La generación de frecuencia de suma ( SFG ) es un proceso óptico no lineal de segundo orden basado en la aniquilación de dos fotones de entrada a frecuencias angulares. y mientras que, simultáneamente, un fotón en frecuencia es generado. [1] Como con cualquier segundo pedidofenómeno en óptica no lineal , esto solo puede ocurrir bajo condiciones donde: la luz está interactuando con la materia, que es asimétrica (por ejemplo, superficies e interfaces); la luz tiene una intensidad muy alta (típicamente de un láser pulsado ). La generación de frecuencia de suma es un "proceso paramétrico", [2] lo que significa que los fotones satisfacen la conservación de energía, dejando la materia sin cambios:
Generación de segundo armónico
Un caso especial de generación de frecuencia de suma es la generación de segundo armónico , en el que. De hecho, en física experimental, este es el tipo más común de generación de suma de frecuencias. Esto se debe a que en la generación de segundo armónico, solo se requiere un haz de luz de entrada, pero si, se requieren dos haces simultáneos, que pueden ser más difíciles de organizar. En la práctica, el término "generación de suma de frecuencias" generalmente se refiere al caso menos común en el que.
Emparejamiento de fase
Para que la generación de frecuencias de suma se produzca de manera eficiente, se debe cumplir una condición llamada coincidencia de fase : [3]
dónde son los números de onda angulares de las tres ondas a medida que viajan a través del medio. (Tenga en cuenta que la ecuación se asemeja a la ecuación para la conservación del momento ). A medida que esta condición se satisface con mayor precisión, la generación de suma de frecuencias se vuelve cada vez más eficiente. Además, a medida que la generación de la suma de frecuencias se produce en una longitud cada vez más larga, el emparejamiento de fases debe volverse cada vez más preciso.
Espectroscopía de generación de frecuencia suma
La espectroscopía de generación de frecuencia de suma utiliza dos rayos láser mezclados en una superficie para generar un rayo de salida con una frecuencia igual a la suma de las dos frecuencias de entrada. La espectroscopia de generación de frecuencia de suma se utiliza para analizar superficies e interfaces. [4]
Referencias
- ↑ Akihiro Morita (2 de agosto de 2018). Teoría de la espectroscopia de generación de frecuencias de suma . Springer Singapur. ISBN 9789811316074.
- ^ Boyd, Óptica no lineal , página 14
- ^ Boyd, Óptica no lineal , página 79
- ^ Vidal, Franck; Tadjeddine, Abderrahmane (2005). "Espectroscopia de generación de suma-frecuencia de interfaces". Informes sobre avances en física . 68 (5): 1095-1127. Código Bibliográfico : 2005RPPh ... 68.1095V . doi : 10.1088 / 0034-4885 / 68/5 / R03 . ISSN 0034-4885 .