Об особенностях нелинейного отклика колебательной природы диэлектрических сред при двухволновом смешении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящей работе аналитически получено соотношение, устанавливающее связь между коэффициентом нелинейного показателя преломления колебательной природы n2(ω) и кубической восприимчивостью χ(3)(ω′; ω′, ω,−ω) колебательной природы через известные из справочной литературы оптические, спектральные и тепловые характеристики вещества. Это соотношение позволяет рассчитывать нелинейный набег фазы низкоинтенсивного зондирующего излучения на частоте ω′ в поле мощной терагерцовой волны накачки на частоте ω. Приведены теоретические оценки кубической восприимчивости χ(3)(ω′; ω′, ω, −ω) воды и кварцевого стекла для эксперимента типа терагерцового эффекта Керра. Полученные результаты находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными.

Об авторах

М. С. Гусельников

Университет ИТМО

Email: msguselnikov@itmo.ru
С.-Петербург, Россия

Список литературы

  1. X. C. Zhang, A. Shkurinov, and Y. Zhang, Nat. Photonics 11(1), 16 (2017).
  2. A. Glagolewa-Arkadiewa, Nature, 113(2844), 640 (1924).
  3. J. A. F¨ul¨op, S. Tzortzakis, and T. Kampfrath, Adv. Opt. Mater. 8(3), 1900681 (2020).
  4. P. U. Jepsen, D. G. Cooke, and M. Kochs, Adv. Opt. Mater. 5(1), 124 (2011).
  5. J. B. Baxter and G. W. Guglietta, Anal. Chem. 83(12), 4342 (2011).
  6. L. Zhang, Z. Min, Mujumdar, and S. Arun, Food Reviews International 39(3), 1733 (2023).
  7. X.-C. Zhang and J. Xu, Introduction to THz wave photonics, Springer, N.Y. (2010).
  8. X.-C. Zhang, E. Yiwen, L. Zhang, and A. Tcypkin, Terahertz Liquid Photonics, World Scientific, New Jersey (2023).
  9. M. C. Hoffmann, N. C. Brandt, H. Y. Hwang, K. L. Yeh, and K. A. Nelson, Appl. Phys. Lett. 95(23), 231105 (2009).
  10. S. Bodrov, Y. Sergeev, A. Murzanev, and A. Stepanov, J. Chem. Phys. 147(8), 084507 (2017).
  11. S. Sarbak, G. Sharma, C. S. Joseph, W. E. Kucia, K. Dobek, R. H. Giles, and A. Dobek, Phys. Chem. Chem. Phys. 19(39), 26749 (2017).
  12. T. Kampfrath, R.K. Campen, M. Wolf, and M. Sajadi, J. Phys. Chem. Lett. 9(6), 1279 (2018).
  13. H. Zhao, Y. Tan, R. Zhang, Y. Zhao, C. Zhang, and L. Zhang, Opt. Lett. 46(2), 230 (2021).
  14. W. R. Boyd, Nonlinear Optics, Elsevier, N.Y. (2020).
  15. A. N. Tcypkin, M. V. Melnik, M. O. Zhukova, I. O. Vorontsova, S. E. Putilin, S. A. Kozlov, and X.-C. Zhang, Opt. Express 27(8), 10419 (2019).
  16. F. Novelli, C. Y. Ma, N. Adhlakha, E. M. Adams, T. Ockelmann, D. Das Mahanta, P. Di Pietro, A. Perucchi, and M. Havenith, Appl. Sci. 10(15), 5290 (2020).
  17. K. J. Garriga Francis, X.-C. Zhang, M. Lim Pac Chong, and Y. E, Opt. Lett. 45(20), 5628 (2020).
  18. A. Tcypkin, M. Zhukova, M. Melnik, I. Vorontsova, M. Kulya, S. Putilin, S. Kozlov, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Appl. 15(5), 054009 (2021).
  19. S. Zibod, P. Rasekh, M. Yildrim, W. Cui, R. Bhardwaj, J. M. M´enard, R. Boyd, and K. Dolgaleva, Adv. Opt. Mater. 11(5), 2202343 (2023).
  20. A. Nabilkova, A. Ismagilov, M. Melnik, D. Gushchin, M. Zhukova, M. Guselnikov, S. Kozlov, and A. Tcypkin, IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 14(5), 718 (2024).
  21. Y. Huang, Y. Lu, W. Li, X. Xu, X. Jiang, R. Ma, and J. Xu, Light Sci. Appl. 13(1), 212 (2024).
  22. H. Gibbs, Optical bistability: controlling light with light, Elsevier, N.Y. (2012).
  23. C. Millon, J. Schmidt, S. Ramos, E. van Dam, A. Buchmann, C. Saraceno, and F. Novelli, Adv. Opt. Mater. 12(11), 115319 (2022).
  24. F. Novelli, L. Ruiz Pestana, K. C. Bennett, F. Sebastiani, E. M. Adams, N. Stavrias, and M. Havenith, J. Phys. Chem. Lett. 124(24), 4989 (2020).
  25. F. Novelli, C. Hoberg, E. M. Adams, J. M. Klopf, and M. Havenith, Phys. Chem. Chem. Phys. 24(2), 653 (2022).
  26. A. Ghalgaoui, L. Koll, B. Schutte, B. Fingerhut, K. Reimann, M. Woerner, and T. Elsaesser, J. Phys. Chem. Lett. 11(18), 7717 (2020).
  27. A. Ghalgaoui, B. P. Fingerhut, K. Reimann, T. Elsaesser, and M. Woerner, Phys. Rev. Lett. 129(9), 097401 (2021).
  28. K. Dolgaleva, D. V. Materikina, R. W. Boyd, and S. A. Kozlov, Phys. Rev. A 92(2), 023809 (2015).
  29. A. Nabilkova, A. Ismagilov, M. Melnik, A. Tsypkin, M. Guselnikov, S. Kozlov, and X. C. Zhang, Opt. Lett. 48(5), 1312 (2023).
  30. M. S. Guselnikov, M. O. Zhukova, and S. A. Kozlov, Journal of Optical Technology 89(7), 371 (2022).
  31. R. Y. Chiao and P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett. 17(22), 1158 (1966).
  32. M. Guselnikov, M. Zhukova, and S. Kozlov, Opt. Spectrosc. 131(2), 268 (2023).
  33. G. M. Hale and M. Querry, Appl. Opt. 12(3), 555 (1973).
  34. R. Kitamura, L. Pilon, and M. Jonasz, Appl. Opt. 46(33), 8118 (2007).
  35. J. Zhou, X. Rao, X. Liu, T. Li, L. Zhou, Y. Zheng, and Z. Zhu, AIP Adv. 9(3), 035346 (2019).
  36. Y. Arosa and R. de la Fuente, Opt. Lett. 45(15), 4268 (2020).
  37. S. Popova, T. Tolstykh, and V. Vorobev, Opt. Spectrosc. 33(4), 444 (1972).
  38. I. H. Malitson, J. Opt. Soc. Am. 55(10), 1205 (1965).
  39. M. Naftaly and R. E. Miles, J. Appl. Phys. 102(4), 043517 (2007).
  40. S. Mizutani, I. Ohdomari, T. Miyazawa, T. Iwamori, I. Kimura, and K. Yoneda, J. Appl. Phys. 53(3), 1470 (1982).
  41. B. Deng, Y. Shi, and F. Yuan, Materialia 12(3), 100752 (2020).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).