[ مهندسی اپتیک و لیزر ] اپتیک

aliamirizarandi

New member
[h=1]اپتیک[/h] [FONT=&quot]اپتیک شاخه‌ای از فیزیک است که شامل رفتار و خصوصیات نور؛ به بیانی برهمکنش آن با ماده و ساختار دستگاه‌های که از نور استفاده می‌کنند یا برای شناسایی آن به کار می‌روند؛ می‌شود.[/FONT] [FONT=&quot]اپتیک معمولاً سرتاسر بخش مریی، فرابنفش و فروسرخ نور را بررسی می‌کند. از آنجایی که نور، یک موج الکترومغتناطیس است خواص مشابه با فرم‌های دیگر تشعشع الکترومغناطیس مثل [/FONT]Xray[FONT=&quot]، میکروویو و امواج رادیویی، از خود نشان می‌دهد.[/FONT] [FONT=&quot]بیشتر پدیده‌های اپتیکی می‌توانند با توصیف‌های مبنی بر تئوری کلاسیک الکترومغناطیسی نور توجیه شوند. توصیف کامل الکترومغناطیسی نور معمولاً بسیار دشوارتر از آنست که در عمل به کار رود بنابراین توصیف اپتیک کاربردی معمولاً با مدل‌های ساده شده انجام می‌شود. معمول‌ترین این مدل‌ها اپتیک هندسی است که نور را به عنوان مجموعه‌ای از پرتوها که در خط راست حرکت می‌کنند و تنها زمانی خم می‌شوند که یا محیط آن‌ها تغییر کند یا بازتاب کنند، می‌شناسد. برهمکنش و پخش نور، پدیده‌هایی هستند که با مدل هندسی قابل توجیه نبوده اما به کمک مدل اپتیک فیزیکی قابل توجیه‌اند. از نقطه نظر تاریخی، ابتدا مدل بر پایه پرتو نور گسترش یافت و به دنبال آن مدل موج گونه نور، توجه محققین را به خود جلب کرد و در نهایت پیشرفت‌های حاصل شده در قرن 19 به کشف این حقیقت که امواج نور تشعشعات الکترومغناطیس هستند، منجر شد.[/FONT] [FONT=&quot]بعضی پدیده‌ها بر این پایه قابل توجیه‌اند که نور هم خواص موج گونه و هم ذره گونه دارد که توجیه این پدیده‌ها به مکانیک کوانتوم نیاز دارد. وقتی که خواص ذره‌گون نور مورد بحث است نور به صورت مجموعی از ذرات به نام فوتون[FONT=&quot][1][/FONT] مدل می‌شود. در واقع اپتیک کوانتومی، به بررسی کاربرد مکانیکی کوانتوم برای سیستم‌های اپتیکی می‌پردازد. دانشمندان تحقیقات گسترده‌ای را در زمینه‌های مختلف اپتیک برای بررسی رفتار نور پس از برخورد با کریستال نوری[FONT=&quot][2][/FONT] و سایر مواد انجام داده‌اند. یکی از مهم‌ترین این زمینه‌ها که توجه بسیاری را به خود جلب کرده است؛ اپتیک غیر خطی[FONT=&quot][3][/FONT] می‌باشد.[/FONT]

[FONT=&quot][1][/FONT] [FONT=&quot]Photon[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot][2][/FONT]Crystal Optics

[FONT=&quot][3][/FONT]Non-linear Optic
 

aliamirizarandi

New member
[FONT=&quot]اپتیک غیرخطی یا [/FONT]NLO[FONT=&quot] شاخه‌ای ار علم اپتیک است که رفتار نور را در محیط‌های غیرخطی - محیطی که در آن پلاریزاسیون دی الکتریکی [/FONT]P[FONT=&quot] به میدان الکتریکی نور [/FONT]E[FONT=&quot] پاسخ غیر خطی می‌دهد [/FONT][FONT=&quot]–[/FONT][FONT=&quot] مورد بررسی قرار می‌دهد. غیرخطی بودن معمولاً در شدت‌های نوری بالا که در آن، شدت مقدار الکتریکی با واحد ولت بر متر، 10[SUP]8[/SUP] برابر میدان الکتریکی درون اتمی است، مثل میدان‌هایی که در [/FONT]pulsed laser[FONT=&quot] وجود دارند، دیده می‌شود.بالاتر از حد شوینگر[FONT=&quot][1][/FONT] خود خلأ نیز انتظار می‌رود که غیر خطی شود. این نکته نیز قابل ذکر است که در اپتیک غیر خطی، اصل سوپر پوزیشن[FONT=&quot][2][/FONT] (اثر مجموع با مجموع اثرات برابر باشد) دیگر صدق نمی‌کند.[/FONT] [FONT=&quot]اثر الکترو اپتیک[FONT=&quot][3][/FONT] تغییریست در ضریب شکست که از اعمال یک میدان الکتریکی فرکانس پایین و پایا حاصل می‌شود. میدان الکتریکی اعمالی به یک ماده اپتیکی غیر همسانگرد، ضریب شکست آنرا تغییر می‌دهد و بنابراین بر نور قطبیده‌ای که از آن گذر می‌کند تأثیر می‌گذارد.[/FONT] [FONT=&quot]برخی از مواد شفاف زمانی که در معرض میدان الکتریکی قرار می‌گیرند، خواص اپتیکی‌شان را تغییر می‌دهند. این نتیجه‌ایست از نیروهایی که مکان، جهت‌گیری یا شکل مولکول[/FONT][FONT=&quot]‌[/FONT][FONT=&quot]های سازنده ماده را تغییر می‌دهند.[/FONT][FONT=&quot]میدان الکتریکی[/FONT][FONT=&quot] پایای اعمالی به یک ماده الکترواپتیک، ضریب شکست آنرا تغییر می‌دهد؛ در نتیجه، اثر ماده بر نور گذرنده از آن‌را تغییر می‌دهد؛ بنابراین میدان الکتریکی، نور را کنترل می‌کند.[/FONT] [FONT=&quot]اپتیک غیرخطی با آزمایشات دانشمندی به نام کر[FONT=&quot][4][/FONT] در سال 1875 [/FONT][FONT=&quot]مطرح شد[/FONT][FONT=&quot]. وی با اعمال یک میدان الکتریکی غیرخطی درجه دوم بر روی ترکیب دی سولفید کربن نتیجه گرفت که ضریب شکست، متناسب با توان دوم میدان الکتریکی اعمالی تغییر می‌کند و این اثر با نام اثر الکترواپتیک درجه دوم یا [/FONT][FONT=&quot]اثر کر[/FONT][FONT=&quot][FONT=&quot][5][/FONT][/FONT][FONT=&quot] شناخته می‌شود[/FONT][FONT=&quot]. در سال 1893 پاکلز[FONT=&quot][6][/FONT] با انجام تحقیقات مشابهی در مورد ترکیب معدنی کوارتز، با اعمال یک میدان الکتریکی خطی به این نتیجه رسید که [/FONT][FONT=&quot]ضریب شکست، متناسب با میدان الکتریکی اعمالی تغییر می‌کند و این اثر با نام اثر الکترواپتیک خطی یا [/FONT][FONT=&quot]اثر پاکلز[/FONT][FONT=&quot][FONT=&quot][7][/FONT][/FONT][FONT=&quot] شناخته می‌شود.[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]تغییر در ضریب شکست کوچک است. با این حال اگر طول انتشار به طور قابل توجهی از طول موج نور بیشتر شود، فاز یک موج اپتیکی در حال انتشار در یک محیط الکترواپتیکی می‌تواند تغییر کند. به عنوان مثال، اگر ضریب شکست در حضور میدان الکتریکی با ضریب [/FONT][FONT=&quot]10[SUP]-5[/SUP][/FONT][FONT=&quot] افزایش یابد، موج اپتیکی که طول انتشارش [/FONT][FONT=&quot]10[SUP]5[/SUP][/FONT][SUP][FONT=&quot] [/FONT][/SUP][FONT=&quot]برابر طول موج باشد، انتقال فازی برابر[/FONT]file:///C:\Users\AMOOFE~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.png[FONT=&quot] 2را تجربه خواهد کرد.[/FONT] [FONT=&quot]اپتیک غیر خطی تا زمانیکه اثر هارمونیک ثانویه[FONT=&quot][8][/FONT] شناخت نشده بود، ناشناخته باقی ماند و اندکی پس از کشف تولید اثر هارمونیک ثانویه[/FONT][FONT=&quot] ([/FONT]SHG[FONT=&quot])[/FONT][FONT=&quot] اولین لیزر معرفی شد.[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]اولین ماده آلی که آزمایشاتی در ارتباط با تولید اثر هارمونیک ثانویه روی آن انجام گرفت بنز-‌پیرین[FONT=&quot][9][/FONT] بود. پس از آن، این آزمایشات گسترش یافت به طوری که در سال 1981 بلومبرگن[FONT=&quot][10][/FONT] و همکارانش با ایجاد محدوده‌ی کاملی از پاسخ‌های اپتیک غیرخطی موفق به دریافت جایزه نوبل شدند.[/FONT] [FONT=&quot] [/FONT]

[FONT=&quot][1][/FONT]Schwinger limit[FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot][2][/FONT]superposition principle

[FONT=&quot][3][/FONT][FONT=&quot]Eelectro-Optics[/FONT]

[FONT=&quot][4][/FONT]Cerr

[FONT=&quot][5][/FONT][FONT=&quot]Kerr effect[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot][6][/FONT][FONT=&quot]Pockels[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot][7][/FONT][FONT=&quot]Pockels effect[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot][8][/FONT]Second Harmonic Generation (SHG)[FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot][9][/FONT] Benz-Pyrene

[FONT=&quot][10][/FONT] Nicolass Beloembergen
 
بالا