Trosolwg o opteg llinol ac aflinol

Trosolwg o opteg llinol ac opteg aflinol

Yn seiliedig ar ryngweithio golau â mater, gellir rhannu opteg yn opteg llinol (LO) ac opteg aflinol (NLO). Opteg Llinol (LO) yw sylfaen opteg glasurol, gan ganolbwyntio ar ryngweithio llinol golau. Mewn cyferbyniad, mae opteg aflinol (NLO) yn digwydd pan nad yw'r dwyster golau yn gymesur yn uniongyrchol ag ymateb optegol y deunydd, yn enwedig o dan amodau llacharedd uchel, fel laserau.

Opteg Llinol (LO)
Yn LO, mae golau yn rhyngweithio â mater ar ddwyster isel, yn nodweddiadol yn cynnwys un ffoton i bob atom neu foleciwl. Mae'r rhyngweithio hwn yn arwain at ystumio lleiaf posibl o'r wladwriaeth atomig neu foleciwlaidd, gan aros yn ei chyflwr naturiol, heb darfu arno. Yr egwyddor sylfaenol yn LO yw bod dipole a achosir gan faes trydan yn gymesur yn uniongyrchol â chryfder y cae. Felly, mae Lo yn bodloni egwyddorion arosodiad ac ychwanegedd. Mae'r egwyddor arosodiad yn nodi pan fydd system yn destun tonnau electromagnetig lluosog, mae cyfanswm yr ymateb yn hafal i swm yr ymatebion unigol i bob ton. Yn yr un modd, mae ychwanegol yn dangos y gellir pennu ymateb cyffredinol system optegol gymhleth trwy gyfuno ymatebion ei elfennau unigol. Mae llinoledd yn LO yn golygu bod yr ymddygiad golau yn gyson wrth i'r dwyster newid - mae'r allbwn yn gymesur â'r mewnbwn. Yn ogystal, yn LO, nid oes unrhyw gymysgu amledd, felly mae'r golau sy'n mynd trwy system o'r fath yn cadw ei amledd hyd yn oed os yw'n cael ei ymhelaethu neu ei haddasu yn y cyfnod. Mae enghreifftiau o LO yn cynnwys rhyngweithio golau ag elfennau optegol sylfaenol fel lensys, drychau, platiau tonnau, a rhwyllau diffreithiant.

Opteg aflinol (NLO)
Mae NLO yn cael ei wahaniaethu gan ei ymateb aflinol i olau cryf, yn enwedig o dan amodau dwyster uchel lle mae'r allbwn yn anghymesur â'r cryfder mewnbwn. Yn NLO, mae ffotonau lluosog yn rhyngweithio â'r deunydd ar yr un pryd, gan arwain at gymysgu golau a newidiadau yn y mynegai plygiannol. Yn wahanol i LO, lle mae ymddygiad ysgafn yn parhau i fod yn gyson waeth beth fo'r dwyster, dim ond ar ddwyster golau eithafol y mae effeithiau aflinol yn dod yn amlwg. Ar y dwyster hwn, nid yw'r rheolau sydd fel arfer yn llywodraethu rhyngweithiadau ysgafn, megis yr egwyddor arosodiad, yn berthnasol mwyach, a gall hyd yn oed y gwactod ei hun ymddwyn yn aflinol. Mae'r anlinoledd yn y rhyngweithio rhwng golau a mater yn caniatáu rhyngweithio rhwng gwahanol amleddau golau, gan arwain at ffenomenau fel cynhyrchu harmonig, a swm a chynhyrchu amledd gwahaniaeth. Yn ogystal, mae opteg aflinol yn cynnwys prosesau parametrig lle mae egni ysgafn yn cael ei ailddosbarthu i gynhyrchu amleddau newydd, fel y gwelir mewn ymhelaethiad ac osciliad parametrig. Nodwedd bwysig arall yw modiwleiddio hunan-gam, lle mae cyfnod ton ysgafn yn cael ei newid yn ôl ei ddwyster ei hun-effaith sy'n chwarae rhan hanfodol mewn cyfathrebu optegol.

Rhyngweithiadau mater ysgafn mewn opteg llinol ac aflinol
Yn LO, pan fydd golau yn rhyngweithio â deunydd, mae ymateb y deunydd yn gymesur yn uniongyrchol â dwyster y golau. Mewn cyferbyniad, mae NLO yn cynnwys deunyddiau sy'n ymateb nid yn unig i ddwyster y golau, ond hefyd mewn ffyrdd mwy cymhleth. Pan fydd golau dwyster uchel yn taro deunydd aflinol, gall gynhyrchu lliwiau newydd neu newid y golau mewn ffyrdd anarferol. Er enghraifft, gellir trosi golau coch yn olau gwyrdd oherwydd bod ymateb y deunydd yn cynnwys mwy na newid cyfrannol yn unig - gall gynnwys dyblu amledd neu ryngweithio cymhleth eraill. Mae'r ymddygiad hwn yn arwain at set gymhleth o effeithiau optegol na welir mewn deunyddiau llinellol cyffredin.

Cymhwyso technegau optegol llinol ac aflinol
Mae LO yn gorchuddio ystod eang o dechnolegau optegol a ddefnyddir yn helaeth, gan gynnwys lensys, drychau, platiau tonnau, a rhwyllau diffreithiant. Mae'n darparu fframwaith syml a chyfrifadwy ar gyfer deall ymddygiad golau yn y mwyafrif o systemau optegol. Mae dyfeisiau fel shifftiau cyfnod a holltwyr trawst yn aml yn cael eu defnyddio yn LO, ac mae'r cae wedi esblygu i'r pwynt lle mae cylchedau LO wedi ennill amlygrwydd. Mae'r cylchedau hyn bellach yn cael eu hystyried yn offer aml-swyddogaethol, gyda chymwysiadau mewn meysydd fel microdon a phrosesu signal optegol cwantwm a phensaernïaeth gyfrifiadurol bio -wristig sy'n dod i'r amlwg. Mae NLO yn gymharol newydd ac wedi newid amrywiol feysydd trwy ei gymwysiadau amrywiol. Ym maes telathrebu, mae'n chwarae rhan allweddol mewn systemau ffibr optig, gan effeithio ar derfynau trosglwyddo data wrth i bŵer laser gynyddu. Mae offer dadansoddol yn elwa o NLO trwy dechnegau microsgopeg datblygedig fel microsgopeg confocal, sy'n darparu delweddu cydraniad uchel, lleol. Mae NLO hefyd yn gwella laserau trwy alluogi datblygiad laserau newydd ac addasu priodweddau optegol. Mae hefyd wedi gwella technegau delweddu optegol at ddefnydd fferyllol trwy ddefnyddio dulliau fel cynhyrchu ail-harmonig a fflwroleuedd dau ffoton. Mewn bioffotoneg, mae NLO yn hwyluso delweddu dwfn o feinweoedd heb lawer o ddifrod ac yn darparu cyferbyniad biocemegol am ddim yn labelu. Mae'r maes wedi datblygu technoleg Terahertz, gan ei gwneud hi'n bosibl cynhyrchu corbys Terahertz un cyfnod dwys. Mewn opteg cwantwm, mae effeithiau aflinol yn hwyluso cyfathrebu cwantwm trwy baratoi trawsnewidwyr amledd a chyfwerth ffoton wedi'u clymu. Yn ogystal, roedd arloesiadau NLO mewn gwasgaru Brillouin yn helpu gyda phrosesu microdon a chyfuniad cyfnod ysgafn. At ei gilydd, mae NLO yn parhau i wthio ffiniau technoleg ac ymchwil ar draws gwahanol ddisgyblaethau.

Opteg llinol ac aflinol a'u goblygiadau ar gyfer technolegau uwch
Mae opteg yn chwarae rhan allweddol mewn cymwysiadau bob dydd a thechnolegau uwch. Mae LO yn darparu sylfaen ar gyfer llawer o systemau optegol cyffredin, tra bod NLO yn gyrru arloesedd mewn meysydd fel telathrebu, microsgopeg, technoleg laser, a bioffotoneg. Mae datblygiadau diweddar yn NLO, yn enwedig gan eu bod yn ymwneud â deunyddiau dau ddimensiwn, wedi cael llawer o sylw oherwydd eu cymwysiadau diwydiannol a gwyddonol posibl. Mae gwyddonwyr hefyd yn archwilio deunyddiau modern fel dotiau cwantwm trwy ddadansoddiad dilyniannol o briodweddau llinol ac aflinol. Wrth i ymchwil ddatblygu, mae dealltwriaeth gyfun o LO a NLO yn hanfodol i wthio ffiniau technoleg ac ehangu posibiliadau gwyddoniaeth optegol.