Hauptseminar Experimentalphysik
Hochauflösende Laserspektroskopie
10.-14.10.1994 Berghütte Kampenwand, Chiemgau
Nichtlineare Prozesse 3. Ordnung

Marek Rouchal
Betreuer: Prof. Dr. H. Pascher

26. März 1996

Zusammenfassung:

In dieser Arbeit werden nichtlineare optische Prozesse dritter Ordnung ( -Prozesse) vorgestellt. Mit Hilfe von Störungsrechnung und Feynman-Diagrammen wird die Herkunft der Suszeptibilität dritter Ordnung erläutert. Dann wird die Wellengleichung für die Polarisation dritter Ordnung aufgestellt und typische Phänomene anhand der Lösung der Wellengleichung diskutiert. Dazu gehören Erzeugung der dritten Harmonischen, Selbstfokussierung, Phasengitter, entartete Vierwellenmischung und Phasenkonjugation. Dieser Artikel legt ferner die Grundlagen für die Behandlung der CARS.

Danksagung

Ganz besonders möchte ich mich bei Prof. Dr. Rainer für die Hilfestellung bei der theoretischen Herleitung der Suszeptibilität bedanken.

• Inhalt
• Einleitung
  • Nichtlineare Optik
  • Prozesse zweiter und dritter Ordnung
  • Technische Anwendungsgebiete der Prozesse 3. Ordnung
• Herleitung der Terme 3. Ordnung
  • Motivation
  • Quantenmechanische Grundlagen
  • Die lineare Suszeptibilität
    • Das ungestörte Problem
    • Störungsrechnung
      • Ansatz
      • Störungsentwicklung, Neumann-Reihe
    • Bestimmung der Suszeptibilität 1. Ordnung
      • Berechnung der Polarisation
      • Einführung der Suszeptibilität
      • Fouriertransformation
  • Feynman-Diagramme
    • Termschema und Feynman-Diagramm
    • Regeln zur Berechnung von Suszeptibilitäten im Feynman-Bild
      • Regel 1
      • Regel 2
      • Regel 3
    • Lineare Suszeptibilität
    • Suszeptibilität dritter Ordnung
• Elektromagnetische Behandlung der -Effekte
  • Grundlagen der Elektrodynamik
    • Aufstellen der Wellengleichung
  • Behandlung ausgewählter Effekte
    • Erzeugung der dritten Harmonischen
    • Selbstfokussierung
    • Phasengitter
    • Phasenkonjugation durch entartete Vierwellenmischung
      • Entstehung des phasenkonjugierten Strahls
      • Rückgängigmachung von Verzerrungen
      • Bildverarbeitung
    • CARS
• Literatur
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