Причини нелінійних оптичних ефектів

Нелінійний відгук атомного або молекулярного осцилятора на сильне світлове поле? найбільш універсальна причина нелінійних оптичних ефектів. Існують й інші причини: наприклад, зміна показника заломлення n може бути викликана нагрівом середовища лазерним випромінюванням. Зміна температури ДT=бE2 (бкоефіцієнт поглинання) призводить до зміни n від n0 до n=n0+(dn/dT)ДT. У багатьох випадках істотним є також ефект електрострикції (стиснення середовища в світловому полі E). У сильному світловому полі E лазера електрострикційний тиск, пропорційний, змінює густину середовища, що може призвести до генерації звукової хвилі. З тепловими ефектами пов’язана самодефокусування світла. [4].

Нелінійні сприйнятливості ч (1), ч (2) і так далі - нові параметри речовини. Вивчення їх дисперсії (залежно від щ) — предмет нелінійної спектроскопії. Для атомів методами квантової механіки вдається розрахувати нелінійні сприйнятливості будь-якого порядку. Їх дисперсія має дуже складний вигляд, так як резонанси виникають не тільки при збігу частот діючих полів з власними частотами атома, але і при збігу з ними тих чи інших комбінацій цих частот. У не надто сильних лазерних полях збіг результатів теорії і експерименту виявляється задовільним.

Була розвинена феноменологічна теорія, що дозволила отримати кількісні результати, що у багатьох випадках добре узгоджуються з експериментом, і дані рецепти пошуку нових нелінійно-оптичних матеріалів. У той час як значення ч (1)для переважної більшості оптичних матеріалів відрізняються між собою не більше ніж на один порядок, значення ч (3) відрізняються на три порядки. Це свідчить про особливості фізичної інформативності нелінійних властивостей речовини.