非線性光學(編輯修改稿)
2025-06-30 00:36 本頁面
【文章內容簡介】 2p/n (n=1,2,3,4,6） 2） n度 象轉軸 —— q=2p/n, 中心反演 變換矩陣：中心變換 鏡象變換 轉動變換 ????????????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 光波在非線性介質內的傳播 NLPtEtEtE????22022002?????????? ???s? 耦合波方程的右邊就是非線性驅動源，它在方程中反映了介質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過程。 2020/6/30 電光和磁光效應 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的原因?？梢园堰@些效應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混頻效應。 電光效應：由外加電場感應的離子或分子運動和電子云畸變所產生的，將會引起介質的折射率的變化，從而會在介質中引起一定的相移。 磁光效應：使通過介質的光束的線偏振發(fā)生旋轉，在低場范圍，這種旋轉正比于磁場，即法拉第效應。 2020/6/30 光學整流和光場感應變化 光學整流：指強光束在非線性介質內產生靜電極化。可以直接從非線性極化強度看出： )()(:)0()0( *)2()2( ????? EEP ???實際上，光學整流是逆電光效應。 光場感應變化：入射光在介質內感應出一個靜磁化，并稱它為逆磁光效應。 2020/6/30 和頻產生 和頻產生：頻率為 和 的激光束在非線性晶體中相互作用，產生非線性極化強度 。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 的泵浦波轉移到頻率為 的生成波，在和頻產生中必須滿足能量和動量守恒，即： 后一關系式指出，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生。 1? 2?)( 213)2( ??? ??P3?1?213 ??? ?? 213 kkk ??3?2?2020/6/30 對具有高轉換效率的和頻產生來說，一般滿足條件：1） 耦合波是共線相位匹配； 2) 介質幾乎無損耗； 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，導致光線的“逸散”減小了相互作用長度。在單軸晶體內，對于在垂直于光軸的平面內的和頻產生來說，是可以使這種逸散效應減到最小，這稱作 90186。相位匹配。 光束質量和晶體質量的好壞也會影響轉換效率。 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 諧波產生 諧波產生是光學混頻的一種特例。二次諧波產生的理論完全遵循和頻產生的理論，條件為： ??? ?? 21 ?? 23 ?在具有反演對稱性的晶體中，二次諧波產生在電偶極矩近似下是
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