harmoniskgenerering

Harmoniskgenerering refererer til produksjon av nye bølger med frekvenser som er helt multiplum av en opprinnelig grunnfrekvens, oppnådd gjennom ikke-lineære samspill i materialer eller enheter. Prosessen utvider eller konverterer frekvensinnholdet i et signal og brukes i både optiske og elektroniske systemer.

Innen optisk ikke-lineær optikk omfatter harmoniskgenerering blant annet andre-harmonic generation (SHG) og tredje-harmonic generation (THG). SHG bruker materialer med ikke-null andreordens respons, og krever fasematching for maksimal effektivitet; THG bygger på tredjeordens respons og kan foregå i de fleste materialer. Effektiviteten avhenger av intensitet, optikkens lengde og materialets dispersjon; teknikker som quasi-phase matching og resonatorer brukes for å forbedre konverteringen. Kristallsymmetri påvirker SHG, siden centrosymmetriske bulkmaterialer vanligvis hemmer SHG, mens grenseflater og nanostrukturer kan generere det. Vanlige materialer i praksis inkluderer litium niobat og BBO.

Anvendelser inkluderer frekvensomforming av lasere, for eksempel å doble en IR-stråle til synlig lys, samt SHG-mikroskopi for biologisk bildebehandling, spektroskopi og presis metrologi. Harmonikgenerering observeres også i elektroniske kretser når ikke-lineære komponenter som dioder og transistorer genererer harmoniske av et periodisk signal; dette kan være nyttig i RF-syntese og spektralisering, men i lineære systemer er det ofte en kilde til uønsket forvrengning og intermodulasjon.