Sự hợp pha cộng tuyến trong tinh thể đơn trục

Đểđáp ứng điều kiện hợp pha trong tương tác ba sóng, các sóng phân cực khác nhau có thểđược sử dụng.

- Nếu các sóng trộn có sự phân cực giống nhau, phát xạ tần số tổng sẽ phân cực theo hướng vuông góc, trường hợp này gọi là sự hợp pha loại I.

+Trong tinh thể âm: k01k02 ke3( ) (gọi là hợp pha “ooe” hay tương tác “ooe” hay hợp pha I( ) )

+Trong tinh thể dương: 1  2  3

e e

o

   

k k k (hợp pha “eeo” hay tương tác “eeo” hay hợp pha loại I( ) ).

+ Đối với sóng bất thường trong tinh thể âm: 01 2  3 

e  e 

 

k k k (hợp pha

loại “oee” hay loại II( ) ). Hay k1e( ) k02k3e  (hợp pha loại “eoe” hay loại II( ) ).

+ Đối với sóng thường trong tinh thể dương: 1 2  o3 

e

o    

k k k (hợp pha

loại “oeo” hay hợp pha loại II( ) . Hay 1e( ) 02 3

o    k k k (hợp pha loại “eoo” hay hợp pha loại II( ) ). Ở đây sóng có tần số 3 lớn hơn gọi là sóng bơm, hai sóng còn lại là sóng đệm 1 và sóng tín hiệu 2.

Hình 2.8 mô tả cách chúng ta tìm hướng của sự hợp pha cộng tuyến loại I(-) của SHG (3 21) trong tinh thểđơn trục âm. Đối với tương tác ooe

(1) o1( )1 3e(2 ,1 ) pm n  n   (2.6) Hay: (1) o1 1 3 1 2 ( ) e(2 , ) pm k  k   (2.7)

Vì vậy hướng hợp pha Oz (z là phương truyền khác với trục quang học Z) đối với trường hợp này được thiết lập khi đường tròn của chiết suất tia thường tại tần số 1 cắt elip chiết suất của tia bất thường tại tần số 21 (hình 2.7a) hay đường tròn 2ko1 cắt elip k3e( ) (hình 2.7b).

Hình 2.7 Sự hợp pha loại I (ooe) trong tinh thể đơn trục âm đối với chiết suất (a) và véc tơ sóng (b) trong góc phần tư thứ nhất của mặt phẳng XZ (YZ). [19]

Sự hợp pha loại I( ) với góc hợp pha (2) pm  (hình 2.8) chỉ xảy ra khi (1) (2) (1) pm pm pm      , trong vùng tán sắc bất thường đặc biệt, vì bất đẳng thức 3e(2 )1 o1( )1 n  n  thì thỏa mãn với các góc trong vùng này.

Hình 2.8 Sự hợp pha cộng tuyến và phi cộng tuyến loại I (ooe) đối với tinh thể đơn trục âm. [19]

Hình 2.9 Sự hợp pha cộng tuyến loại I (ooe), loại II (eoe) và hợp pha không cộng tuyến loại II trong tinh thểđơn trục âm. [19]

Hình 2.10 mô tả vị trí của sự hợp pha loại II trong tinh thểđơn trục âm đối với sóng phẳng ( (3)

pm

 ) và vectơ sóng ( góc (4)

pm

 ). Hướng hợp pha được xác định bởi phần giao nhau của elip k3e( ) với đường ko11k1e( ) . Sự hợp pha của vectơ sóng loại II xảy ra trong vùng (3) (4) (3) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

pm pm pm

     .

Nếu sự hợp pha cộng tuyến xảy ra tại pm 900, thì sự hợp pha của vectơ sóng cũng cùng loại. Bên cạnh đó, nếu pm(1) 900 thì không xảy ra hợp pha loại II.