Дроздов А.А., Козлов С.А. Основы нелинейной оптики

Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО, 2021. – 69 с.В данном учебном пособии рассматривается природа зависимости оптических характеристик вещества от интенсивности излучения. Обрисованы такие эффекты самовоздействия света, как самофокусировка и самодефокусировка световых пучков, самосжатие и самоуширение световых импульсов, генерация гармоник и комбинационных частот. При этом рассмотрены применения этих эффектов в системах управления оптическим излучением, в том числе разрабатываемых на факультете фотоники и оптоинформатики. Предусмотрено изучение различных приближений, используемых при решении теоретических задач нелинейной оптики как при описании отклика вещества на силовое воздействие оптического поля, так и при модификации нелинейных волновых уравнений. Изучены методы нормировки нелинейных материальных и волновых уравнений и итерационные методы их решения. Сформулирован широко распространенный в нелинейной оптике метод медленно меняющихся амплитуд, выведены укороченные волновые уравнения. Продемонстрирована природа нелинейности показателя преломления и коэффициента поглощения оптических сред в интенсивных световых волнах. Рассмотрены особенности взаимодействия встречных монохроматических волн в нелинейных средах, генерации в нелинейных изотропных средах третьей гармоники, а в анизотропных средах – второй гармоники излучения. Представлен расчет нелинейного интерферометра Фабри-Перо и демонстрация его мультистабильности. Показана возможность применения этого устройства в схеме оптического транзистора.