بصريات لاخطية
[[ملف:EntryWithCollCode173233downbaxis.png|تصغير|200بك|يسار]]
'''البصريات اللاخطية''' (يرمز لها NLO من Nonlinear optics) هو فرع من [[بصريات|البصريات]] الذي يصف سلوك [[موجة كهرومغناطيسية|الأمواج الكهرومغناطيسية]] في [[نظام لاخطي|الأوساط اللاخطية]]، وهي الأوساط التي يستجيب فيها [[استقطاب (فيزياء)|الاستقطاب]] العازل '''P''' بشكل لاخطي إلى [[حقل كهربائي|الحقل الكهربائي]] '''E''' للموجة الكهرومغناطيسية.<ref>[http://nanojournal.ifmo.ru/en/articles-2/volume3/3-2/physics/paper05/ Non-linear optical channels of the polarizability induction in a pair of interacting molecules], NANOSYSTEMS: PHYSICS, CHEMISTRY, MATHEMATICS, 2012, 3 (2), P. 55. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170613130115/http://nanojournal.ifmo.ru/en/articles-2/volume3/3-2/physics/paper05/ |date=13 يونيو 2017}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Abolghasem|الأول=Payam|مؤلف2=Junbo Han |مؤلف3=Bhavin J. Bijlani |مؤلف4=Amr S. Helmy |عنوان=Type-0 second order nonlinear interaction in monolithic waveguides of isotropic semiconductors|صحيفة=Optics Express|سنة=2010|المجلد=18|العدد=12|صفحات=12681–12689|doi=10.1364/OE.18.012681|pmid=20588396|bibcode=2010OExpr..1812681A}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مسار= https://www.nature.com/articles/25303|عنوان=Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering|الأول1=Szu-yuan|الأخير1=Chen|الأول2=Anatoly|الأخير2=Maksimchuk|الأول3=Donald|الأخير3=Umstadter|تاريخ=17 December 1998|ناشر=|صحيفة=Nature|المجلد=396|العدد=6712|صفحات=653–655|عبر=www.nature.com|doi=10.1038/25303|arxiv=physics/9810036|bibcode=1998Natur.396..653C|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20160318074925/http://www.nature.com/nature/journal/v396/n6712/abs/396653a0.html|تاريخ أرشيف=2016-03-18}}</ref> هذه الصفة اللاخطية تلاحظ فقط عند شدّات عالية للضوء مثل المتوفرة عند [[ليزر|الليزر]]، حيث لا ينطبق [[مبدأ التراكب]].

تطور فرع البصريات اللاخطية نتيجة اكتشاف مبدأ [[ازدواج التردد]] وذلك بعد اختراع الليزر.

== المبدأ ==
إن منطلق وصف علم البصريات الحديث يعتمد على [[معادلات ماكسويل]]، والتي هي عبارة عن وصف رياضي للأمواج الكهرومغناطيسية في [[فراغ (فيزياء)|الفراغ]] كما في المادة. في حال انتشار موجة كهرومغناطيسية في وسط ما، فإن الإلكترونات فيه تهتز وتتهيج وترسل أمواج داخلية أخرى. يمكن وصف ذلك من خلال [[إزاحة كهربائية|كثافة التدفق الكهربائي]]:

:<math>\vec{D} = \varepsilon_0 \vec{E} + \vec{P}</math>

حيث أن <math>\varepsilon_0</math> هو [[سماحية الفراغ|ثابت الحقل الكهربائي]]، و <math>\vec{E}</math> قيمة الحقل الكهربائي للموجة، و <math>\vec{P}</math> [[استقطاب كهربائي|الاستقطاب الكهربائي]]. من أجل شدات منخفضة يمكن استخدام مبدأ التقريب بحيث يزداد الاستقطاب بشكل خطي مع الحقل الكهربائي.

:<math>\vec{P} = \varepsilon_0 \chi \vec{E}</math>

حيث أن <math>\chi</math> هي [[قابلية كهربائية|القابلية الكهربائية]].

لا يمكن تطبيق هذا التقريب من أجل شدّات مرتفعة، حيث أن الشدة تصبح حينها متناسبة إلى مربع قيمة الحقل الكهربائي ولا تصبح علاقة خطية.

:<math>\vec{P} = \varepsilon_0 \sum_n \chi^{(n)} \vec{E}^n = \varepsilon_0 \left[ \chi^{(1)} \vec{E} + \chi^{(2)} \vec{E}^2 +  \chi^{(3)}\vec{E}^3 + \dots \right]</math>

حيث أن <math>\chi^{(n)}</math> على العموم هو [[موتر|موتّر]] الدرجات المرتفعة. إن [[معادلة موجية|المعادلة الموجية]] للدرجات المرتفعة تكون على الشكل:

:<math>\left( \Delta - \frac{n^2}{c^2} \frac{\partial^2}{\partial t^2} \right) \vec{E} = \mu_0  \frac{\partial^2}{\partial t^2} \vec{P}^{NL}</math>

حيث <math>\Delta</math> هو [[مؤثر لابلاس|معامل لابلاس]]، و ''n'' هو [[معامل الانكسار|قرينة انكسار]] الوسط، و ''c'' هي [[سرعة الضوء]] و<math>\vec{P}^{NL}</math> هو مجموع الحدود اللاخطية للاستقطاب.
== مراجع ==

{{مراجع}}
{{هامش-فيزياء}}
{{ضبط استنادي}}
{{روابط شقيقة}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|بصريات}}

{{بذرة ديناميكا حرارية}}

[[تصنيف:بصريات لاخطية| ]]
[[تصنيف:بصريات]]
البصريات اللاخطية (يرمز لها NLO من Nonlinear optics) هو فرع من البصريات الذي يصف سلوك الأمواج الكهرومغناطيسية في الأوساط اللاخطية، وهي الأوساط التي يستجيب فيها الاستقطاب العازل P بشكل لاخطي إلى الحقل الكهربائي E للموجة الكهرومغناطيسية.Non-linear optical channels of the polarizability induction in a pair of interacting molecules, NANOSYSTEMS: PHYSICS, CHEMISTRY, MATHEMATICS, 2012, 3 (2), P. 55.  هذه الصفة اللاخطية تلاحظ فقط عند شدّات عالية للضوء مثل المتوفرة عند الليزر، حيث لا ينطبق مبدأ التراكب.

تطور فرع البصريات اللاخطية نتيجة اكتشاف مبدأ ازدواج التردد وذلك بعد اختراع الليزر.

 المبدأ 
إن منطلق وصف علم البصريات الحديث يعتمد على معادلات ماكسويل، والتي هي عبارة عن وصف رياضي للأمواج الكهرومغناطيسية في الفراغ كما في المادة. في حال انتشار موجة كهرومغناطيسية في وسط ما، فإن الإلكترونات فيه تهتز وتتهيج وترسل أمواج داخلية أخرى. يمكن وصف ذلك من خلال كثافة التدفق الكهربائي:

حيث أن  هو ثابت الحقل الكهربائي، و  قيمة الحقل الكهربائي للموجة، و  الاستقطاب الكهربائي. من أجل شدات منخفضة يمكن استخدام مبدأ التقريب بحيث يزداد الاستقطاب بشكل خطي مع الحقل الكهربائي.

حيث أن  هي القابلية الكهربائية.

لا يمكن تطبيق هذا التقريب من أجل شدّات مرتفعة، حيث أن الشدة تصبح حينها متناسبة إلى مربع قيمة الحقل الكهربائي ولا تصبح علاقة خطية.

حيث أن  على العموم هو موتّر الدرجات المرتفعة. إن المعادلة الموجية للدرجات المرتفعة تكون على الشكل:

حيث  هو معامل لابلاس، و n هو قرينة انكسار الوسط، و c هي سرعة الضوء و هو مجموع الحدود اللاخطية للاستقطاب.
 مراجع 

 
تصنيف:بصريات