ЭНЕРГИЯ, ИМПУЛЬС И УГЛОВОЙ МОМЕНТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В СРЕДЕ С НЕЛОКАЛЬНОСТЬЮ ОПТИЧЕСКОГО ОТКЛИКА ПРИ ВЫРОЖДЕННОМ ПО ЧАСТОТЕ НЕЛИНЕЙНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ВОЛН
- Авторы: Рыжиков П.С1, Макаров В.А1
-
Учреждения:
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет
- Выпуск: Том 165, № 2 (2024)
- Страницы: 152-164
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-4510/article/view/256476
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451024020020
- ID: 256476
Цитировать
Аннотация
Из системы уравнений Максвелла в среде с нелокальностью нелинейного оптического отклика n-го порядка получены выражения для добавок к плотности энергии, плотности потока энергии, плотности импульса, плотности потока импульса, компонентам плотности углового момента и компонентам тензора плотности потока углового момента электромагнитного поля в случае, когда число взаимодействующих в ней волн с различными частотами меньше или равно n (вырожденные по частоте процессы). Показано, что имеющиеся при этом соотношения внутренней симметрии между компонентами тензоров локальной и нелокальной нелинейной оптической восприимчивости среды не позволяют получить правильные формулы для вышеупомянутых фундаментальных характеристик электромагнитного поля как частный случай ранее известных выражений для этих величин, появление которых обусловлено нелинейным взаимодействием n + 1 волн с принципиально различными частотами, если некоторые из них в этих формулах просто положить равными друг другу. В качестве примера обсуждаются обусловленные нелокальным нелинейным оптическим откликом объема среды полученные добавки в случаях самофокусировки света, генерации второй и третьей гармоник.
Об авторах
П. С Рыжиков
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет
Email: ryzhikov.ps14@physics.msu.ru
119991, Москва, Россия
В. А Макаров
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет119991, Москва, Россия
Список литературы
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Теоретическая физика. Том 8. Электродинамика сплошных сред, Физматлит, Москва (2005).
- И.Н. Топтыгин, К. Левина, УФН 186, 141 (2016).
- I.Campos-Flores, J. L. Jim´enez-Ram´ırez, and J.Roa Neri, J. Electromagn.Anal.Appl. 9, 203 (2017).
- D.E. Soper, Classical Field Theory. Dover Publications, New York (2008).
- S.M. Barnett, J.Opt.B: Quantum and Semiclassical Optics 4, S7 (2002).
- В.П. Макаров, А.А. Рухадзе, УФН 181, 1357 (2011).
- S. Stallinga, Phys.Rev.E 73, 026606 (2006).
- O. Yamashita, Optik 122, 2119 (2011).
- В.М. Агранович, В.Л. Гинзбург, Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии и теория экситонов, Наука, Москва (1965).
- P.W. Milonni and R.W. Boyd, Adv.Opt.Photon. 2, 519 (2010).
- C. Heredia and J. Llosa, J. Phys.Commun. 5, 055003 (2021).
- R. Boyd, Nonlinear Optics. Elsevier, Amsterdam (2020).
- S. Serulnik and Y. Ben-Aryeh, Quantum Optics: J. Europ.Opt. Soc. Part B 3, 63 (1991).
- G. Moe and W. Happer, J.Phys.B: Atomic and Molecular Physics 10, 1191 (1977).
- С.А. Ахманов, С.Ю. Никитин, Физическая оптика, Наука, Москва (2004).
- S.M. Barnett, Phys.Rev. Lett. 104, 070401 (2010)
- A. Willner, H. Huang, Y. Yan et al., Adv.Opt.Photonics 7, 66 (2015).
- A. Trichili, C. Rosales-Guzm´an, A. Dudley et al., Sci.Rep. 6, 27674 (2016).
- V. D’Ambrosio, E. Nagali, S. Walborn et al., Nature Commun. 3, 961 (2012).
- W. Brullot, M. Vanbel, T. Swusten et al., Science Advances 2, e1501349 (2016).
- P. Polimeno, A. Magazz`u, M. Iat`ı et al., J.Quant. Spectr.Radiat.Trans. 218, 131 (2018).
- Y. Tian, L. Wang, and G. Duan, Opt.Commun. 485, 126712 (2020).
- M. Padgett and R. Bowman, Nature Photonics 5, 343 (2011).
- S. Franke-Arnold, L. Allen and M. Padgett, Laser and Photonics Rev. 2, 299 (2008).
- A. Yao and M. Padgett, Adv.Opt.Photonics 3, 161 (2011).
- M. Ritsch-Marte, Phil. Trans. Roy. Soc. A 375, 20150437 (2017).
- П.С. Рыжиков, В.А. Макаров, ЖЭТФ 162, 45 (2022).
- P. S. Ryzhikov and V.A. Makarov, Laser Phys. Lett. 19, 115401 (2022).
- Y.R. Shen, Principles of Nonlinear Optics, Wiley, New York (1984).
- P. S. Ryzhikov and V.A. Makarov, Laser Phys. Lett. 20, 105401 (2023).
- S.V. Popov, Yu.P. Svirko, and N. I. Zheludev, Susceptibility Tensors for Nonlinear Optics. Taylor and Francis, New York (2015).
- Y.P. Svirko and N. I. Zheludev, Polarization of Light in Nonlinear Optics. Wiley, New York (1998).
- P. S. Ryzhikov and V.A. Makarov, Laser Phys. Lett. 19, 035401 (2022).