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Entstehung des phasenkonjugierten Strahls

Wir setzen wie gehabt

equation1396

Die beiden Pumpstrahlen 1 und 2 werden beschrieben durch

equation1398

Entlang einer bestimmten Richtung z wird ein dritter Strahl gleicher Frequenz eingestrahltgif

equation1400

Die daraus resultierende nichtlineare Polarisation lautet

equation1402

Die Pumpstrahlen sind entgegengesetzt, folglich ist tex2html_wrap_inline2270 . Durch die Kopplung von tex2html_wrap_inline1817 -Feld und Polarisation aufgrund von Gleichung (3.17) wird somit eine vierte Welle erzeugt, die folgende Form hat:

  equation1405

Diese Welle wechselwirkt nun ihrerseits mit den Pumpwellen 1 und 2, womit die Polarisation entsteht:

equation1407

Diese so entstehende Welle hat den selben Wellenvektor und die selbe Frequenz wie tex2html_wrap_inline2266 , d.h. sie wechselwirkt stark mit ihr. Auf diese Weise kommt die Energieübertragung von den Pumpwellen auf die Signalwelle zustande. Das geht sogar so weit, daß der rückläufige Strahl eine höhere Intensität haben kann als der einfallende. Zur weiteren Rechnung nehmen wir an, daß die Pumpwellen ihre Intensität nicht merklich ändern, so daß es genügt, lediglich die Wellen tex2html_wrap_inline2266 und tex2html_wrap_inline2278 zu betrachten.

Wir gehen also in die Gleichung (3.17) hinein:

equation1410

Einsetzen der nichtlinearen Polarisation liefert

equation1412

Ebenso erhält man durch Einsetzen der Polarisation aufgrund der Wechselwirkung der eben entstandenen Welle tex2html_wrap_inline2278 mit den beiden Pumpwellen die folgende Gleichung:

equation1414

Durch Einführung der Abkürzung

equation1416

erhalten wir ein System gekoppelter Differentialgleichungen für tex2html_wrap_inline2266 und tex2html_wrap_inline2278 :

equation1418

Wir betrachten einen Probenkörper der Ausdehnung L in z-Richtung und setzen tex2html_wrap_inline2290 und tex2html_wrap_inline2292 als bekannt voraus. Die Lösung des DGL-Systems liefert mit diesen Anfangsbedingungen

displaymath2294

equation1420

In der Regel ist tex2html_wrap_inline2296 , d.h. man betrachtet als Quelle nur den einfallenden Strahl tex2html_wrap_inline2266 . Als Endresultat erhält man somit

  equation1422

Wir haben somit gezeigt, daß in der betrachteten Anordnung die Erzeugung eines phasenkonjugierten Strahls möglich ist.



Marek Rouchal
Tue Mar 26 11:12:05 MET 1996