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Lexikon der Optik

Vierwellenmischung

Vierwellenmischung, Prozesse der nichtlinearen Optik, an der vier Wellen beteiligt sind. Maßgeblich für die V. ist die Suszeptibilität 3. Ordnung des Materials. Die V. spielt sich in einem nichtlinearen Medium ab, bevorzugt werden Gase oder Dämpfe verwendet. Von praktischer Bedeutung sind vor allem solche Prozesse, bei denen eine neue Welle erzeugt wird. Bei Einstrahlung dreier intensiver Wellen der Frequenz ν1, ν2 und ν3, sog. Pumpwellen, entsteht eine Welle der Frequenz ν4. Dieser Prozeß hat allgemein den Charakter der Erzeugung einer Kombinationsfrequenz gemäß den möglichen Relationen


, (1)


, (2)


. (3)

Die Auswahl eines speziellen Prozesses erfolgt durch Erfüllung der entsprechenden Phasenanpassungsbedingung vermittels geeigneter Verfügung über die Einstrahlrichtungen (nichtkollineare Wechselwirkung). Ein Spezialfall des Prozesses (1), der Summenfrequenzerzeugung, ist die Erzeugung der dritten Harmonischen (Harmonischenerzeugung); es gilt dann ν123. Unter Ausnutzung der Prozesse (1)-(3) bei Verwendung abstimmbarer Laser (vornehmlich ns-Farbstofflaser) als Quellen für eine oder mehrere der Pumpwellen lassen sich kohärente abstimmbare Strahlungsquellen für einerseits den ultravioletten und andererseits den infraroten Spektralbereich schaffen.

Von besonderem Interesse ist die vollständig entartete V. In diesem Falle sind die Frequenzen aller an der Wechselwirkung beteiligten Wellen gleich. Strahlt man speziell zwei intensive kohärente gegenläufige Wellen zusammen mit einer Signalwelle anderer Ausbreitungsrichtung ein, so entsteht im Medium eine zu der Signalwelle gegenläufige Welle. Diesen Prozeß kann man sich folgendermaßen veranschaulichen: Die beiden eingestrahlten gegenläufigen Wellen überlagern sich zu einer stehenden Welle. Diese erzeugt im Medium ein Gitter, an dem die Signalwelle in sich reflektiert wird. Der springende Punkt ist, daß dabei nicht nur der Wellenzahlvektor seine Richtung umkehrt, sondern auch die Phase der Welle ihr Vorzeichen wechselt. Es findet somit eine Phasenkonjugation statt, die in der adaptiven Optik Anwendung findet.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


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