Генерация второй гармоники в поверхностном слое диэлектрической сфероидальной частицы: II. Анализ решения

Abstract

Векторы, используемые в решении задачи о генерации второй гармоники в поверхностном слое диэлектрической сфероидальной частицы, в явном виде выражены через базисные векторы сферической, цилиндрической и декартовой систем координат. Построены трехмерные диаграммы направленности, характеризующие пространственное распределение генерируемого излучения в дальней зоне и его поляризацию. Выявлено, что при малом размере сфероидальной частицы диаграмма направленности, обусловленная каждой из некиральных компонент тензора нелинейной диэлектрической восприимчивости, имеет свою индивидуальную форму. Пропорциональное увеличение линейных размеров частицы приводит к выделению на диаграмме направленности нескольких направлений преимущественного излучения с высокой направленностью. Если возбуждающее излучение имеет линейную поляризацию, то обусловленное одной (любой) из независимых компонент тензора генерируемое излучение также линейно поляризовано. Для используемых в решении функций обнаружены математические свойства, характеризующие пространственное распределение генерируемого излучения в дальней зоне, и свойства, связанные с заменой параметров задачи. Выявлена связь между симметриями диаграмм направленности излучения удвоенной частоты и указанными свойствами. Обнаружены условия, при которых генерация излучения не происходит, и условия, при которых генерируемое излучение имеет линейную поляризацию. Упомянутые условия связаны с особенностями пространственного распределения генерируемого излучения и его поляризацией, проиллюстрированными на диаграммах направленности. Предложены методы оценки независимых компонент тензора нелинейной диэлектрической восприимчивости с использованием указанных условий.