Четвертая гармоника может быть получена в результате удвоения частоты второй гармоники. Для этого можно воспользоваться оптической схемой (рис. 9.9).
Поляризованное лазерное излучение, имеющее частоту , сначала проходит через кристалл К-1, в котором генерируется вторая гармоника; при последующем прохождении второй гармоники через кристалл К-2 генерируется четвертая гармоника. Между кристаллами находится фильтр 2, пропускающий излучение на частоте и не пропускающий излучение на частоте . Плоскости главного сечения кристаллов взаимно перпендикулярны.
Предположим, что излучение на частоте поляризовано перпендикулярно к плоскости рисунка. В этом случае оптическая ось кристалла К-1 должна находиться в плоскости рисунка, тогда как оптическая ось кристалла К-2 должна находиться в плоскости, перпендикулярной к плоскости рисунка. В кристалле К-1 излучение на частоте есть обыкновенная волна, а излучение на частоте – необыкновенная волна. В кристалле К-2 излучение на частоте есть обыкновенная волна, а излучение на частоте – необыкновенная волна.
Следует иметь в виду, что с возрастанием порядка гармоники очень быстро падает ее мощность. Так, если эффективность преобразования во вторую гармонику составляет 20 %, то эффективность преобразования в четвертую гармонику (см. рис.9.9) составит не более 4 %. Это означает, что отношение мощности четвертой гармоники к мощности исходного лазерного излучения равно всего лишь 0,04.