6.4. Преобразование ИК-излучения в оптический диапазон

Различают по крайней мере две схемы преобразования ИК-излучения в оптический диапазон. Их отличия определяются поставленной задачей. В первом случае стремятся получить изображение предметов или масок, освещенных ИК-излучением фиксированной частоты [259—261]. ИК-излучение оказывается промодулированным по амплитуде вдоль сечения, перпендикулярного направлению распространения. Для перевода этого ИК-излучения в оптический диапазон используют сложение частот промодулированного и опорного пучков в кристаллах с нелинейной восприимчивостью в режиме коллинеарного синхронизма. Четкость полученного изображения зависит от величины предельной апертуры пучка преобразуемого излучения. Апертура преобразуемого пучка максимальна при касании эллипсоидов индикатрис, определяющих наличие и направление синхронизма. При этом апертура будет больше в случае, когда дисперсия анизотропии коэффициента преломления минимальна. С этой точки зрения преимущества ионных или молекулярных кристаллов с нелинейной восприимчивостью будут определяться конкретными условиями задачи (например, частотой преобразуемого излучения) и разницей потерь преобразуемого излучения в результате поглощения в кристалле-преобразователе. Так как молекулярные кристаллы обычно имеют большое поглощение в диапазонах 500—1700 и 2800-3700 см, они могут применяться для сложения частот этих диапазонов лишь как нелинейные зеркала [262].

Во втором случае пространственную или температурную дисперсию векторного синхронизма при сложении частот стремятся использовать для спектрального исследования широкополосного ИК—излучения, преобразуемого в оптический диапазон [263]. Основными параметрами, определяющими эффективность решения задачи, является ширина полосы преобразуемого спектра и удельная дисперсия векторного синхронизма, увеличивающаяся при подходе одной из частот, участвующих в преобразовании, к области аномальной дисперсии нелинейного кристалла. В этом случае в ряде конкретных применений оптимальным будет использование молекулярных кристаллов, разнообразными наборами полос поглощения в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах и, следовательно, имеющих различные сочетания областей аномальной дисперсии. При использовании зависимости угла синхронизма от температуры должны найти применение монокристаллы комплексов переноса заряда с большой нелинейной восприимчивостью, оптические характеристики которых заметно зависят от степени колебательного возбуждения, т.е. от температуры.