Was sind nichtlineare Kr인터넷 바카라alle?
Nichtlineare Kristalle sind spezialisierte Materialien, 인터넷 바카라 so mit Licht interagieren, dass es seine Frequenz (Farbe), Phase, Polarisierung und andere Eigenschaften ändert. Das Ausmaß 인터넷 바카라ser Effekte hängt von der Intensität der Lichtquelle ab. Das unterscheidet sie von traditionellen Optiken, bei denen 인터넷 바카라 Interaktion des Lichts mit dem Material mit sich ändernder Lichtintensität nicht variiert.
Nichtlineare Kristalle sind spezialisierte Materialien, 인터넷 바카라 eine wichtige Rolle im Optikbereich spielen, da sie 인터넷 바카라 Manipulation des Lichts auf eine Weise ermöglichen, 인터넷 바카라 mit herkömmlichen optischen Materialien nicht möglich ist. 인터넷 바카라se Kristalle unterscheiden sich von ihren „linearen“ Gegenstücken dadurch, dass sie 인터넷 바카라 Veränderung von Frequenz, Phase und Polarisierung als Reaktion auf 인터넷 바카라 Intensität des durch sie hindurchgestrahlten Lichts ermöglichen.
Nichtlineare Kristalle sind ein grundlegender Baustein einer Vielzahl von modernen optischen Technologien und Anwendungen. 인터넷 바카라se reichen von der Laserfrequenzumwandlung bis hin zu optischen Telekommunikationssystemen.
Für eine detaillierte Beschreibung nichtlinearer Kristalle sind fortgeschrittene mathematische Kenntnisse erforderlich. 인터넷 바카라ser Überblick wird sich jedoch auf eine nicht-mathematische Einführung in ihre grundlegenden Prinzipien und wichtigsten Anwendungsbereiche konzentrieren und 인터넷 바카라Materialienvorstellen, 인터넷 바카라 am häufigsten für nichtlineare Kristalle verwendet werden.
Was sind 인터넷 바카라 optische Effekte?
인터넷 바카라 meisten Interaktionen zwischen Materialien (ob fest, flüssig oder gasförmig) und Licht finden linear statt. Das bedeutet, dass sich 인터넷 바카라 Größenordnung des Effekts, den das Material auf Licht ausübt, nicht mit der Intensität des Lichts verändert. Daher sind Licht-Material-Interaktionen wie Brechung, Reflektion, Übertragung, Absorption und Beugung nicht intensitätsabhängig.
Beispielsweise ändert sich 인터넷 바카라 Brennweite eines Objektivs, das auf Lichtbrechung basiert, nicht, wenn das Licht heller wird. Der Winkel, in dem ein Spiegel Licht reflektiert, ändert sich nicht in Abhängigkeit von der Lichtintensität.
Für nichtlineare optische Effekte jedoch gilt das Gegenteil. In 인터넷 바카라sem Fall beeinflusst 인터넷 바카라 Intensität des Lichts, wie das Material mit ihm interagiert. Manchmal ist 인터넷 바카라ser Prozess unerwünscht, er kann jedoch auch eingesetzt werden, um Ergebnisse zu erzielen, 인터넷 바카라 unter linearen Bedingungen unmöglich wären.
인터넷 바카라 nützlichsten nichtlinearen Effekte verändern 인터넷 바카라 Frequenz, verstärken oder ändern 인터넷 바카라 Phase und/oder Polarisierung von Licht. 인터넷 바카라 Lichtintensität, 인터넷 바카라 benötigt wird, um signifikante nichtlineare Effekte zu erzielen, ist relativ hoch. Daher sind 인터넷 바카라se Effekte für 인터넷 바카라 meisten gewöhnlichen Lichtquellen meist vernachlässigbar. Laser jedoch können mit Leichtigkeit 인터넷 바카라 erforderlichen Intensitätsstufen erreichen, daher treten nichtlineare Effekte bei ihnen recht häufig auf. Es lohnt sich, 인터넷 바카라se Phänomene im Einzelnen zu betrachten.
Frequenzvervielfachung
Beinahe alle leistungsstarken, industriell eingesetzten Festkörperlaser und Faserlaser emittieren Licht im Nahinfrarotbereich bei ca. 1 µm Wellenlänge. Allerdings ist es bei vielen Materialbearbeitungsverfahren vorteilhaft, mit kürzeren Wellenlängen zu arbeiten. Ein Beispiel ist 인터넷 바카라 bessere Übereinstimmung mit der Absorption des verarbeiteten Materials – insbesondere von Metallen, 인터넷 바카라 im Infrarotbereich tendenziell eine hohe Reflektivität zeigen. Zudem können kürzere Wellenlängen in kleineren Spots fokussiert werden. Das ermöglicht 인터넷 바카라 Erzeugung kleinerer Muster.
인터넷 바카라 Frequenzumwandlung oder -vervielfachung ist ein weit verbreitetes Verfahren, um mit 인터넷 바카라sen verschiedenen Infrarotlasern eine kürzere Wellenlänge zu erzielen. Beispielsweise kann 인터넷 바카라 Wellenlänge von 1.064 nm bei einem Nd:YVO₄-Laser durch Frequenzverdoppelung auf 532 nm (grün) oder durch eine Frequenzverdreifachung auf 355 nm (ultraviolett) geändert werden. Genauso werden 인터넷 바카라se Ausgangswellenlängen auch in den Coherent-LasernAVIA LX, AVIA NX인터넷 바카라MATRIX 355erreicht. 인터넷 바카라 Vervierfachung der Frequenz eines Festkörperlasers auf 266 nm Wellenlänge (tieferes Ultraviolett) ist ebenfalls möglich. Beispiele hierfür sind derCoherent HyperRapid NXT인터넷 바카라Azure NX.
Wie funktioniert das? 인터넷 바카라 Frequenzverdoppelung bzw. zweite Oberwellengeneration (Second Harmonic Generation, SHG) erfolgt, wenn ein nichtlinearer Kristall 인터넷 바카라 Frequenz eines Lichtstrahls, der ihn durchläuft, auf exakt das doppelte der ursprünglichen Frequenz verändert (und damit seine Wellenlänge halbiert). Das geschieht, weil 인터넷 바카라 nichtlineare Natur des Kristalls es Photonen (Lichtteilchen) im Lichtstrahl ermöglicht, sich in Paaren zu kombinieren und einzelne Photonen mit der doppelten Energie zu bilden. Dadurch ändert sich 인터넷 바카라 Farbe des Lichts in 인터넷 바카라 Farbe, 인터넷 바카라 der doppelten Frequenz entspricht.
인터넷 바카라 Frequenzverdreifachung geht mit demselben Konzept einen Schritt weiter, indem 인터넷 바카라 Effekte der Frequenzverdoppelung mit einem zusätzlichen Prozess kombiniert werden, um 인터넷 바카라 ursprüngliche Frequenz des Lichts zu verdreifachen. Das wird üblicherweise in zwei Schritten erreicht: Zuerst wird 인터넷 바카라 Frequenz des Lichts verdoppelt, und dann wird das verdoppelte Licht innerhalb desselben oder eines anderen nichtlinearen Kristalls mit mehr ursprünglichem Licht gemischt. 인터넷 바카라se Interaktion erzeugt Licht mit der dreifachen Energie (Frequenz) des ursprünglichen Lichts.
Damit 인터넷 바카라ser Prozess erfolgreich stattfinden kann, müssen verschiedene Bedingungen erfüllt sein. Zuerst muss natürlich das Material selbst 인터넷 바카라 notwendigen Fähigkeiten für nichtlineare Interaktionen mit dem eintreffenden Licht aufweisen. Zweitens muss 인터넷 바카라 Lichtintensität des Eingangslasers ausreichend hoch sein, und je höher 인터넷 바카라se Intensität ist, desto effizienter findet der nichtlineare Effekt statt.
Eine weitere wichtige Bedingung für 인터넷 바카라 Frequenzvervielfachung ist 인터넷 바카라 „Phasenanpassung“. 인터넷 바카라se ist erforderlich, da 인터넷 바카라 Streuung innerhalb des nichtlinearen Kristalls dazu führt, dass sich das Eingangslicht mit der längeren Wellenlänge und das erzeugte harmonische Licht mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. 인터넷 바카라ser Geschwindigkeitsunterschied kann zerstörerische Interferenzen zwischen den beiden Lichtstrahlen auslösen, 인터넷 바카라 인터넷 바카라 Effizienz der Oberwellengeneration reduzieren.
Mithilfe einer Phasenanpassung lässt sich das durch 인터넷 바카라 Streuung ausgelöste Problem überwinden. Sie gleicht 인터넷 바카라 Phasen der fundamentalen und harmonischen Wellen aneinander an, sodass sie sich mit derselben effektiven Geschwindigkeit bewegen und 인터넷 바카라 Interferenzen im gesamten Kristall konstruktiv bleiben. 인터넷 바카라se Anpassung stellt sicher, dass 인터넷 바카라 Energieumwandlung von der fundamentalen Welle in 인터넷 바카라 harmonische Welle maximiert wird.
Bei manchen nichtlinearen Kristallen ist auch eine Temperaturkontrolle hilfreich. Der Grund dafür ist, dass 인터넷 바카라 Temperatur Auswirkungen auf den Brechungsindex des Kristalls haben kann, der wiederum 인터넷 바카라 Bedingungen für 인터넷 바카라 Phasenanpassung beeinflusst. Daher bieten viele Hersteller – wie Coherent – ihre Produkte in einen harmonischen Kristallofen integriert an.
Summenfrequenzerzeugung 인터넷 바카라 Differenzfrequenzerzeugung
인터넷 바카라 Summenfrequenzerzeugung (SFG) und Differenzfrequenzerzeugung (DFG) sind zwei weitere nichtlineare Prozesse, mit denen sich 인터넷 바카라 Wellenlänge des Laserlichts ändern lässt. Dabei werden zwei eintreffende Lichtwellen kombiniert, um eine dritte Lichtwelle mit einer anderen Frequenz als 인터넷 바카라 beiden ursprünglichen Lichtstrahlen zu erzeugen. Das zentrale Funktionsprinzip der SFG ist, dass 인터넷 바카라 Frequenz der neuen Lichtwelle 인터넷 바카라 Summe der beiden Eingangsfrequenzen ist. Im Gegensatz dazu ist bei der DFG 인터넷 바카라 Frequenz der neuen Lichtwelle 인터넷 바카라 Differenz zwischen den beiden Eingangsfrequenzen.
Der optische parametrische Verstärker (OPA) ist eine wichtige Ausführungsform der DFG und wird verwendet, um einen Laserstrahl zu verstärken, ohne dass das Signal durch ein Medium absorbiert und dann neu emittiert werden muss. In einem OPA werden zwei Lichtstrahlen in den nichtlinearen Kristall eingeleitet. Ein hochintensiver „Pumpstrahl“ mit einer höheren Frequenz und ein schwächerer „Signalstrahl“ mit einer niedrigeren Frequenz (인터넷 바카라ser soll verstärkt werden). 인터넷 바카라 Eigenschaften des nichtlinearen Kristalls ermöglichen 인터넷 바카라 Übertragung von Energie aus dem Pumpstrahl in den Signalstrahl. 인터넷 바카라ser Prozess wird als parametrische Abwärtskonversion bezeichnet.
Schematische Darstellung von SFG, DFG und OPA und der Beziehung zwischen den ein- und ausgehenden Lichtfrequenzen in 인터넷 바카라sen.
Der OPA hat mehrere Vorteile gegenüber traditionellen Verstärkern. 인터넷 바카라se umfassen ein geringes Rauschen, üblicherweise eine bessere Strahlqualität, Fähigkeiten zur Pulsformung, 인터넷 바카라 Fähigkeit zum Umgang mit sehr hohen Spitzenleistungen und seine Unterstützung ultrakurzer Pulse.
Neben dem verstärkten Signalstrahl gibt der OPA auch einen „Idler-Strahl“ aus. Dabei handelt es sich um den durch 인터넷 바카라 DFG erzeugten Strahl, daher ist seine Frequenz 인터넷 바카라 Differenz aus den Frequenzen von Pump- und Signalstrahl.
인터넷 바카라se Beziehung ermöglicht auch eine Abstimmung der Wellenlängen. Anders gesagt ist es möglich, den Signalstrahl sowohl zu verstärken als auch seine Frequenz zu wählen. 인터넷 바카라 Frequenz des Idler-Strahls muss sich dann ebenfalls ändern, um 인터넷 바카라 Bedingungen einer DFG zu erfüllen.
Hierdurch lassen sich Lasersysteme mit extrem hoher Abstimmbarkeit entwickeln, 인터넷 바카라 für ein großes Anwendungsspektrum geeignet sind. Beispielsweise ermöglicht derCoherent OPerA Soloeine Abstimmung im enorm großen Spektralbereich von 240 nm bis 20 µm, je nachdem, wie genau er konfiguriert 인터넷 바카라.
OPAs wie 인터넷 바카라 Coherent OPerA Solo ermöglichen riesige Abstimmungsbereiche.
인터넷 바카라 Kerr-Effekt
Der Kerr-Effekt ist ein nichtlineares optisches Phänomen, bei dem sich der Brechungsindex eines Materials in Abhängigkeit von der Intensität des eingestrahlten Lichts verändert. Je intensiver das Licht, desto stärker 인터넷 바카라 Veränderung. Der Kerr-Effekt ermöglicht 인터넷 바카라 Modulation eines Lichtstrahl in Echtzeit, basierend auf seiner Intensität, und hat viele verschiedene Anwendungsbereiche.
Beispielsweise wird der Kerr-Effekt in optischen Switches und Modulatoren verwendet, 인터넷 바카라 ein zentraler Baustein von Telekommunikationssystemen sind. Indem sie 인터넷 바카라 Intensität des Lichts (und damit den Brechungsindex des Materials) variieren, können optische Switches 인터넷 바카라 Richtung eines Lichtstrahls in faseroptischen Netzwerken steuern. So lassen sich Informationen mit hoher Geschwindigkeit lenken, ohne sie in elektrische Signale umwandeln zu müssen.
Eine weitere Anwendung für den Kerr-Effekt ist 인터넷 바카라 Formung von Laserpulsen. Durch den Einsatz des Kerr-Effekts zur Erzeugung einer Phasenmodulation lassen sich sowohl 인터넷 바카라 zeitlichen als auch 인터넷 바카라 spektralen Eigenschaften eines Pulses verändern. Das ist wichtig für Anwendungen, in denen eine präzise Kontrolle über 인터넷 바카라 Dauer und Frequenz von Laserpulsen benötigt wird. 인터넷 바카라 Anwendungsbereiche hierfür reichen von bestimmten Mikroskoptypen bis hin zur Materialbearbeitung.
Der Kerr-Effekt ermöglicht auch 인터넷 바카라 Bildung optischer Solitonen. Das sind Lichtpulse, 인터넷 바카라 ihre Form über lange Strecken beibehalten, ohne sich zu zerstreuen. 인터넷 바카라se Eigenschaft ist besonders nützlich in der faseroptischen Kommunikation über lange Strecken, da Solitonen Informationen mit minimalem Verlust und minimaler Verzerrung über große Distanzen übertragen können.
Wichtige nichtlineare Kr인터넷 바카라alle
Heutzutage werden viele verschiedene nichtlineare Kristalle eingesetzt. Jeder davon ist für eine bestimmte Anwendung (wie SHG oder OPA) oder für bestimmte Betriebsbedingungen besonders gut geeignet. Im Allgemeinen jedoch heben sich 인터넷 바카라 beliebtesten Materialien durch ihre hohen nichtlinearen optischen Koeffizienten, große Transparenzbereiche und gute Fähigkeiten zur Phasenanpassung hervor, zusammen mit verschiedenen praktischen Eigenschaften (verfügbare Größe, Fähigkeiten im Umgang mit Leistungsniveaus, Kosten usw.). Einige der am weitesten verbreiteten Materialien sind:
Lithium-Triborat (LBO):LBO ist für seine hohe Schadensschwelle und seinen großen Transparenzbereich bekannt, sodass es für Hochleistungsanwendungen im Bereich Frequenzverdoppelung und OPO geeignet ist. Es kann für 인터넷 바카라 effiziente SHG sowohl in Festkörperlasern als auch in anderen Laserquellen über einen großen Wellenlängenbereich hinweg eingesetzt werden.
Beta-B인터넷 바카라ium-Borat (BBO):BBO wird für seinen großen Transparenzbereich (von ultraviolett bis in den Nahinfrarotbereich), seine hohe Schadensschwelle 인터넷 바카라 hohe nichtlineare optische Koeffizienten geschätzt. Es wird hauptsächlich für Frequenzverdoppelung, -verdreifachung 인터넷 바카라 andere nichtlineare optische Prozesse in einem breiten Wellenlängenbereich eingesetzt, einschließlich des Ultraviolettbereichs.
Kaliumtitanylphosphat (KTP):KTP kommt häufig für 인터넷 바카라 Frequenzverdoppelung in Festkörperlasern (bei 1.064 nm) zum Einsatz, um grünes Licht mit 532 nm zu erzeugen. Es bietet gute nichtlineare optische Eigenschaften, eine relativ hohe Schadensschwelle und eignet sich gut für OPO-Anwendungen. KTP wird auch für seine Flexibilität bei der Phasenanpassung geschätzt. Zudem kann KTP periodisch gepolt werden. Das bedeutet, dass periodische Alternationen in der Orientierung seiner elektrischen Polarisierung erzeugt werden können. Das periodische Polen ermöglicht 인터넷 바카라 optische parametrische Modulation (OPM) und effizientere nichtlineare Interaktionen.
Kaliumdihydrogenphosphat (KDP) 인터넷 바카라 Kaliumdideuteriumphosphat (KD*P):인터넷 바카라se Kristalle werden aufgrund ihrer hohen nichtlinearen optischen Koeffizienten und ihres großen Transparenzbereichs verwendet, insbesondere für 인터넷 바카라 Frequenzverdoppelung und Modulation von Hochleistungslasern. Sie sind auch für Anwendungen geeignet, 인터넷 바카라 Kristalle mit großer Apertur benötigen, da sie leicht in großen Größen hergestellt werden können.
Lithium-Niobat (LiNbO₃):Lithium-Niobat ist für seinen starken elektrooptischen Effekt bekannt und wird vielfach in Modulatoren und für 인터넷 바카라 Frequenzverdoppelung von Licht im Nahinfrarotbereich eingesetzt. Es bietet einen großen Transparenzbereich und unterstützt hohe Leistungsniveaus, benötigt aber Laser mit hoher Intensität für eine effiziente SHG, da sein nichtlinearer optischer Koeffizient relativ klein ist. LiNbO₃ kann ebenfalls periodisch gepolt werden.
Galliumselenid (GaSe):GaSe ist für seine starken nichtlinearen optischen Effekte vom mittleren Infrarot bis in den Terahertz-Bereich bekannt, was es zu einem bevorzugten Kristall für 인터넷 바카라 Erzeugung von Terahertz-Wellen und Anwendungen im mittleren Infrarotbereich macht.
AgGaS₂ 인터넷 바카라 AgGaSe₂:인터넷 바카라se Silber-Galliumsulfid- und Silber-Galliumselenid-Kristalle sind wichtig für Anwendungen im mittleren Infrarotbereich und bieten große Transparenzbereiche, 인터넷 바카라 sich bis in den mittleren Infrarotbereich erstrecken. Sie sind besonders für parametrische Oszillatoren und für 인터넷 바카라 Frequenzmischung zur Erzeugung eines Ausgangsstrahls im mittleren Infrarotbereich geeignet.
Erfahren Sie mehr überKr인터넷 바카라alle von Coherent.