волной поляризации на частоте (см. (2)). Действительно, при соблюдении условия (131) наблюдалось увеличение энергии излучения частоты свойственное синхронным преобразованиям.

Синхронное преобразование излучения лазера в его третью гармонику в растворе органических красителей рассматривалось в работах [234, 235]. Для обеспечения условий синхронизма в этом случае выбирался краситель, имеющий мощную полосу поглощения между частотой основного излучения и частотой третьей гармоники. В области полосы поглощения наблюдается аномальная дисперсия показателя преломления, которая может компенсировать частотную дисперсию показателя преломления растворителя. Принцип описанного метода получения синхронного преобразования иллюстрирует рис. 48. Видно, что вследствие аномальной дисперсии показателя преломления красителя, поглощающего свет в области показатели преломления раствора на частотах равны друг другу, что и соответствует условию синхронного преобразования. Очевидно, что для наблюдения преобразования раствор должен быть относительно прозрачен на частотах и

Синхронизм рассматриваемого типа наблюдался экспериментально. Для этого меняли концентрацию красителя, изменяя тем самым показатели

Рис. 48. Схема получения синхронизма при утроении частоты за счет использования аномальной дисперсии показателя преломления

преломления на частотах и При выполнении условий синхронизма выход третьей гармоники лазера резко увеличивался.

Очевидно, что при разной концентрации красителя условие синхронизма между излучениями частоты и будет выполняться для разных значений

В работе [236] рассматривались возможности выполнения условий синхронизма при генерации третьей гармоники излучения в жидких кристаллах (см. также обзор [104]). В работе [236] рассматривается 15 возможных способов обеспечения синхронного преобразования в Так как ЖК обладают очень значительным двулучепреломлением, возможны различные способы компенсации частотной дисперсии с помощью двулучепреломления. Возможен, однако, и принципиально иной способ компенсации, до некоторой степени аналогичный рассмотренному выше методу синхронизма преобразования со компенсация на пространственно периодической структуре. Такой структурой обладают холестерические Условия синхронизма могут выполняться, если

где вектор обратной решетки, период решетки холестерического ЖК (условие переброса Период решетки может быть довольно легко и в широких пределах изменен температурой или концентрацией компонент . В определенном интервале температур и концентраций период решетки соответствует длинам волн оптического диапазона. Это позволяет осуществить синхронное взаимодействие не только коллинеарных, но и встречных пучков света.

Синхронные преобразования в действительно наблюдались при некоторых температурах и концентрациях компонент. Следует отметить, что наиболее эффективным было преобразование при выполнении условий переброса.

В молекулярных кристаллах в принципе возможно синхронное преобразование со с использованием всех возможных механизмов: компенсации двулучепреломления частотной дисперсией (в случаях, если двулучепреломление не меньше, чем 0,15), аномальной дисперсии, а также явлений переброса. Однако упомянутые синхронные преобразования в настоящее время еще не наблюдались. Вероятно, это связано со значительным поглощением света в области третьей гармоники излучения наиболее распространенных лазеров.