非線性光學(xué)(編輯修改稿)
2025-06-30 00:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2p/n (n=1,2,3,4,6） 2） n度 象轉(zhuǎn)軸 —— q=2p/n, 中心反演 變換矩陣：中心變換 鏡象變換 轉(zhuǎn)動變換 ????????????1000c o ss i n0s i nc o sqqqqzT2?m n/2pq ?2020/6/30 三、極化率的對稱變化 ???????????????????????deETTdeETdeEtPtimumtimumtiuu?????????????)()()()()1(0)1(0)1(0)1()1(1)1()1()1( )( ???????? ???? umummumu TTTT ???? ?)2()2()2(unllnumunl TT ??? ?? ???2020/6/30 )1(1)1(1)1()1()1( )( ????? ??????? ????? ?? TTTTTT mummumu??????????????????????????????????????1000010101000100011000010104T???????????????????????33111212111433323123222113121140000??????????????TT??????????? ??3311110000002???T?????????????1000100012T24類型 2020/6/30 四、二階極化率的常用形式 16212121212121212121633635343332312625242322211615141312110)2()()()()()()()()()()()()()()()()()()(???????????????????????????????????????????????????????xyyxzxxzyzzyzzyyxxEEEEEEEEEEEEEEEEEEddddddddddddddddddP2020/6/30 光波在非線性介質(zhì)內(nèi)的傳播 NLPtEtEtE????22022002?????????? ???s? 耦合波方程的右邊就是非線性驅(qū)動源，它在方程中反映了介質(zhì)中各光波之間的耦合作用。 寫出非線性極化強度后，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)過程。 2020/6/30 電光和磁光效應(yīng) 外加的電場或磁場能引起材料折射率的變化 是造成許多電光和磁光效應(yīng)的原因。可以把這些效應(yīng)看成是在一個場分量頻率為零或接近零的極限情況下的非線性光學(xué)混頻效應(yīng)。 電光效應(yīng)：由外加電場感應(yīng)的離子或分子運動和電子云畸變所產(chǎn)生的，將會引起介質(zhì)的折射率的變化，從而會在介質(zhì)中引起一定的相移。 磁光效應(yīng)：使通過介質(zhì)的光束的線偏振發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在低場范圍，這種旋轉(zhuǎn)正比于磁場，即法拉第效應(yīng)。 2020/6/30 光學(xué)整流和光場感應(yīng)變化 光學(xué)整流：指強光束在非線性介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生靜電極化?？梢灾苯訌姆蔷€性極化強度看出： )()(:)0()0( *)2()2( ????? EEP ???實際上，光學(xué)整流是逆電光效應(yīng)。 光場感應(yīng)變化：入射光在介質(zhì)內(nèi)感應(yīng)出一個靜磁化，并稱它為逆磁光效應(yīng)。 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)生非線性極化強度 。該極化強度是振動偶極矩的集合，起著頻率為 的輻射源的作用。為了使能量有效地從頻率 和 的泵浦波轉(zhuǎn)移到頻率為 的生成波，在和頻產(chǎn)生中必須滿足能量和動量守恒，即： 后一關(guān)系式指出，和頻輻射在由所確定的所謂相位匹配方向上能夠最有效地產(chǎn)生。 1? 2?)( 213)2( ??? ??P3?1?213 ??? ?? 213 kkk ??3?2?2020/6/30 對具有高轉(zhuǎn)換效率的和頻產(chǎn)生來說，一般滿足條件：1） 耦合波是共線相位匹配； 2) 介質(zhì)幾乎無損耗； 3) 慢變振幅近似成立。 另外，對非尋常光波，波的傳播方向和光線的傳播方向不一致，導(dǎo)致光線的“逸散”減小了相互作用長度。在單軸晶體內(nèi)，對于在垂直于光軸的平面內(nèi)的和頻產(chǎn)生來說，是可以使這種逸散效應(yīng)減到最小，這稱作 90186。相位匹配。 光束質(zhì)量和晶體質(zhì)量的好壞也會影響轉(zhuǎn)換效率。 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度的減少，要求泵浦波和產(chǎn)生波的共線傳輸。 0321 ????? kkkk用折射率來表示，可改寫為： 0)]()([)]()([ 232131 ???? ?????? nnnn通常有兩類： I類， 和 都是尋常折射率或非尋常折射率； II類， 或 是尋常折射率。 相位匹配來源于色散，若介質(zhì)中不存在色散，因而就不存在相位匹配問題。 )( 1?n)( 1?n)( 2?n)( 2?n2020/6/30 諧波產(chǎn)生 諧波產(chǎn)生是光學(xué)混頻的一種特例。二次諧波產(chǎn)生的理論完全遵循和頻產(chǎn)生的理論，條件為： ??? ?? 21 ?? 23 ?在具有反演對稱性的晶體中，二次諧波產(chǎn)生在電偶極矩近似下是
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1