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Lexikon der Optik: Summenfrequenzerzeugung

Summenfrequenzerzeugung, ein Effekt der nichtlinearen Optik, der darin besteht, daß zwei Lichtwellen der Frequenz ν1 bzw. ν2 sich in einem nichtlinearen Kristall (optische Kristalle) ohne Inversionssymmetrie zum Teil in eine Lichtwelle der Frequenz ν312 umwandeln. Man spricht deshalb (wie auch bei der Differenzfrequenzerzeugung) von einer Frequenzmischung. Maßgeblich für die S. ist die Suszeptibilität 2. Ordnung des Materials. Die S. vollzieht sich in der Weise, daß die beiden eingestrahlten Wellen in dem Medium eine mit der Summenfrequenz ν3 oszillierende Polarisation erzeugen, die ihrerseits eine Welle gleicher Frequenz ausstrahlt. Ein Spezialfall der S. ist die Harmonischenerzeugung; es gilt dann ν12.

Eine effektive Umwandlung ist an die Erfüllung der Phasenanpassungsbedingung und das Vorliegen hoher Intensitäten geknüpft. Auf dem Wege der S. kann man in den UV-Bereich vorstoßen. Verwendet man zwei ns-Farbstofflaser, so erhält man eine laserartige abstimmbare UV-Lichtquelle. Weiterhin kann man mit der Methode der S. ein im IR-Bereich liegendes Signal durch "Mischung" mit einer Laserwelle ins Sichtbare, also in einen für den Nachweis günstigeren Frequenzbereich "transformieren". Dieses Verfahren wird in der englischsprachigen Literatur als up-conversion bezeichnet. Wie die Harmonischenerzeugung kann auch die S. in Reflexion beobachtet werden.

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