vågmättning

Vågmättning är ett begrepp som används inom fysik och teknik för att beskriva hur ett vågsystem svarar på ökande drivkraft eller vågintensitet. Vid mättnad uppvisar systemet en icke-linjär eller begränsad respons, så att ökningar i insatt energi inte leder till en proportionell ökning av vågens amplitud, energi eller utgångsgeometri. Begreppet används i olika sammanhang där vågor färdas i medier eller i anordningar som är därmed kopplade.

Orsakerna till vågmättning är ofta olika beroende av domän. Inom nonlinear optik kan mättnad uppträda genom effekter som saturable absorption eller Kerr-nonlinitet, där ljusets effektive refraktiva index förändras med intensiteten och ger begränsad förstärkning eller till och med minskad avkastning vid höga intensiteter. Inom plasma- eller partikelvågor uppstår mättnad när wave-particle-interaktioner leder till partikel-trapping eller energidelning som hämmar fortsatt förstärkning. I akustik och mekanik kan materialets icke-linjära respons eller ökad dämpning begränsa vågens tillväxt. I vatten och oceanografi kan energiflödet mellan vågor leda till böl breaking och överföring av energi till små skala, vilket motverkar fortsatt uppbyggnad av större vågor.

Konsekvenserna av vågmättning är bland annat förändrade spektrum och harmoniska innehåll, tidsfördröjningar eller flackare förstärkning i optiska eller elektroniska amplifierare, samt ökad dissipation i fysiska system. För teknik och forskning är förståelsen av mättnad viktigt vid utformning av lasersystem, kommunikationsnätverk, resonatorer och vågutbredningsmodeller.

Se även: nonlinear vågrörelse, mättnad i amplifierare, saturering, våg- och resonatorteori.