非線性光學(xué)-免費(fèi)閱讀
【正文】 0/ ?dTdn2020/6/30 從細(xì)絲區(qū)發(fā)射出來(lái)的光呈現(xiàn)出很強(qiáng)的譜加寬。通過(guò)自身調(diào)節(jié)，后向受激布里淵散射使透射的激光功率剛好保持在自聚焦的閾值之下，運(yùn)動(dòng)的焦點(diǎn)或細(xì)絲也就被終止了。 n?2020/6/30 導(dǎo)致在非線性介質(zhì)內(nèi)自聚焦 的激光光束波前畸變的示意圖 2020/6/30 條件：僅當(dāng)自聚焦強(qiáng)于衍射 (反比于光束半徑的平方 )。 ccAAACAAABAAAFP NL .])()()([21 *3211*322*31)3( ??????? ??????????2020/6/30 四波混頻的光柵解釋 k1 k 2 k 3 k 4 = k 3 k1 k 2 k 3 k 4 k 1 k 2 k 3 k 4 2020/6/30 光場(chǎng)感應(yīng)的雙折射 一束有足夠強(qiáng)度的激光束能夠使介質(zhì)的折射率發(fā)生明顯的變化 ， 這種折射率的變化反過(guò)來(lái)又影響光束在該介質(zhì)中的傳播 ， 從而導(dǎo)致一類在性質(zhì)上不同于光學(xué)混頻或波的非線性衰減的新的非線性效應(yīng) 。 雙光子吸收已成為一個(gè)很有價(jià)值的光譜技術(shù) ， 作為對(duì)線性吸收光譜學(xué)技術(shù)的補(bǔ)充 。 ）（ EEtcnE ??? rtr??22022222???????2020/6/30 （ 3） 受激布里淵散射過(guò)程的耦合波方程組： 這是有關(guān)受激布里淵散射過(guò)程理論分析的基本方程。在受激布里淵散射中，它是電致伸縮效應(yīng)引起的；在受激喇曼散射中則是由分子內(nèi)部的振動(dòng)所引起的。只是把介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的頻率變?yōu)椋? 132 ??? ?? 從解的表達(dá)式中可看出 ， 該紅外產(chǎn)生的效率是很低的 ， 與輸出頻率的平方成正比 。 2020/6/30 共線相位匹配： 為了避免因有效光束截面引起光束有效相互作用長(zhǎng)度的減少，要求泵浦波和產(chǎn)生波的共線傳輸。 2020/6/30 和頻產(chǎn)生 和頻產(chǎn)生：頻率為 和 的激光束在非線性晶體中相互作用，產(chǎn)生非線性極化強(qiáng)度 。 寫出非線性極化強(qiáng)度后，帶入耦合波方程就可討論諸如二次諧波，和頻、差頻，三次諧波，四波混頻等非線性光學(xué)過(guò)程。(,。 2020/6/30 6 1. 非線性光學(xué)的基本原理及其耦合波方程組 2. 二階非線性極化率引起的非線性光學(xué)效應(yīng) a. 電光和磁光效應(yīng)， b. 光學(xué)整流和光場(chǎng)感應(yīng)磁化 c. 和頻產(chǎn)生、諧波產(chǎn)生以及差頻產(chǎn)生 d. 參量放大和振蕩 主要內(nèi)容 2020/6/30 7 3. 三階非線性極化率引起的非線性光學(xué)效應(yīng) a. 受激散射效應(yīng) b. 雙光子吸收 c. 四波混頻 d. 光場(chǎng)感應(yīng)的雙折射 e. 自聚焦、自相位調(diào)制以及自散焦 2020/6/30 8 Classical Description of Susceptibility )(??167。 《 光電子學(xué)導(dǎo)論 》 ， 參考書目 2020/6/30 3 Introduction . .. .. .)3(0)2(0)1(0 ??????? EEEEEEP ??????? ???????(1)即為線性極化率 ， 描述線性光學(xué)特性； ?(2)和 ?(3)分別表示二階和三階非線性極化率 。前一個(gè)過(guò)程遵循物質(zhì)的本構(gòu)方程，而后一個(gè)方程遵循麥克斯韋方程。),。),。 2020/6/30 光學(xué)整流和光場(chǎng)感應(yīng)變化 光學(xué)整流：指強(qiáng)光束在非線性介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生靜電極化。在單軸晶體內(nèi)，對(duì)于在垂直于光軸的平面內(nèi)的和頻產(chǎn)生來(lái)說(shuō)，是可以使這種逸散效應(yīng)減到最小，這稱作 90186。在可忽略泵浦場(chǎng)損耗的范圍內(nèi)，三次諧波產(chǎn)生的理論也和和頻理論類似。 參量振蕩： 由放在光學(xué)諧振腔內(nèi)的非線性光學(xué)晶體組成，可以提高參量放大的總增益，但閾值較高。 2020/6/30 受激布里淵散射的基本理論 （ 1） 強(qiáng)光作用下介質(zhì)的聲波場(chǎng)方程 方程是存在電致伸縮效應(yīng)情況下 ， 介質(zhì)內(nèi)彈性聲波場(chǎng)運(yùn)動(dòng)所引起的介質(zhì)密度隨空間和時(shí)間的起伏變化所滿足的波動(dòng)方程 。 產(chǎn)生共軛波的“介質(zhì)”稱為“相位共軛鏡”（ PCM）。 第二項(xiàng)表示與相干涉在介質(zhì)中形成體光柵 ， 這個(gè)光柵用讀出 。 如果光場(chǎng)感應(yīng)的折射率變化 是正的，具有較高強(qiáng)度的光束中心部分所經(jīng)受到的折射率應(yīng)比其邊緣部分所經(jīng)受到的折射率大，因此，光束中心部分傳播的速度比邊緣部分的低，從而，當(dāng)光束在介質(zhì)中傳播時(shí)，光束原來(lái)的平面波前逐漸地畸變得越來(lái)越厲害。特別是在吸收介質(zhì)中，由于介質(zhì)通過(guò)光吸收而被加熱引起一個(gè)正的： 如果溫度上升使增大，且 為正值，則可能產(chǎn)生自聚焦，即稱為熱自聚焦。從物理上來(lái)看，自散焦類似于自聚焦，差別是波前畸變被倒轉(zhuǎn)了。如果 為負(fù)值，相反可能會(huì)導(dǎo)致脈沖的前沿變陡的現(xiàn)象。但它不是一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，吸收或散射引起激光 功率的任何很小的衰減就可破壞自聚焦和衍射之間的平衡。該細(xì)絲對(duì)應(yīng)著運(yùn)動(dòng)焦點(diǎn)的軌跡，其直徑對(duì)應(yīng)著焦點(diǎn)的直徑，而細(xì)絲強(qiáng)度對(duì)應(yīng)著聚焦區(qū)域內(nèi)的強(qiáng)度。當(dāng)頻率為 的探測(cè)場(chǎng)通過(guò)長(zhǎng)度為 l 的介質(zhì)后，它的 x和 y分量經(jīng)受到一個(gè)相對(duì)相差： 這一相差改變了探測(cè)光束的偏振態(tài)。簡(jiǎn)并四波混頻就是參與混頻的各個(gè)波的頻率相同。 強(qiáng)光作用下，密度起伏和溫度起伏的運(yùn)動(dòng)方程： ? ? )]([)(212)()(*21*212202202222TEETETvtvtT????????????????????????r?pp??r?rr??2020/6/30 ? ? *210*2120)(1)1()(EtETTEnctCTtCTvTv??????????????????r?pp?r???r將 TETEP NL ??????2201 )
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