Phasenkonjugation, die Umwandlung einer Welle mit einer (normalerweise ortsabhängigen) Phase ϕ in eine Welle mit der dem Vorzeichen nach entgegengesetzten Phase ϕ'=-ϕ. Eine P. kann mit geeigneten optischen Elementen vorgenommen werden, z.B. mit Kristallen, die einen elektrooptischen Effekt zeigen (adaptive Optik). Dabei ist allerdings eine vorherige Phasenmessung und deren Auswertung zur Ableitung von Steuersignalen für die phasenkonjugierenden Elemente erforderlich.

Eine automatische P. läßt sich mit Mitteln der nichtlinearen Optik verwirklichen. Vorzugsweise wird hierfür die Vierwellenmischung verwendet, die den Vorteil hat, daß die Welle bei der Reflexion zugleich verstärkt werden kann. Zur nichtlinearen P. eignen sich unter anderem auch die Differenzfrequenzerzeugung, die stimulierte Brillouin-Streuung und der photorefraktive Effekt.

An einem phasenkonjugierenden Spiegel wird eine einfallende Welle in sich reflektiert, wobei gleichzeitig die Phase ihr Vorzeichen wechselt (Abb.). Es findet somit eine Umkehr der Wellenfront statt. Dieser Effekt kann zur Korrektur der Wellenfrontdeformation genutzt werden, die ein Lichtbündel beim Durchgang durch ein phasenverzerrendes Medium erfährt. Läßt man das Bündel nach Passieren des Mediums von einem phasenkonjugierenden Spiegel reflektieren und durch das Medium zurücklaufen, so wird die Wellenfrontdeformation vollständig rückgängig gemacht. Die Tatsache, daß ein phasenkonjugierender Spiegel eine divergierende Kugelwelle in eine konvergierende verwandelt (Abb.), macht eine linsenlose Abbildung möglich. Angesichts der Kompliziertheit photolithographischer Objektive ist ein solches Verfahren besonders für die Photolithographie von Interesse. Dafür sind dann allerdings die Ansprüche an den für die Verwirklichung der P. erforderlichen Laser sehr hoch.

Die Anwendungen der P. liegen vor allem in der adaptiven Optik.

Phasenkonjugation: Reflexion an einem gewöhnlichen (a) und einem phasenkonjugierenden Spiegel (b).