توليد هارمونيك هاي مرتبه سوم در انتشار امواج استوانه اي در محيط هاي غيرخطي ناهمگن

Third-order harmonic generation in Ppropagation of cylindrical waves in inhomogeneous nonlinear media

انتشار امواج الكترومغناطيسي در محيط هاي غيرخطي همگن و ناهمگن استوانه اي براي توليد هارمونيك هاي مرتبه سوم با استفاده از حل عددي معادلات موج جفت شده بررسي شده است. محاسبات نشان مي دهد كه طول مشخصه برهمكنش در محيط هاي همگن خيلي كوتاه تر از محيط هاي ناهمگن است. دليل اين رفتار در محيط هاي ناهمگن اين است كه Δk خيلي كوچك است و موج خروجي در طول برهمكنشي بزرگي (r) با قطبش مولدش غير همفاز مي شود. بنابراين با افزايش Δkطول برهمكنش و بيشنه ي شدت موج توليدي كاهش مي يابد. محاسبات عددي نشان مي دهد كه در محيط هاي غيرخطي همگن، به دليل نوسانات زياد دامنه ي موج توليد شده، شرايط انطباق فاز بر قرار نيست و دامنه ي موج توليد شده در اين محيط ها در مقايسه با محيط هاي غير خطي ناهمگن كوچك تر است. اثر پذيرفتاري غير خطي مرتبه سوم روي دامنه موج توليد شده در محيط هاي ناهمگن بررسي شده است.

Propagation of electromagnetic waves in the nonlinear homogeneous and nonhomogeneous cylindrical media to generate of third order harmonics is investigated by using numerical solving of the coupled wave equations. Calculation show, that the characteristic length of the interaction in homogenous media is very shorter than one in inhomogeneous media. The reason for this behavior is that for inhomogeneous media $ Delta k $ is very small and the output wave can get out of phase with its driving polarization at very big length of the interaction ($ r $). Therefore, as $ Delta k $ increases the length of the interaction and the maximum intensity of the generated wave decrease. Numerical calculations show that in homogeneous nonlinear optical media phase matching condition is not satisfied, and the generated wave amplitude is smaller than inhomogeneous nonlinear optical media. The effect of third order nonlinear optical susceptibility on the generated wave amplitude in inhomogeneous media has been investigated.