Qu’est-ce que la génération de second harmonique (SHG) ?
La génération de second harmonique (SHG) est un phénomène physique qui se produit lorsqu’un faisceau lumineux est converti en un faisceau de lumière de fréquence double en passant à travers un matériau non linéaire. Lorsque deux photons à une fréquence donnée interagissent avec les électrons d’un matériau non linéaire, ils peuvent se combiner pour produire un photon de fréquence double. Ce processus est appelé la génération de second harmonique.
La SHG est importante car elle permet la production de faisceaux laser de haute intensité à des fréquences plus élevées que celles disponibles avec les lasers traditionnels. Elle est également utilisée dans diverses applications, notamment dans la communication optique, l’imagerie médicale, l’analyse des matériaux et la spectroscopie.
Comment fonctionne la SHG ?
La SHG est un phénomène qui dépend de la polarisation du matériau utilisé. Les matériaux non linéaires sont des matériaux qui présentent une réponse optique non linéaire, c’est-à-dire que leur réponse optique n’est pas proportionnelle à l’intensité lumineuse incidente. Les matériaux non linéaires les plus courants sont les cristaux, les fibres optiques et les polymères.
Lorsque la lumière traverse un matériau non linéaire, elle provoque une oscillation des électrons dans le matériau, qui peut entraîner la production d’un champ électrique à une fréquence double de la fréquence d’origine. Ce champ électrique peut alors produire un faisceau laser à une fréquence double de la fréquence d’origine.
Applications de la SHG
La SHG est utilisée dans de nombreuses applications, notamment dans la communication optique, l’imagerie médicale, la spectroscopie et l’analyse des matériaux. Dans la communication optique, la SHG est utilisée pour produire des faisceaux laser à haute intensité pour les communications à longue distance. Dans l’imagerie médicale, elle est utilisée pour produire des images haute résolution de tissus et de cellules. Dans la spectroscopie, elle est utilisée pour l’analyse des matériaux, notamment pour la caractérisation des cristaux et des polymères.
Exemple de la SHG en action
Un exemple de la SHG en action est l’utilisation de cristaux pour produire des impulsions laser à haute intensité. Les cristaux utilisés pour la SHG sont souvent des cristaux de saphir ou de KDP (phosphate de potassium dihydrogène) et sont placés dans un laser à impulsion courte. Lorsque le faisceau laser passe à travers le cristal, il provoque une oscillation des électrons qui produit un champ électrique à une fréquence double de la fréquence d’origine. Ce champ électrique produit alors un faisceau laser à haute intensité à la fréquence double. Cette méthode est utilisée dans les applications de communication optique, d’imagerie médicale et de spectroscopie, ainsi que dans la recherche scientifique.
