ऑप्टिकल सुधार

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एक इलेक्ट्रॉन (बैंगनी) को साइन वेवली-ऑसिलेटिंग बल, यानी प्रकाश के विद्युत क्षेत्र द्वारा साइड-टू-साइड धकेला जा रहा है। लेकिन क्योंकि इलेक्ट्रॉन एक अनहार्मोनिक संभावित ऊर्जा (काली वक्र) में है, इलेक्ट्रॉन गति ज्यावक्रीय नहीं है। तीन तीर गति की फूरियर श्रृंखला दिखाते हैं: नीला तीर साधारण (रैखिक) विद्युत संवेदनशीलता से मेल खाता है, हरा तीर दूसरी-हार्मोनिक पीढ़ी से मेल खाता है, और लाल तीर ऑप्टिकल सुधार से मेल खाता है। (जब कोई दोलन बल नहीं होता है, तो इलेक्ट्रॉन संभावित न्यूनतम पर बैठता है, लेकिन जब कोई दोलन बल होता है, तो यह लाल तीर द्वारा दर्शाई गई राशि से औसतन, आगे दाईं ओर होता है।)
एक आयनिक क्रिस्टल का एक योजनाबद्ध जिसमें कोई लागू विद्युत क्षेत्र (शीर्ष) नहीं है, और एक प्रकाश तरंग (नीचे) के कारण एक साइनसोइडल विद्युत क्षेत्र है। धुंधलापन आयनों के साइनसोइडल दोलन को इंगित करता है। लाल तीर ऑप्टिकल सुधार को इंगित करता है: दोलनशील विद्युत क्षेत्र आयनों की औसत स्थिति में बदलाव का कारण बनता है, जो बदले में क्रिस्टल के डीसी ध्रुवीकरण घनत्व को बदलता है।

इलेक्ट्रो-ऑप्टिक सुधार (ईओआर), जिसे ऑप्टिकल सुधार के रूप में भी जाना जाता है, एक गैर-रेखीय प्रकाशिकी है। एक गहन ऑप्टिकल बीम की। विशिष्ट तीव्रता के लिए, ऑप्टिकल सुधार एक दूसरे क्रम की घटना है[1] जो इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव की व्युत्क्रम प्रक्रिया पर आधारित है। 1962 में पहली बार इसकी सूचना मिली थी।[2] जब रूबी लेजर से विकिरण पोटेशियम डाइहाइड्रोज़न फ़ॉस्फ़ेट (केडीपी) और पोटेशियम डाइड्यूटेरियम फॉस्फेट (केडी) के माध्यम से प्रेषित किया गया थाdपी) क्रिस्टल।

स्पष्टीकरण

गैर-रैखिक माध्यम के समरूपता गुणों के संदर्भ में ऑप्टिकल सुधार को सहज रूप से समझाया जा सकता है: एक पसंदीदा आंतरिक दिशा की उपस्थिति में, ध्रुवीकरण एक ही समय में ड्राइविंग क्षेत्र के रूप में अपना संकेत नहीं बदलेगा। यदि उत्तरार्द्ध को साइनसॉइडल तरंग द्वारा दर्शाया जाता है, तो औसत डीसी ध्रुवीकरण उत्पन्न होगा।

ऑप्टिकल सुधार डायोड द्वारा निर्मित सही करनेवाला के अनुरूप है, जिसमें एसी सिग्नल को डीसी में परिवर्तित (संशोधित) किया जा सकता है। हालाँकि, यह एक ही बात नहीं है। एक डायोड साइनसोइडल इलेक्ट्रिक फील्ड को डीसी करंट में बदल सकता है, जबकि ऑप्टिकल रेक्टिफिकेशन साइनसॉइडल इलेक्ट्रिक फील्ड को डीसी पोलराइजेशन में बदल सकता है, लेकिन डीसी करंट में नहीं। दूसरी ओर, एक बदलता हुआ ध्रुवीकरण एक प्रकार का करंट है। इसलिए, यदि घटना प्रकाश अधिक से अधिक तीव्र हो रहा है, तो ऑप्टिकल सुधार एक डीसी करंट का कारण बनता है, जबकि यदि प्रकाश कम और कम तीव्र हो रहा है, तो ऑप्टिकल सुधार विपरीत दिशा में डीसी करंट का कारण बनता है। लेकिन फिर से, यदि प्रकाश की तीव्रता स्थिर है, तो ऑप्टिकल सुधार डीसी करंट का कारण नहीं बन सकता है।

जब लागू विद्युत क्षेत्र को फेमटोसेकंड-पल्सड_लेज़र#पल्सड_ऑपरेशन|पल्स-चौड़ाई लेजर द्वारा वितरित किया जाता है, तो ऐसी छोटी दालों से जुड़ा वर्णक्रमीय बैंडविड्थ बहुत बड़ा होता है। विभिन्न आवृत्ति घटकों का मिश्रण एक धड़कन ध्रुवीकरण पैदा करता है, जिसके परिणामस्वरूप टेराहर्ट्ज़ विकिरण क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन होता है। ईओआर प्रभाव कुछ हद तक एक त्वरित/मंद चार्ज द्वारा विकिरण के शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक उत्सर्जन के समान है, सिवाय इसके कि यहां शुल्क एक बाध्य द्विध्रुवीय रूप में हैं और THz पीढ़ी गैर-रेखीय ऑप्टिकल माध्यम के दूसरे क्रम की संवेदनशीलता पर निर्भर करती है। 0.5–3 THz रेंज (0.1 मिमी तरंग दैर्ध्य) में विकिरण उत्पन्न करने के लिए एक लोकप्रिय सामग्री जिंक टेल्यूराइड है।

सतह की दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी के समान प्रभाव से धातु की सतहों पर ऑप्टिकल सुधार भी होता है। हालांकि प्रभाव ई प्रभावित होता है। जी। nonquilibrium इलेक्ट्रॉन उत्तेजना द्वारा और आम तौर पर यह अधिक जटिल तरीके से प्रकट होता है।[3] अन्य नॉनलाइनियर ऑप्टिकल प्रक्रियाओं के समान, ऑप्टिकल रेक्टिफिकेशन को भी तब बढ़ाया जाता है जब सतह के प्लास्मों को धातु की सतह पर उत्तेजित किया जाता है।[4]


अनुप्रयोग

सेमीकंडक्टर्स और पॉलिमर में वाहक त्वरण के साथ, लेजर का उपयोग करके टेराहर्ट्ज़ विकिरण की पीढ़ी के लिए ऑप्टिकल सुधार मुख्य तंत्रों में से एक है।[5] यह टेराहर्ट्ज़ पीढ़ी की अन्य प्रक्रियाओं से अलग है जैसे कि पोलरिटोनिक्स जहां एक ध्रुवीय जाली कंपन को टेराहर्ट्ज़ विकिरण उत्पन्न करने के लिए सोचा जाता है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. Rice et al., "Terahertz optical rectification from <110> zinc-blende crystals," Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994), doi:10.1063/1.111922
  2. Bass et al., "Optical rectification," Phys. Rev. Lett. 9, 446 (1962), doi:10.1103/PhysRevLett.9.446
  3. Kadlec, F., Kuzel, P., Coutaz, J. L., "Study of terahertz radiation generated by optical rectification on thin gold films," Optics Letters, 30, 1402 (2005), doi:10.1364/OL.30.001402
  4. G. Ramakrishnan, N. Kumar, P. C. M. Planken, D. Tanaka, and K. Kajikawa, "Surface plasmon-enhanced terahertz emission from a hemicyanine self-assembled monolayer," Opt. Express, 20, 4067-4073 (2012), doi:10.1364/OE.20.004067
  5. Tonouchi, M, "Cutting-edge terahertz technology," Nature Photonics 1, 97 (2007), doi:10.1038/nphoton.2007.3