6.3. Генерация и усиление электромагнитного излучения в результате нелинейного преобразования спектра оптической накачки

Возможности генрации электромагнитного излучения в ИК-диапазоне связывают с получением разностной частоты и возбуждением вынужденного комбинационного рассеяния в кристаллах, не имеющих центра симметрии [255]. ВКР на поляритонах дает ИК-излучение мощностью несколько киловатт, перестраиваемое по частоте с помощью изменения угла рассеивания [256]. Порог ВКР существенно зависит от изменения поляризуемости кристалла при возбуждении колебаний . В молекулярных кристаллах, состоящих из молекул с протяженной системой сопряженных связей, эта величина особенно велика [257]. Это позволяет ожидать достаточно широкого применения молекулярных кристаллов в генераторах ИК-излучения на поляритонах. Однако большое число атомов в элементарной ячейке молекулярных кристаллов и сложный ИК-спектр приводят к отсутствию простой зависимости частоты поляритонов и интенсивности рассеяния от угла рассеяния. Такая зависимость наблюдалась лишь в области акустических фононов, например [147]. Можно ожидать такой же монотонной зависимости и в области, расположенной выше наиболее интенсивных полос в ИК-спектрах молекулярных кристаллов,

В области частот выше и во всем оптическом диапазоне молекулярные кристаллы должны найти широкое применение в световодных усилителях электромагнитного излучения с использованием ВКР [112, 258]. Это применение им обеспечивает высокая нелинейная восприимчивость и сравнительная простота технологии изготовления. Световодные усилители с использованием ВКР представляют собой оптическое волокно, накачиваемое примерно до порога возбуждения стоксовой компоненты ВКР. Частота этой компоненты должна быть равна частоте усиливаемого сигнала. Пороги ВКР в материалах, из которых изготовляются световоды, например в кварце и стеклах, близки к порогам разрушения. Использование ВКР-усилителей на капиллярах, заполненных веществом с большой нелинейной восприимчивостью, значительно понижает протяженность усилителей и необходимую мощность накачки.

Эффективность генерации излучения в результате удвоения частоты в нелинейных кристаллах в режиме синхронизма определяется максимальной мощностью накачки и преобразованного излучения, которую может выдержать кристалл [238], а также величиной определяющей нелинейную поляризацию в направлении синхронизма. Разнообразные по своим оптическим свойствам молекулярные кристаллы, обладающие высокой нелинейной восприимчивостью, несомненно, найдут применение в системах

эффективного удвоения частоты. Так, например, для удвоения частоты неодимового лазера одним из лучших кристаллов является мета-нитроанилин [227, 228]. Обладая примерно такой же нелинейной восприимчивостью что и ниббаты, мета-нитроанилин более эффективен, так как имеет более удачные направления коллинеарного и векторного синхронизма для процесса удвоения частоты. Кроме того, кристаллы мега-нитроанилина дешевы и выдерживают высокую предельную мощность накачки. Те же преимущества перед ниобатами имеют и некоторые другие молекулярные кристаллы,