ИЗМЕНЕНИЯ УСЛОВИЙ ФАЗОВОГО СИНХРОНИЗМА ПРИ ГЕНЕРАЦИИ СИГНАЛА ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ В КОНЕЧНОМ ОДНОМЕРНОМ ФОТОННОМ КРИСТАЛЛЕ ВБЛИЗИ УСЛОВИЯ БРЭГГА: СЛУЧАИ СЛАБОЙ И СИЛЬНОЙ ДИФРАКЦИЙ
Петров Е.В., Манцызов Б.И.

Received: December 20, 2004

PACS: 42.70.Qs, 42.65.Ky

DJVU (156.1K)

PDF (512K)

Теоретически исследован процесс эффективной генерации сигнала второй гармоники в конечном одномерном фотонном кристалле при неколлинеарной геометрии взаимодействия волн в условиях локализации энергии основного излучения вблизи края области селективного брэгговского отражения. Численно показано, что в конечном фотонном кристалле возможна синхронная генерация сигнала второй гармоники, для которого не выполнены традиционные условия фазового синхронизма, рассчитанные в приближении узких линий пространственного спектра эффективных блоховских мод, причем интенсивность этого сигнала более чем на порядок превосходит интенсивность сигнала второй гармоники, для которого выполнены традиционные условия фазового синхронизма. Существование такого явления объясняется интерференцией эффективных блоховских волн с близкими по величине амплитудами, волновыми числами и ширинами пространственных спектров. В ограниченной среде пространственный спектр сигналов имеет конечную ширину, поэтому при брэгговской дифракции излучения в фотонном кристалле на краю фотонной запрещенной зоны вблизи первых резонансов пропускания уширенные спектральные линии двух близких блоховских волн перекрываются и образуют единую линию пространственного спектра, центр которой смещен относительно эффективных волновых векторов каждой из блоховских мод. Это приводит к изменению условий синхронизма при генерации сигнала второй гармоники в ограниченном фотонном кристалле. В связи с этим предложены выражения для модифицированных условий фазового синхронизма, записанные не для точных значений эффективных волновых векторов отдельных блоховских мод, а для центров результирующих спектральных линий взаимодействующих волн. Показано, что условия синхронизма значительно отличаются в случаях сильной и слабой дифракций излучения и совпадают с традиционными условиями компенсации фазовой расстройки лишь для проходящих сигналов в случае слабой дифракции.