非線(xiàn)性光學(xué)appt課件-wenkub
2023-05-27 13:39:22 本頁(yè)面
【正文】 、光參量振蕩、自聚焦、光子回波、自感應(yīng)透明等非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象的觀(guān)察和研究； 非線(xiàn)性光學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段 二十世紀(jì)七十年代人們更深入地研究了上述現(xiàn)象，并進(jìn)行了自旋反轉(zhuǎn)受激喇曼散射、光學(xué)懸浮、消多普勒加寬、雙光子吸收光譜技術(shù)、相干反斯托克斯喇曼光譜學(xué)、非線(xiàn)性光學(xué)相位共軛技術(shù)、光學(xué)雙穩(wěn)效應(yīng)等非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象的研究； 二十世紀(jì)八十年代，倍受人們注意的非線(xiàn)性光學(xué)新研究課題是光學(xué)分叉和混沌、光的壓縮態(tài)、多光子原子電離現(xiàn)象等。 電極化強(qiáng)度矢量 P 當(dāng)介質(zhì)受到電場(chǎng)作用時(shí)，組成介質(zhì)的原子或分子、 離子內(nèi)的束縛電子與電子荷之間的距離（相對(duì)平衡位 置）發(fā)生了變化，產(chǎn)生感應(yīng)電偶極矩，介質(zhì)單位體積內(nèi) 的感應(yīng)電偶極矩之和介質(zhì)的電極化強(qiáng)度矢量 P。 （ 1）當(dāng)一束單色簡(jiǎn)諧光波入射到介質(zhì)中時(shí) )c o s (0 kztEE ?? ???? ? )c o s (010 kztEP ?? ??? ??單色簡(jiǎn)諧波： 介質(zhì)內(nèi)的電極化強(qiáng)度矢量： ??勞倫茲理論：電耦極矩產(chǎn)生加速度，向外輻射次波。 ? ?3? 三次電極化率，引起三次諧波，雙光子吸收， 四波混頻，光束自聚焦，受激散射等。 兩束單色光入射到非線(xiàn)性介質(zhì)中 設(shè)兩單色平面波為： )c o s ( 11011 zktEE ?? ???)c o s ( 22022 zktEE ?? ???則 ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?)()()2()2()0(21210201202121020120222022011201202022012022120)2(212121)()(c os)()(c os)(2c os21)(2c os21)(21)(???????????????????????????????????????????????PPPPPzkktEEzkktEEzktEzktEEEEEP????????????????（ ） 討論： （ 1）從（ ）式中可以看出，二次非線(xiàn)性電極化中 包含了直流項(xiàng) ，二次諧波項(xiàng) 和 ， 和頻項(xiàng) ，差頻項(xiàng) 。 ?P? E?E? ?)1(? ：二階張量， )2(? ：三階張量， 2)2(0)2( EP ???極化強(qiáng)度矢量 與入射光場(chǎng) 之間的關(guān)系： P? E?改寫(xiě)為： ??jkkjijki EEP????0)2(zyxkji , ?， ???????????????????????????????????????????????????????????????zzyzxzzyyyxyzxyxxxzzzzzyzzxz y zz y yz y xz x zz x yz x xy z zy z yy z xyyzyyyyyxyxzyxyyxxx z zx z yx z xxyzxyyxyxxxzxxyxxxzyxEEEEEEEEEEEEEEEEEEPPP????????????????????????????????????????????????167。 1. 瞬態(tài)三波耦合波方程組 當(dāng)參與非線(xiàn)性光學(xué)過(guò)程的激光脈沖為超短脈沖（脈沖寬度小于 ）時(shí)，必須考慮光波場(chǎng)振幅隨時(shí)間 t 的變化。說(shuō)明在與傳播方向垂直的平面上， 光子流密度的增加量等于 光子能流密度的增加量，也等于 光 子能流密度的減少量；在無(wú)損耗非線(xiàn)性介質(zhì)內(nèi)的三波耦合過(guò)程中，每產(chǎn)生一個(gè) 光子，必定同時(shí)產(chǎn)生一個(gè) 光子，同時(shí)湮滅一個(gè) 光子；或反 之，一個(gè) 光子和一個(gè) 光子合成一個(gè) 光子；或一個(gè) 光子分裂為一個(gè) 光子和一個(gè) 光子。 , 和 的激光混頻可獲得 的三次諧波和 的五次諧波激光。 0?z03 ?E?對(duì)（ ）式積分有： ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?1e x pe x pe x p212232302122323021223233??????????kLiEEckkdzkziEEckidzkziEEckiELL?????????????cncnncTk 333333332/22 ?????? ????（ ） （ ） ? ? ? ?? ?1e x p212333 ???? kLiEEcknE????? （ ） 頻率為 的光強(qiáng)為： 3? 222212223223*33322s in??????????????????? ???kLkLEEL
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