Сызықтық емес оптикалық құбылыстар

Сызықтық емес оптикалық құбылыстар сызықтық емес орталарда, яғни материалдық теңдеулері сызықтық болмайтын орталарда байқалады; олардың байқалуы ортаның сызықтық емес поляризациялануынан болады. Бұл теңдеулер сызықтық болғанда әр түрлі толқындар ортада бір-біріне тәуелсіз тарайды, суперпозиция принципі орындалады. Бұл сызықтық оптика жағдайы. Осы теңдеулердің сызықтық болмауының негізгі салдары толқындардың суперпозиция принципі орындалмайды: енді жарық толқындары ортада таралғанда бірімен-бірі әсерлеседі, бұл әр түрлі толқындар арасында энергия алмасуынан бір толқындар әлсіреп, одан басқа толқындардың пайда болуынан білінеді және т. б. Бұл көрініс сызықтық емес оптикаға тән.

Жарықтың өздігінен фокустануы. Ортаның сыну көрсеткіші, диэлектрлік қабылдағыштығы және ε өтімділігі ортаның сипаттамалары болып табылады. Осы оптикалық сипаттамалары (п, а, ε)арасында мынадай байланыс бар:

осыдан

(1)

Сызықтық емес ортада диэлектрлік а қабылдағыштық жарық толқыны өрісінің кернеулігіне тәуелді,

Жарық өздігінен фокустанғанда жарық толқынының жиілігі өзгермейді. Бұдан ортаның поляризациялық үн қосуын қарастырғанда поляризацияның тек негізгі гармоникасын, яғни жиілігі бастапқы жарық толқынының жиілігіндей гармониканы қарастыру керек.

Сонымен, сызықтық емес ортада сыну көрсеткіші амплитуда квадратына, демек, жарық интенсивтігіне пропорционал өседі. Бұл жарықтың өздігінен фокустануына әкеліп соғады.

Жарықтың екі орта шекарасынан шағылу процесі және фотоэффект, жұтатын ортадан өткенде жарық толқынының өшу процесі және дифракция, жарықтың зат бетінен және серпімді толқындардан, молекулалардың тербелістерінен және оптикалық біртексіздіктерден шашырау процестері — бұлар және көптеген оптикалық құбылыстардың қуатты лазер шоқтарында жаңа ерекшеліктері байқалады. Сонда шағылған жарықта шағылу бұрышы түсу бұрышына тең емес сәулелер болатынын; фотоэффектінің қызыл шегі бұзылатынын, жарық жұтылатын орта мөлдір, ал мөлдір орта жұтылатын ортаға айналатынын көреміз.