linear optics နှင့် nonlinear optics ၏ခြုံငုံသုံးသပ်ချက်
အလင်းသည် အရာဝတ္ထုနှင့် အလင်း၏ အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုကို အခြေခံ၍ optics ကို linear optics (LO) နှင့် nonlinear optics (NLO) ဟူ၍ ခွဲခြားနိုင်သည်။ Linear optics (LO) သည် အလင်း၏ linear interactions များကို အဓိကထား၍ classical optics ၏ အခြေခံအုတ်မြစ်ဖြစ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ အထူးသဖြင့် လေဆာကဲ့သို့သော အလင်းတန်းမြင့်သည့်အခြေအနေများတွင် ပစ္စည်း၏အလင်းပြင်းအားနှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျမှုမရှိသောအခါ၊ လိုင်းမဟုတ်သော optics (NLO) သည် ဖြစ်ပေါ်သည်။
Linear Optics (LO)
LO တွင်၊ အလင်းသည် ပုံမှန်အားဖြင့် အက်တမ်တစ်ခုလျှင် ဖိုတွန်တစ်ခု သို့မဟုတ် မော်လီကျူးတစ်ခုပါ၀င်သော ပြင်းထန်မှုနည်းသော အရာများနှင့် ဓါတ်ပြုပါသည်။ ဤအပြန်အလှန်တုံ့ပြန်မှုသည် အက်တမ် သို့မဟုတ် မော်လီကျူးအခြေအနေ၏ အနည်းငယ်မျှသာ ကွဲလွဲမှုဖြစ်ပေါ်ပြီး ၎င်း၏သဘာဝ၊ အနှောက်အယှက်မရှိသော အခြေအနေတွင် ကျန်ရှိနေပါသည်။ LO တွင် အခြေခံနိယာမမှာ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမှ လှုံ့ဆော်ပေးသော dipole သည် field strength နှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ LO သည် superposition နှင့် additivity ၏မူများကို ကျေနပ်စေသည်။ စနစ်တစ်ခုသည် လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများစွာကို သက်ရောက်သောအခါ၊ စုစုပေါင်းတုံ့ပြန်မှုသည် လှိုင်းတစ်ခုစီအတွက် တစ်ဦးချင်းတုံ့ပြန်မှုပေါင်းလဒ်နှင့် ညီမျှသည်ဟု superposition နိယာမတွင် ဖော်ပြထားသည်။ Additivity သည် ရှုပ်ထွေးသော optical system တစ်ခုချင်းစီ၏ တုံ့ပြန်မှုများကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်ဟု ထပ်လောင်းဖော်ပြသည်။ LO တွင် linearity ဆိုသည်မှာ ပြင်းထန်မှုပြောင်းလဲသွားသည်နှင့်အမျှ အလင်းအမူအရာသည် အဆက်မပြတ်ဖြစ်နေကြောင်း ဆိုလိုသည် - အထွက်သည် input နှင့် အချိုးကျပါသည်။ ထို့အပြင်၊ LO တွင်၊ ကြိမ်နှုန်းရောစပ်ခြင်းမရှိသောကြောင့် ထိုစနစ်မှတဆင့်ဖြတ်သန်းသွားသောအလင်းသည် ချဲ့ထွင်မှု သို့မဟုတ် အဆင့်မွမ်းမံမှုပြုလုပ်ပြီးနောက် ၎င်း၏ကြိမ်နှုန်းကို ဆက်လက်ထိန်းသိမ်းထားသည်။ LO ၏ ဥပမာများတွင် မှန်ဘီလူးများ၊ မှန်များ၊ လှိုင်းပြားများ၊ နှင့် diffraction gratings များကဲ့သို့သော အခြေခံ optical ဒြပ်စင်များနှင့် အလင်း၏ အပြန်အလှန်သက်ရောက်မှု ပါဝင်သည်။
Nonlinear Optics (NLO)
NLO သည် အားပြင်းသောအလင်းအား ၎င်း၏ လိုင်းမဆန်သောတုံ့ပြန်မှုဖြင့် ခွဲခြားသတ်မှတ်ထားပြီး၊ အထူးသဖြင့် ပြင်းထန်မှုမြင့်မားသောအခြေအနေများတွင် အထွက်အားထည့်သွင်းနိုင်မှုစွမ်းအားနှင့် အချိုးအစားမညီပါ။ NLO တွင်၊ ဖိုတွန်အများအပြားသည် တစ်ချိန်တည်းတွင် အရာဝတ္ထုနှင့် ဓါတ်ပြုမှုများဖြစ်ပြီး အလင်းရောနှောခြင်းနှင့် အလင်းယိုင်အညွှန်းကိန်းပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ LO တွင် အလင်းအမူအရာသည် ပြင်းထန်မှုမခွဲခြားဘဲ တသမတ်တည်းရှိနေသော LO နှင့်မတူဘဲ၊ လိုင်းမဟုတ်သောအကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် အလွန်အမင်းအလင်းပြင်းအားများတွင်သာ ထင်ရှားပါသည်။ ဤပြင်းထန်မှုတွင်၊ superposition နိယာမကဲ့သို့သော အလင်းအပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုများကို ထိန်းချုပ်သည့် ပုံမှန်အားဖြင့် စည်းမျဉ်းများသည် အကျုံးဝင်တော့မည်မဟုတ်ပါ၊ နှင့် လေဟာနယ်ကိုယ်တိုင်ပင်လျှင် လိုင်းမဟုတ်သည့်အတိုင်း ပြုမူနိုင်ပါသည်။ အလင်းနှင့် အရာဝတ္ထုတို့ကြား အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုတွင် မျဉ်းမညီခြင်းသည် မတူညီသောအလင်းကြိမ်နှုန်းများကြား အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ခွင့်ပြုပေးကာ ဟာမိုနစ်မျိုးဆက်၊ ပေါင်းလဒ်နှင့် ကြိမ်နှုန်းကွာခြားမှုကဲ့သို့သော ဖြစ်စဉ်များကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ထို့အပြင်၊ parametric amplification နှင့် oscillation တွင်တွေ့မြင်ရသည့်အတိုင်း ကြိမ်နှုန်းအသစ်များထုတ်လုပ်ရန်အတွက် အလင်းစွမ်းအင်ကို ပြန်လည်ဖြန့်ဝေသည့် parametric လုပ်ငန်းစဉ်များပါ၀င်သည် ။ နောက်ထပ်အရေးကြီးသောအင်္ဂါရပ်မှာ အလင်းလှိုင်းတစ်ခု၏အဆင့်ကို ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင်ပြင်းထန်မှုဖြင့်ပြောင်းလဲသွားသည့်- အလင်းလှိုင်းဆက်သွယ်မှုတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှပါဝင်သည့်အကျိုးသက်ရောက်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။
မျဉ်းနားနှင့် လိုင်းမဟုတ်သော optics များတွင် အလင်းဓာတ် အပြန်အလှန်တုံ့ပြန်မှုများ
LO တွင်၊ အလင်းသည် အရာဝတ္ထုတစ်ခုနှင့် အကျိုးသက်ရောက်သောအခါ၊ ပစ္စည်း၏တုံ့ပြန်မှုသည် အလင်း၏ပြင်းထန်မှုနှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် NLO သည် အလင်း၏ပြင်းထန်မှုကိုသာမက ပိုမိုရှုပ်ထွေးသောနည်းလမ်းများဖြင့် တုံ့ပြန်သည့်ပစ္စည်းများပါ၀င်သည်။ ပြင်းထန်မှု မြင့်မားသောအလင်းရောင်သည် လိုင်းမဟုတ်သော အရာတစ်ခုအား ထိမှန်သောအခါ၊ ၎င်းသည် အရောင်အသစ်များ ထုတ်လုပ်နိုင်သည် သို့မဟုတ် ပုံမှန်မဟုတ်သော နည်းလမ်းများဖြင့် အလင်းကို ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပစ္စည်း၏တုံ့ပြန်မှုသည် အချိုးကျပြောင်းလဲမှုတစ်ခုထက်မက ပါဝင်သောကြောင့် အနီရောင်အလင်းအား အစိမ်းရောင်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သည် - ၎င်းတွင် ကြိမ်နှုန်းနှစ်ဆတိုးခြင်း သို့မဟုတ် အခြားရှုပ်ထွေးသောအပြန်အလှန်တုံ့ပြန်မှုများလည်း ပါဝင်နိုင်သည်။ ဤအပြုအမူသည် သာမာန် linear ပစ္စည်းများတွင် မမြင်ရသော ရှုပ်ထွေးသော အလင်းပြန်သက်ရောက်မှုများဆီသို့ ဦးတည်စေသည်။
linear နှင့် nonlinear optical နည်းပညာများအသုံးပြုမှု
LO သည် မှန်ဘီလူးများ၊ မှန်များ၊ လှိုင်းပြားများနှင့် ကွဲပြားသော အလင်းဝင်ပေါက်များ အပါအဝင် ကျယ်ပြန့်သော အသုံးများသော အလင်းပြန်နည်းပညာများကို အကျုံးဝင်ပါသည်။ ၎င်းသည် optical စနစ်အများစုရှိ အလင်း၏အပြုအမူကို နားလည်ရန်အတွက် ရိုးရှင်းပြီး တွက်ချက်နိုင်သော မူဘောင်တစ်ခုကို ထောက်ပံ့ပေးသည်။ Phase shifters နှင့် beam splitter ကဲ့သို့သော စက်ပစ္စည်းများကို LO တွင် မကြာခဏအသုံးပြုကြပြီး LO circuit များသည် ထင်ပေါ်ကျော်ကြားသည့်နေရာအထိ ပြောင်းလဲလာပါသည်။ ဤဆားကစ်များကို ယခုအခါတွင် မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်နှင့် ကွမ်တမ်အလင်းအချက်ပြမှု လုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့် ပေါ်ပေါက်လာသော bioheuristic တွက်ချက်ခြင်းဆိုင်ရာ ဗိသုကာလက်ရာများကဲ့သို့သော နယ်ပယ်များတွင် အသုံးချမှုများဖြင့် ဘက်စုံသုံးကိရိယာများအဖြစ် ရှုမြင်ကြသည်။ NLO သည် အတော်အတန်အသစ်ဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ ကွဲပြားသောအသုံးချမှုများမှတစ်ဆင့် နယ်ပယ်အသီးသီးကို ပြောင်းလဲခဲ့သည်။ တယ်လီဖုန်းဆက်သွယ်ရေးနယ်ပယ်တွင်၊ ၎င်းသည် လေဆာပါဝါတိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဒေတာထုတ်လွှင့်မှုကန့်သတ်ချက်များကို ထိခိုက်စေသော fiber optic စနစ်များတွင် အဓိကအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုဆိုင်ရာ ကိရိယာများသည် ကြည်လင်ပြတ်သားမှုမြင့်မားပြီး ဒေသအလိုက် ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းကို ပံ့ပိုးပေးသည့် အဖုံးအကာအဏုစကုပ်ကဲ့သို့သော အဆင့်မြင့် အဏုစကုပ်နည်းပညာများမှတစ်ဆင့် NLO မှ အကျိုးဖြစ်ထွန်းစေပါသည်။ NLO သည် လေဆာအသစ်များကို တီထွင်ဖန်တီးနိုင်စေရန်နှင့် optical ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်းဖြင့် လေဆာများကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။ ၎င်းသည် ဒုတိယ-ဟာမိုနစ်မျိုးဆက်နှင့် ဖိုတွန်မီးချောင်းနှစ်ချောင်းကဲ့သို့သော နည်းလမ်းများကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ဆေးဝါးအသုံးပြုမှုအတွက် အလင်းပုံရိပ်ဖော်ခြင်းနည်းပညာများကို မြှင့်တင်ပေးထားသည်။ Biophotonics တွင် NLO သည် တစ်ရှူးများကို ထိခိုက်မှုအနည်းဆုံးဖြင့် နက်ရှိုင်းသောပုံရိပ်ဖော်ခြင်းကို ပံ့ပိုးပေးကာ ဇီဝဓာတုဆန့်ကျင်ဘက်ကင်းသော တံဆိပ်တပ်ခြင်းကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ နယ်ပယ်တွင် အဆင့်မြင့် terahertz နည်းပညာ ပါရှိပြီး ပြင်းထန်သော တာရာဟတ်ဇ် ပဲမျိုးစုံကို တစ်ကြိမ်တည်း ထုတ်လုပ်နိုင်စေပါသည်။ ကွမ်တမ် optics တွင်၊ linear မဟုတ်သောအကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် ကြိမ်နှုန်းပြောင်းပေးသူများနှင့် ဖိုတွန်ညီမျှသော ဆက်စပ်ပစ္စည်းများကို ပြင်ဆင်မှုမှတစ်ဆင့် ကွမ်တမ်ဆက်သွယ်ရေးကို လွယ်ကူချောမွေ့စေသည်။ ထို့အပြင် NLO ၏ Brillouin ကြဲဖြန့်ခြင်းတွင် တီထွင်ဆန်းသစ်မှုများသည် မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်လုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့် အလင်းအဆင့်ပေါင်းစပ်ခြင်းအတွက် အထောက်အကူဖြစ်စေသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် NLO သည် နယ်ပယ်အသီးသီးတွင် နည်းပညာနှင့် သုတေသန၏ နယ်နိမိတ်များကို ဆက်လက်တွန်းအားပေးနေပါသည်။
Linear နှင့် nonlinear optics နှင့် အဆင့်မြင့်နည်းပညာများအတွက် ၎င်းတို့၏သက်ရောက်မှုများ
Optics သည် နေ့စဉ်သုံး အပလီကေးရှင်းများနှင့် အဆင့်မြင့်နည်းပညာများတွင် အဓိကအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။ LO သည် ဆက်သွယ်ရေး၊ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်း၊ လေဆာနည်းပညာနှင့် ဇီဝဓာတ်ပုံနည်းပညာကဲ့သို့သော နယ်ပယ်များတွင် ဆန်းသစ်တီထွင်မှုကို မောင်းနှင်နေချိန်တွင် NLO သည် ဘုံအလင်းစနစ်များစွာအတွက် အခြေခံကို ထောက်ပံ့ပေးသည်။ အထူးသဖြင့် NLO တွင် မကြာသေးမီက တိုးတက်မှုများသည်၊ အထူးသဖြင့် ၎င်းတို့သည် နှစ်ဘက်မြင်ပစ္စည်းများနှင့် သက်ဆိုင်သောကြောင့် ၎င်းတို့၏ အလားအလာရှိသော စက်မှုနှင့် သိပ္ပံပညာဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများကြောင့် အာရုံစိုက်မှုများစွာရရှိခဲ့သည်။ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် linear နှင့် nonlinear ဂုဏ်သတ္တိများကို ဆက်တိုက်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းဖြင့် ကွမ်တမ်အစက်များကဲ့သို့သော ခေတ်မီပစ္စည်းများကို စူးစမ်းရှာဖွေနေကြသည်။ သုတေသနများ တိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ LO နှင့် NLO တို့၏ ပေါင်းစပ်နားလည်မှုသည် နည်းပညာ၏ နယ်နိမိတ်များကို တွန်းအားပေးရန်နှင့် အလင်းဆိုင်ရာသိပ္ပံ၏ ဖြစ်နိုင်ခြေများကို ချဲ့ထွင်ရန်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။
ပို့စ်အချိန်- Nov-11-2024