Нелинейная оптика

Генерация второй гармоники в поверхностном слое диэлектрической сфероидальной частицы. II. Анализ решения

А. А. Шамына, В. Н. Капшай, А. И. Толкачев

Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины, 246019 Гомель, Республика Беларусь

Аннотация: Векторы, используемые в решении задачи о генерации второй гармоники в поверхностном слое диэлектрической сфероидальной частицы, в явном виде выражены через базисные векторы сферической, цилиндрической и декартовой систем координат. Построены трехмерные диаграммы направленности, характеризующие пространственное распределение генерируемого излучения в дальней зоне и его поляризацию. Выявлено, что при малом размере сфероидальной частицы диаграмма направленности, обусловленная каждой из некиральных компонент тензора нелинейной диэлектрической восприимчивости, имеет свою индивидуальную форму. Пропорциональное увеличение линейных размеров частицы приводит к выделению на диаграмме направленности нескольких направлений преимущественного излучения с высокой направленностью. Если возбуждающее излучение имеет линейную поляризацию, то обусловленное одной (любой) из независимых компонент тензора генерируемое излучение также линейно поляризовано. Для используемых в решении функций обнаружены математические свойства, характеризующие пространственное распределение генерируемого излучения в дальней зоне, и свойства, связанные с заменой параметров задачи. Выявлена связь между симметриями диаграмм направленности излучения удвоенной частоты и указанными свойствами. Обнаружены условия, при которых генерация излучения не происходит, и условия, при которых генерируемое излучение имеет линейную поляризацию. Упомянутые условия связаны с особенностями пространственного распределения генерируемого излучения и его поляризацией, проиллюстрированными на диаграммах направленности. Предложены методы оценки независимых компонент тензора нелинейной диэлектрической восприимчивости с использованием указанных условий.

Ключевые слова: генерация второй гармоники, сфероидальная диэлектрическая частица, симметрия пространственного распределения излучения, условия отсутствия генерации, условия генерации линейно поляризованного излучения.

Поступила в редакцию: 05.02.2022
Исправленный вариант: 18.04.2022
Принята в печать: 02.05.2022

DOI: 10.21883/OS.2022.07.52726.3229-22

Реферативные базы данных:

•