Generació de freqüència-suma

La generació de freqüència-suma (SFG) és un procés òptic no lineal de segon ordre basat en la barreja de dos fotons d'entrada a freqüències $\omega _{1}$ i $\omega _{2}$ per generar un tercer fotó a la freqüència $\omega _{3}$. Com amb qualsevol $\chi ^{(2)}$ fenomen òptic en òptica no lineal, això només pot ocórrer en condicions on: la llum interactua amb la matèria, que no té centrosimetria (per exemple, superfícies i interfícies); la llum té una intensitat molt alta (normalment d'un làser pulsat). La generació de suma-freqüència és un "procés paramètric", el que significa que els fotons satisfan la conservació de l'energia, deixant la matèria sense canvis:

$\hbar \omega _{3}=\hbar \omega _{1}+\hbar \omega _{2}$

Generació de segon harmònic

Un cas especial de generació de freqüència suma és la generació de segon harmònic, en què $\omega _{1}=\omega _{2}$ De fet, en física experimental, aquest és el tipus més comú de generació de suma-freqüència. Això és degut al fet que en la generació de segon harmònic només es requereix un feix de llum d'entrada, però si $\omega _{1}\neq \omega _{2}$, es requereixen dos feixos simultanis, cosa que pot ser més difícil d'organitzar. A la pràctica, el terme "generació de suma-freqüència" normalment es refereix al cas menys comú en què $\omega _{1}\neq \omega _{2}$.

Coincidència de fase

Perquè la generació de freqüències sumatòries es produeixi de manera eficient, s'han de complir les condicions d'adaptació de fase:

$\hbar k_{3}\approx \hbar k_{1}+\hbar k_{2}$

on $k_{1},k_{2},k_{3}$ són els nombres d'ona angulars de les tres ones a mesura que viatgen pel medi. (Tingueu en compte que l'equació s'assembla a l'equació de conservació del moment.) A mesura que aquesta condició es compleix amb més precisió, la generació de freqüències sumatòries esdevé cada cop més eficient.

Espectroscòpia de generació de freqüències de suma

L'espectroscòpia de generació de freqüències de suma utilitza dos feixos làser barrejats en una interfície per generar un feix de sortida amb una freqüència igual a la suma de les dues freqüències d'entrada. L'espectroscòpia de generació de freqüències de suma s'utilitza per analitzar superfícies i interfícies, transportant informació complementària a l'espectroscòpia d'infrarojos i Raman.