Групповой синхронизм - равенство групповых скоростей взаимодействующих в нелинейной среде модулированных (квазимонохроматических)
волн. Модулированные во времени волны эффективно взаимодействуют на сколь угодно
большей длине, если выполнены не только условия фазового синхронизма для
средних частот волновых пакетов, но и условие Г. с., означающее на спектральном
языке, что фазовый синхронизм должен иметь место для всех спектральных компонент
взаимодействующих волн. Однако в диспергирующей нелинейной среде условия Г.
с. в общем случае не выполняются и эффективность нелинейного взаимодействия
модулированных волн существенно зависит от различия групповых скоростей, что
характеризуется т. н. групповой расстройкой .
В нелинейной оптике Г. с. может быть реализован лишь в нек-рых случаях, напр. при вырожденном
по частоте и неколлинеарном трёхчастотном взаимодействии - генерации второй
гармоники (см. Взаимодействие световых волн ).В практических ситуациях
на малых длинах взаимодействия часто можно пренебрегать групповой расстройкой,
считая, что имеет место Г. с., т. е.
. Действительно, если на длине взаимодействия'' l время группового
запаздывания,
(
- длительность импульса или характерное время модуляции соответствующей комплексной
амплитуды), то групповая расстройка несущественна. Такое нелинейное взаимодействие
волн на длинах, меньших характерных длин ,
наз. квазистатическим; при этом модуляция волн приводит к более эффективному
энергообмену между ними, чем взаимодействие монохроматич. волн при одинаковых
средних интенсивностях.
В случае
, групповая расстройка
играет принципиальную роль: процесс нелинейного взаимодействия волн становится
нестационарным и менее эффективным либо вовсе прекращается (см. Нестационарные
нелинейные оптические явления). Для кристаллов дигидрофосфата калия (KDP)и ниобата лития (LiNbO3) в случае нелинейного взаимодействия
обыкновенной осн. волны (=1,06
мкм) и необыкновенной волны второй гармоники значение групповой расстройки
соответственно равно 5,2*10-12 и 1,0*10-13 с/см; для кристаллов
KDP при вырожденном взаимодействии на
=0,53 мкм =2,5*10-12
с/см. T. о., при преобразовании
частоты лазерных импульсов пико- и субпикосекундной длительности нелинейные
оптич. процессы могут быть нестационарными. В случае фемтосекунд-ных световых
импульсов при наличии Г. с. эффективность нелинейного процесса может уменьшаться
из-за расплывания импульса, обусловленного дисперсией групповой скорости.
А. С. Чиркин