فوتونیک: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
FreshmanBot (بحث | مشارکت‌ها)
جز اصلاح فاصله مجازی با استفاده از AWB
FreshmanBot (بحث | مشارکت‌ها)
جز اصلاح فاصله مجازی با استفاده از AWB
خط ۵۳:
 
== پاشنگی سرعت گروه یا Group Velocity Dispersion ==
پاشندگی [[سرعت گروه]] یا GVD هم می تواندمی‌تواند موجب کوتاه شدن پالس شود و هم موجب پهن تر شدن آن گردد . می دانیم که سرعت گروه یک دسته [[موج الکترومغناطیسی]] به صورت Vg تعریف می‌شود . حال اگر در یک محیط پاشنده که در آن ضریب شکست مولفه های فرکانسی مختلف متفاوت هستند ، پوش دسته ی موج با سرعتی متفاوت از هر یک از مولفه های فرکانسی اش حرکت خواهد کرد .
حال دو پالس نوری جدا از هم را در نطر بگیرید که هر یک دارای فرکانس مرکزی و پهنای فرکانسی خاص خود باشد ، بدین ترتیب پاشندگی برای دو پالس متفاوت خواهد بود . به عبارت دیگر هر یک از این دو پالس با سرعت گروه متمایزی حرکت خواهد کرد .
حال اگر فرض کنیم دو پالس مذکور قسمت هایی از یک پالس تنها هستند ، بنابراین سرعت های هر یک از قسمت های پالس متفاوت خواهند بود . پس اگر یک پالس کوتاه نوری به درون محیطی با GVD مشخص فرستاده شود ، پهنای پالس به عنوان نتیجه ای از تغییر پاشندگی محیط با فرکانس ، کوتاه یا بلند خواهد شد . حال اگر ضریب شکست ماده برای فرکانس های پایین تر ، کمتر باشد ، GVD ماده برای پالس مثبت بوده و پالس پهن می‌شود و برای جبران آن GVD منفی باید ایجاد کرد و برعکس .
خط ۷۷:
در این حالت فرض کنید N2 برای محیط انتشار مثبت باشد ، بنابراین طبق رابطه نقاطی از پالس نوری که شدت بیشتری دارند ، ضریب گروه بزرگتری را تجربه کرده و سرعت گروهشان نسبت به نقاط با شدت کمتر ، کاهش بیشتری خواهد داشت . به عبارت برای یک پالس فوق کوتاه نقاط با شدت بیشتر از نقاطی که شدتشان کمتر است عقب می افتند . در شکل زیر این پدیده برای یک پالس فوق کوتاه گاؤسی نشان داده شده است .
مطابق شکل مرکز پالس که دارای شدت بالاتری است نسبت به لبه ها که شدتشان پایین تر است عقب افتاده و شکل پالس دچار دگرگونی می شود.
اگر پدیده ی خود خمشی به صورت شدیدی در محیط اتفاق بیفتد ، می تواندمی‌تواند باعث تولید Shock Wave شود.<ref name="Nonlinear optics - Robert W.Boyd"/><ref name="ReferenceA"/>
 
== تولید هارمونیک های مرتبه ی بالا یا High Harmonic Generation ==
تولید هارمونیک مرتبه ی بالا ، تبدیل تابش لیزری از یک فرکانس ثابت به هارمونیک های (ضرایب فرکانسی) بالاتر آن فرکانس را توصیف می کند . این فرایند در یک جت (فوران گازی) اتمی یا مولکولی روی می دهد . برای این منظور به میدان قوی لیزری نیاز است ، از این رو پالس های فمتوثانیه و کوتاهتر با انرژی بالا را به روی جت گازی کانونی می کنیم . پس از عبور پالس از جت ، هارمونیک های بالاتر تولید شده و تابش های فرابنفش و X خواهیم داشت .
پالس لیزری فوق کوتاه دارای یک [[میدان الکترومغناطیسی]] قوی است که در آن میدان الکتریکی بسیار بزرگتر از [[میدان مغناطیسی]] است به صورتی که می تواندمی‌تواند از میدان الکتریکی بین الکترون و پروتون فزونی یابد . وقتی این میدان الکتریکی قوی و نوسانی پالس در حال افزایش است و از میدان الکتریکی بین الکترون و پروتون بیشتر می‌شود باعث دور شدن الکترون از اتم می‌شود تا جایی که دوباره میدان الکتریکی شروع به کاهش کرده و از میدان الکتریکی بین الکترون و پروتون کمتر می‌شود و به سمت اتم شتاب می گیرد تا اینکه با اتم برخورد می کند . در طی این برخورد کاهش شدید [[انرژی جنبشی]] الکترون موجب تولید فوتون می‌شود .
این فرایند شتاب گرفتن الکترون به سمت بیرون از هسته و برگشت آن فرایند یونیزاسیون-بازبرخورد نام دارد و در هر نیم سیکل اپتیکی روی می دهد و طیف تولید شده در هر نیم سیکل اپتیکی به صورت همدوس به یکدیگر اضافه شده که باعث تولید هارمونیک های مرتبه ی فرد می‌شود .
یعنی اگر فرکانس اولیه w باشد ، فرکانس های بعدی به ترتیب 5w ، 3w و ... خواهند بود.<ref name="Nonlinear optics - Robert W.Boyd"/><ref name="ReferenceA"/>