Hele bladet i pdf-format - Gamma - Niels Bohr Institutet

Gamma 150 Rebecca B. Ettlinger og Peter M. Moselund
Derefter l˚a arbejdet i at finde, hvilke dele af ligningerne og dermed hvilke
fysiske effekter, der dannede forstærkningseffekten.
Nu, 3 m˚aneder efter at forsøgene blev afsluttet, er simuleringerne kommet
s˚a langt, at man kan se, at forstærkningen næsten udelukkende skyldes
firebølgeblanding (se nedenfor). Det havde man ellers ikke troet ud
fra superkontinuum-spektret. Desværre er det d˚arligt nyt: Det betyder,
at forstærkningsspektret ikke vil ændre sig meget, hvis man reflekterer
en anden del af det oprindelige spektrum. Alt i alt ser det ud til, at man
ikke kan bruge metoden til at lave en indstillelig laser alligevel.
Trods alt er det dog værd at vide, at denne type forstærkning kan finde
sted, da den kan opst˚a ved et sammentræf i en almindelig opstilling. Samtidig
har man f˚aet undersøgt superkontinuum-generering med en hidtil
uudforsket kombination af laser- og fibertype.
Forstærkning ved firebølgeblanding
Da forstærkningen i forsøget skyldes firebølgeblanding, vil vi her forklare
effekten nærmere:
Firebølgeblanding kan beskrives som genereringen af to nye farver lys
fra lys af en eller to tilstedeværende farver. Den skyldes, at elektronerne
i materialet ikke reagerer lineært, n˚ar de p˚atrykkes lysets elektromagnetiske
felt. Mere specifikt skyldes det, at den polarisering, der induceres i
materialet, ikke er lineær med feltet men har en uliniær del, hvis størrelse
styres af materialets ulineære susceptibilitet. Ud fra et kvantemekanisk
syspunkt sker der det, at fotoner fra en eller flere bølger tilintetgøres,
samtidig med at der skabes nye med en anden frekvens. Dette skal ske p˚a
en m˚ade, s˚a b˚ade energi og impuls bevares.
Da energi og frekvens (ω) for fotoner er to sider af samme sag, betyder
energibevarelsen, at summen af fotonernes frekvenser skal være konstant
før og efter processen. I det mest typiske tilfælde betyder det, at ω1+ω2 =
ω3+ω4. I det hyppige tilfælde kaldet “degenereret firebølgeblanding,“ som
giver forstærkningen i dette eksperiment, gælder, at ω1 = ω2.
Impulsbevarelsen betyder, at summen af fotonernes fase skal være konstant
gennem processen. Ved degenereret firebølgeblanding tilfredsstilles
dette ved, at de to nye bølger skabes symmetrisk omkring den originale.
Dvs. 0 = ω1 − ω3 = ω4 − ω1. Det lavfrekvente og højfrekvente b˚and kaldes
27