Kirish. Tarixiy ma'lumotnoma

3.5. Ikkinchi garmonikaning generatsiyasini tavsiflovchi jarayon.
Mikroob'ektning boshlang'ich va oxirgi holatlari bir xil bo'lgan multifoton jarayonlari nochiziqli optika uchun alohida qiziqish uyg'otadi. Biz yuqorida ikki fotonli jarayonni ko'rib chiqdik. Keyinchalik, ikkita uch fotonli jarayonni ko'rib chiqamiz.
Birinchisi 4-rasmda ko'rsatilgan (nuqtali chiziqlar virtual darajalarni bildiradi). Mikroob'ekt uch fotonli o'tishda ishtirok etadi: energiyaga ega ikkita foton so'riladi va energiya 2 bo'lgan bitta foton chiqariladi; mikroob'ektning holati o'zgarmaydi. Bunday jarayonlarda "vositachi" sifatidagi mikro-ob'ekt "soyada qolishi" sababli, ikkita fotonning to'g'ridan-to'g'ri bittaga "aylanishi" ni ko'rib chiqish mumkin (ikkita foton bir-biri bilan to'qnashib, yangi fotonga aylanadi). Bunda fotonlar uchun energiya va impulsning saqlanish qonunlari bajariladi:
(3.1)
(3.1/)
(bu erda va - yutilgan fotonlarning momenti va chiqarilgan fotonning impulsi).
Ko'rib chiqilgan jarayon chiziqli bo'lmagan optikada ikkinchi garmonik avlod deb ataladi. U chastotali yorug'likning 2 chastotali yorug'likka "o'zgarishi" ni tasvirlaydi. Ikkinchi garmonik hosil bo'lish hodisasi quyida batafsilroq ko'rib chiqiladi.
5-rasmda uchta fotonli jarayon ko'rsatilgan, bunda energiya bilan bitta foton so'riladi va ikkita foton chiqariladi - energiya bilan va ; mikro-ob'ektning holati o'zgarmaydi. Bu jarayonni ma'lum ma'noda bitta (birlamchi) fotonning ikkita yangi (ikkilamchi) fotonga "parchalanishi" deb hisoblash mumkin. Bunda jarayonda ishtirok etuvchi fotonlar uchun energiya va impulsning saqlanish qonunlari bajariladi:
(3.2)
(3.2/)
Ko'rib chiqilgan jarayon parametrik yorug'likni yaratish deb ataladi. U chastotali yorug'lik to'lqinining ikkita yangi yorug'lik to'lqiniga "o'zgarishini" tasvirlaydi - chastotalar va . Asosan, ushbu chastotalarning har biri (masalan, chastota) o'z xohishiga ko'ra, noldan 0 gacha silliq o'zgarishi mumkin.
4 va 5-rasmlarda ko'rsatilgan jarayonlar haqiqatan ham mikroob'ektning "vositachi" sifatida ishtirok etishini talab qiladimi yoki yo'qmi, shubhalanishi mumkin. Fotonlar bu jarayonlarda hech qanday "vositachi"siz bir-biri bilan bevosita ta'sir o'tkazmaydimi?
Darhaqiqat, nega ba'zi jarayonlarda fotonlar bir-biri bilan to'g'ridan-to'g'ri ta'sir o'tkazishga qodirligini hisobga olmaysiz? (Axir, ko'plab boshqa zarralar o'zaro ta'sir qiladi!) Bunday holda, virtual darajalar tushunchasisiz ham qilish mumkin edi. Shunday qilib, 5-rasmda ko'rsatilgan misolda, energiyaga ega bo'lgan foton o'z-o'zidan (mikro-ob'ekt ishtirokisiz) energiyaga ega bo'lgan fotonlarga parchalanadi va mikro-ob'ekt shunchaki ma'lum energiya darajasida qoladi deb taxmin qilish mumkin. har qanday virtual o'tishlarni amalga oshirish.
Biroq, bunday fikrlarni qabul qilib bo'lmaydi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, 4 va 5-rasmlarda tasvirlangan jarayonlar (shuningdek, boshqa jarayonlar) materiya yo'qligida sodir bo'lmaydi! Mikroob'ekt qanday qilib "soyada" qolishidan qat'i nazar, uning ishtiroki, uning "vositachiligi" har doim hal qiluvchi ahamiyatga ega, chunki u u yoki bu multifoton jarayonining imkoniyatlarini belgilaydi.