P , kP), або фотон и поляритон. Хвілеві Вектори и частоти при стоксовом розсіянні задовольняють Наступний умів:
, (1)
Які є законами Збереження імпульсу и ЕНЕРГІЇ. Частоти ВЛАСНА механічніх Коливань крісталічної решітки мают тієї ж порядок Коливань, что и частоти інфрачервоніх електромагнітніх ХВИЛЮ: від 1011 до 1013 Гц (10-3000 см-1). За ПЄВНЄВ умів можлива пряма Взаємодія оптичних Коливань грат з інфрачервонімі електромагнітнімі хвилями, тоб Існування поляритон ХВИЛЮ.
1.1 Дісперсійна крива кристала
Основні РІСД частотно-Кутового спектру СПР візначаються дісперсійній крівій (k) wкрістала. Дісперсійне співвідношення кубічного (неанізотропного) кристала в гармонійному набліженні в одне резонансному випадка має вигляд
, (2)
де e - діелектрічна пронікність середовища на частотах багатая великих фундаментальних частот крісталічної решітки, альо багатая менших частот Електрон переходів, f = 0-e - сила осцилятора, w 0 - фундаментальна частота оптичного коливання грат. На рис.1 наведена дісперсійна крива відповідна рівнянню (2). Якби поперечні Механічні коливання и електромагнітні Хвилі були незалежні, то Перші опісуваліся бі пряму.
В
Мал.1 Дісперсія кубічного кристала
В
Мал.2 Дісперсія анізотропного кристала
(k) = w TO і (k) = w LO ,
а другі - прямій
w =.
Взаємодія, что запізнюється, между цімі коливання в крісталі приводити до поляритон збуджень, что мают змішану електромеханічну природу. На частотах, великих w LO знаходітіся верхня поляритонна гілка. На частотах между w TO и w LO находится Заборонена зона, де середовище НЕ прозоре для об'ємніх ХВИЛЮ.
У анізотропніх одновісна кристалах частотам поперечних и подовжніх Коливань w Т и w L відповідають частоти Коливань, Зсуви якіх Паралельні (w еТ ; е L ) i перпендікулярні ( оТ ; w про L ) оптічній осі. На рис.2 зображені дісперсійні кріві, відповідні злучаю, коли вектор перпендикулярному головній оптічній осі кристала.
1.2 Інтенсівність СПР и сіметрія кристала LiNbO3
Вперше питання про інтенсівність СПР розглядалося в работе [3]. Колі поляритон частота p wдалека від частоти фонона, й достатньо розглядаті Квадратичне нелінійну спрійнятлівість (2). c Розглядатімемо накачування, як плоске монохроматичності хвилю з інтенсівністю SL и Припустиме, что куті розсіяння p, s Qна частотах p w , s wмалі, так что
В
де А - перетин розсіюючого об'єму V, l - довжина кристала. Тоді Потужність, что розсіюється на частоті w s у напрямі у одінічній спектральний и кутовий інтервалі, рівна [4]: ​​
(3)
де - згортка тензора (2) c и ортов полярізації відповідніх ХВИЛЮ, ns, p, L - показатели заломлених на відповідніх частотах, а
-
форм-фактор, что опісує частотно-кутову структуру СПР, коли середовище прозоре на всех трьох частотах. У последнего віразі введено позначені
,. де -
настроєння Хвильового вектора поляритон від точного сінхронізму.
Тензор квадратічної спрійнятлівості (2) c однорідніх крісталів ніобіту літію, что використан в даній работе, має вигляд [5]:
, (4)
причому c xxy = -2 yyy c, c yxx < sub> = - yyy , c yyz = xxz , zyy = zxx . Крісталофізічні осі орієнтовані Щодо ЕЛЕМЕНТІВ сіметрії таким чином: Вісь Z співпадає з оптичні віссю кристала, віссю сіметрії третього порядку, Вісь X перпендикулярна площіні дзеркальної сіметрії m, а Вісь Y лежить в Цій площіні. Геометрії розсіяння, яка булу реалізована в експеріменті, відповідає схематично запис X (Z, Y) X + Z. DТут послідовність індексів задає напрями векторів відповідно. Останній вирази X + Z Dвізначає площинах розсіяння, яка, у свою черго, задається орієнтацією вхідної щіліні спектрографа (в даним випадка площинах XZ). Відповідно до виду тензора нелінійної поляризуемости (4) константа нелінійної взаємодії рівна:
(5)
Це означає, что реєструвалося віпромінювання, розсіяне на звичайний поляритонах.
В§ 2. Розсіяння світла на поляритонах в умів нелінійної діфракції
Зміна нелінійній спрійнятлівості в просторі надає дію на протікання параметричного процеса в крісталі. Періодічна модуляція нелінійної спрійнятлівості впліває на умови просторова сінхронізму [6]:
, (6)
де - вектор оберненої гратки, пов'язаний з кулями-доменами, d - товщина шаруючі - одіні...
