激光頻率變換技術ppt課件(編輯修改稿)
2025-01-31 20:29 本頁面
【文章內容簡介】 從而得倍頻光波的強度為 keEdLEkLie f f ???? ? 1)0()( 21212?*22202 21 EEI ??)2/(s i n)0(21)( 2241221202 kLcLEdLI e f f ????? 基頻光波的光強 ? 得 ? 基頻光波到倍頻光波的轉換效率為 *11101 21 EEI ??)2/(s i n)0(2)( 222121232122 kLcLIdnLI e f f ???)2/(s i n)0(2 2212212312 kLcLIdnnc e f fSH G ?????結論 ?①倍頻轉換效率正比于入射的基頻光波的光強，輸出的倍頻光波的光強正比于基頻光波的光強的平方。 ?②倍頻轉換效率正比于有效倍頻極化系數的平方，為了提高倍頻轉換效率，需選用非線性極化系數大的非線性介質。 ?③實現(xiàn)相位匹配的條件下倍頻轉換效率最高 ?④倍頻轉換效率正比于包含 L的 sinc函數的平方，倍頻效率與非線性晶體的長度有關． ２．相干長度 相位匹配： 相位失配程度：相干長度 倍頻轉換效率隨 L呈周期性變化，當 倍頻效率達到第一個極大值 相干長度：倍頻效率達到第一個極大值所對應的長度 )2/(s i n022 kLcLkSH G ?????2/2/ ??? kL)(42 12112 nnkkkL c?????? ??? 3. 倍頻過程中的相位匹配 相位匹配 各向同性介質無法實現(xiàn) 各向異性介質 實現(xiàn)相位匹配的方法 (1)角度相位匹配 使參與非線性相互作用的光波在非線性介質的某個特定方向上傳播 ,該方向上基頻光波和倍頻光波的折射率相同 02 12 ???? kkk212 kk ?21 nn ?（ 2）倍頻離散效應及溫度相位匹配 倍頻離散效應：基頻光和倍頻光所對應的光線方向不一致的現(xiàn)象 倍頻過程中的能量守恒和動量守恒 ? 量子力學觀點 211211211kkkkkk???????????? ??? 光學倍頻的實驗系統(tǒng) ? ? ①不具有對稱性 ? ②具有較大的非線性極化系數 ? ③能以一定的方式實現(xiàn)相位匹配 ? ④所選用的非線性晶體應對基頻光和倍頻透明 ? ⑤為了使倍頻晶體能夠承受足夠的基頻入射功率 ,要求晶體的抗破壞閾值要盡可能高 三部分組成 : ① 產生基頻光波的激光器 ②倍頻晶體 ③相位匹配系統(tǒng) 光學和頻與差頻效應 ? 和頻（頻率上轉換） ? 差頻（頻率下轉換） ? 擴大激光器的頻譜范圍 ? 例：可見光或近紅外激光 紫外波段的激光 ? 利用近紅外波段激光的泵譜將中紅外波段的激光變換成近紅外區(qū)域或可見光區(qū)域的光波 . ? 差頻 :可見光 中紅外 ? 中紅外 遠紅外 強信號光 (泵譜光 )\弱信號光 ? 假設三束光波均沿 z軸傳播的平面波，則和頻效應的耦合波振幅方程為： ? 假設在非極化過程中泵譜光的強度基本不變，且滿足相位匹配條件，則 kzikzikziezEzEikzzEezEzEikzzEezEzEikzzE????????????????)()()()()()()()()(2133*1322*23112131 3,2,1,4kkkkldk ef fll?????? ?)()0()()0()()(2133*1322zEEikzzEEzEikzzE????????)0()( 11 EzE ?有效極化率 ? 解方程組可得 ? 則 ? 利用邊界條件 ? 得 ? 和頻光波的振幅 ? )()0()0()( 311*3223
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