Sealladh farsaing air optaig loidhneach agus neo-loidhneach

Sealladh farsaing air optaig loidhneach agus optaig neo-loidhneach

Stèidhichte air an eadar-obrachadh eadar solas agus stuth, faodar optaig a roinn ann an optaig loidhneach (LO) agus optaig neo-loidhneach (NLO). Is e optaig loidhneach (LO) bunait optaig chlasaigeach, le fòcas air eadar-obrachaidhean loidhneach solais. An coimeas ri sin, bidh optaig neo-loidhneach (NLO) a’ tachairt nuair nach eil dian an t-solais dìreach co-rèireach ri freagairt optaigeach an stuth, gu h-àraidh fo chumhachan àrd-deàrrsadh, leithid leusairean.

Optaig Lìnearach (LO)
Ann an LO, bidh solas ag eadar-obrachadh le stuth aig dian ìosal, mar as trice a’ toirt a-steach aon photon gach dadam no moileciuil. Bidh an eadar-obrachadh seo ag adhbhrachadh glè bheag de shaobhadh den staid atamach no moileciuil, a’ fuireach na staid nàdarra, gun dragh. Is e am prionnsapal bunaiteach ann an LO gu bheil dipole air a bhrosnachadh le raon dealain dìreach co-rèireach ri neart an achaidh. Mar sin, tha LO a’ coinneachadh ri prionnsapalan superposition agus additivity. Tha prionnsapal an superposition ag ràdh nuair a tha siostam fo ùmhlachd iomadh tonn electromagnetic, gu bheil an fhreagairt iomlan co-ionann ri suim nam freagairtean fa leth do gach tonn. San aon dòigh, tha additivity a’ sealltainn gum faodar freagairt iomlan siostam optigeach iom-fhillte a dhearbhadh le bhith a’ cothlamadh freagairtean nan eileamaidean fa leth aige. Tha linearity ann an LO a’ ciallachadh gu bheil giùlan an t-solais seasmhach mar a bhios an dian ag atharrachadh - tha an toradh co-rèireach ris an cuir-a-steach. A bharrachd air an sin, ann an LO, chan eil measgachadh tricead ann, agus mar sin bidh an solas a tha a’ dol tro shiostam mar sin a’ cumail a tricead eadhon ged a thèid a leudachadh no atharrachadh ìre. Am measg eisimpleirean de LO tha eadar-obrachadh solais le eileamaidean optigeach bunaiteach leithid lionsan, sgàthan, truinnsearan tonn, agus grataichean diffraction.

Optaig Neo-loidhneach (NLO)
Tha NLO air a chomharrachadh leis an fhreagairt neo-loidhneach a th’ aige do sholas làidir, gu sònraichte fo chumhachan dian àrd far a bheil an toradh neo-chothromach ri neart an cuir-a-steach. Ann an NLO, bidh grunn fotonan ag eadar-obrachadh leis an stuth aig an aon àm, agus mar thoradh air sin bidh measgachadh solais agus atharrachaidhean ann an clàr-amais ath-tharraingeach. Eu-coltach ri LO, far a bheil giùlan solais cunbhalach ge bith dè an dian, chan eil buaidhean neo-loidhneach follaiseach ach aig dian solais anabarrach. Aig an dian seo, chan eil na riaghailtean a bhios mar as trice a’ riaghladh eadar-obrachadh solais, leithid prionnsapal an t-superposition, a’ buntainn tuilleadh, agus faodaidh eadhon an fhalamh fhèin giùlan gu neo-loidhneach. Leigidh an neo-loidhneachd anns an eadar-obrachadh eadar solas agus stuth leis an eadar-obrachadh eadar triceadan solais eadar-dhealaichte, agus mar thoradh air sin bidh iongantas leithid ginealach harmonic, agus ginealach tricead suim is eadar-dhealachaidh. A bharrachd air an sin, tha optaigs neo-loidhneach a’ toirt a-steach pròiseasan paraimeadrach anns a bheil lùth solais air ath-sgaoileadh gus triceadan ùra a thoirt gu buil, mar a chithear ann an leudachadh agus crith paraimeadrach. Is e feart cudromach eile modulachadh fèin-ìre, anns a bheil ìre tonn solais air atharrachadh leis an dian aige fhèin - buaidh a tha a’ cluich pàirt chudromach ann an conaltradh optigeach.

Eadar-obrachadh solas-stuth ann an optaig loidhneach agus neo-loidhneach
Ann an LO, nuair a bhios solas ag eadar-obrachadh le stuth, tha freagairt an stuth dìreach co-rèireach ri dian an t-solais. An coimeas ri sin, tha NLO a’ toirt a-steach stuthan a bhios a’ freagairt chan ann a-mhàin ri dian an t-solais, ach cuideachd ann an dòighean nas iom-fhillte. Nuair a bhuaileas solas àrd-dian stuth neo-loidhneach, faodaidh e dathan ùra a thoirt gu buil no an solas atharrachadh ann an dòighean neo-àbhaisteach. Mar eisimpleir, faodar solas dearg a thionndadh gu solas uaine leis gu bheil barrachd air dìreach atharrachadh co-rèireach ann am freagairt an stuth - faodaidh e dùblachadh tricead no eadar-obrachaidhean iom-fhillte eile a thoirt a-steach. Bidh an giùlan seo a’ leantainn gu seata iom-fhillte de bhuaidhean optigeach nach fhaicear ann an stuthan loidhneach àbhaisteach.

Cleachdaidhean dhòighean optaigeach loidhneach agus neo-loidhneach
Tha LO a’ còmhdach raon farsaing de theicneòlasan optaigeach a thathas a’ cleachdadh gu farsaing, nam measg lionsan, sgàthan, pleitean tonn, agus grataichean diffraction. Tha e a’ toirt seachad frèam sìmplidh agus obraichte airson tuigse fhaighinn air giùlan solais anns a’ mhòr-chuid de shiostaman optaigeach. Bithear a’ cleachdadh innealan leithid gluasadan ìre agus luchd-sgaraidh beam gu tric ann an LO, agus tha an raon air a thighinn air adhart chun na h-ìre far a bheil cuairtean LO air fàs follaiseach. Thathas a-nis a’ faicinn nan cuairtean sin mar innealan ioma-ghnìomhach, le tagraidhean ann an raointean leithid giullachd chomharran optaigeach meanbh-thonn agus cuantamach agus ailtireachd coimpiutaireachd bith-heuristic a tha a’ tighinn am bàrr. Tha NLO an ìre mhath ùr agus tha e air grunn raointean atharrachadh tro na tagraidhean eadar-mheasgte aige. Ann an raon cian-chonaltraidh, tha e a’ cluich prìomh dhreuchd ann an siostaman snàithleach optaigeach, a’ toirt buaidh air crìochan tar-chuir dàta mar a bhios cumhachd laser ag àrdachadh. Bidh innealan anailis a’ faighinn buannachd bho NLO tro dhòighean microscopaidh adhartach leithid microscopaidh confocal, a bheir seachad ìomhaighean ionadail àrd-rùn. Bidh NLO cuideachd a’ neartachadh lasers le bhith a’ comasachadh leasachadh lasers ùra agus ag atharrachadh feartan optaigeach. Tha e cuideachd air dòighean ìomhaighean optaigeach a leasachadh airson cleachdadh cungaidh-leigheis le bhith a’ cleachdadh dhòighean leithid ginealach dàrna-harmonic agus fluorescence dà-photon. Ann am bith-fhòtonaigs, bidh NLO a’ comasachadh ìomhaighean domhainn de fhigheagan le glè bheag de mhilleadh agus a’ toirt seachad eadar-dhealachadh bith-cheimiceach gun lipéadadh. Tha teicneòlas terahertz adhartach aig an raon, ga dhèanamh comasach cuislean terahertz dian aon-ùine a chruthachadh. Ann an optaigs cuantamach, bidh buaidhean neo-loidhneach a’ comasachadh conaltradh cuantamach tro bhith ag ullachadh tionndairean tricead agus co-ionannachdan foton ceangailte. A bharrachd air an sin, chuidich innleachdan NLO ann an sgapadh Brillouin le giullachd meanbh-thonn agus co-cheangal ìre solais. Gu h-iomlan, tha NLO a’ leantainn air adhart a’ putadh crìochan teicneòlais agus rannsachaidh thar diofar chuspairean.

Optaig loidhneach agus neo-loidhneach agus na buaidhean a th’ aca air teicneòlasan adhartach
Tha pàirt chudromach aig optaig ann an tagraidhean làitheil agus ann an teicneòlasan adhartach. Tha LO a’ toirt seachad am bunait airson mòran shiostaman optaigeach cumanta, agus tha NLO a’ brosnachadh ùr-ghnàthachadh ann an raointean leithid cian-chonaltradh, maicreasgopaidh, teicneòlas laser, agus bith-fotonics. Tha adhartasan o chionn ghoirid ann an NLO, gu sònraichte mar a tha iad a’ buntainn ri stuthan dà-thaobhach, air mòran aire fhaighinn air sgàth na tagraidhean gnìomhachais agus saidheansail a dh’ fhaodadh a bhith aca. Tha luchd-saidheans cuideachd a’ sgrùdadh stuthan ùr-nodha leithid dotagan cuantamach le bhith a’ dèanamh mion-sgrùdadh sreathmhor air feartan loidhneach agus neo-loidhneach. Mar a bhios rannsachadh a’ dol air adhart, tha tuigse còmhla air LO agus NLO deatamach airson crìochan teicneòlais a phutadh agus cothroman saidheans optaigeach a leudachadh.