Здесь есть тензор восприимчивости ранга
и по повторяющимся индексам подразумевается суммирование. Это уравнение предназначено для среды без дисперсии или для такого случая, когда эффективные частоты поля находятся не так близко к резонансным частотам среды. Когда восприимчивость сильно зависит от частоты, более естественно совершить фурье-разложение как
так и
и связать фурье-компоненты
через степенные ряды. Так
в общем случае включает
различных частот, мы записываем вместо (22.2.3)
Теперь мы можем воспользоваться соотношениями
в выражении (22.2.1) для энергии, которое приводит к следующей формуле:
где
Член с
представляет собой нелинейный вклад низшего порядка в энергию.
Каноническое квантование макроскопического поля в нелинейной среде является нетривиальной задачей [см., например, работы (Shen, 1967, 1984), (Hillery and Mlodinov, 1984), (Shubert and Wilhelmi, 1986), (Drummond, 1990), (Perina, 1991)], рассмотрение которой здесь не предполагается. Приближения, которые обычно используются, справедливы при различных условиях. До тех пор, пока нелинейности малы, естественно попытаться заменить векторы
упомянутые выше, соответствующими операторами свободного поля в гильбертовом пространстве при условии, что результирующий гамильтониан эрмитов. Если рассматривается определенный нелинейный процесс, то иногда выбирают те члены разложения, которые характеризуют это взаимодействие, и опускают остальные. Эту процедуру мы продемонстрируем в одном или двух простых случаях.