激光倍頻技術(shù)與原理-資料下載頁
【導(dǎo)讀】光是一種電磁波，在介質(zhì)中傳播時(shí)，先將介質(zhì)內(nèi)部的電偶。光在介質(zhì)中的相速度為c/n<c，正是反映了輻射。在介質(zhì)內(nèi)部，電磁場(chǎng)E與極化P互為因果，有下面函數(shù)關(guān)系：。第一項(xiàng)是線性極化，包括了線性光學(xué)的內(nèi)容。當(dāng)時(shí)，第二項(xiàng)的作用逐漸增強(qiáng)，即隨著電場(chǎng)E的。應(yīng)，對(duì)應(yīng)的非線性效應(yīng)為：SHG，SFG，DFG，OPO…第三項(xiàng)對(duì)應(yīng)更高的非線性光學(xué)效應(yīng):THG,SRS,SBS,FWM,...在介質(zhì)中，總的極化強(qiáng)度為P=PL+PNL，可分為線性極化PL. 和非線性極化PNL。間有能量轉(zhuǎn)移，即光波之間有耦合作用。由Maxwell方程組可以推導(dǎo)出相應(yīng)的波耦合方程組，對(duì)于二。一個(gè)光電場(chǎng)的變化與其它兩個(gè)光電場(chǎng)乘積有關(guān)，非獨(dú)立傳。當(dāng)deff=0時(shí)，E1,2,3=const，獨(dú)立傳播，無吸收。1961年由Franken等人進(jìn)行的紅寶石激光倍頻的實(shí)。驗(yàn)，標(biāo)志著對(duì)非線性光學(xué)進(jìn)行廣泛實(shí)驗(yàn)和理論研究的開端。有商品化的器件和裝置，目前獲得非常廣泛的應(yīng)用。相位匹配條件及其意義。從原點(diǎn)O引矢徑方向與K平行，取矢徑長度r=n，n為與K對(duì)應(yīng)的光波。對(duì)于各向異性晶體，由于存在雙折射，不同偏振態(tài)的光電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的
【正文】 ? 2ccL z L??23 （ QPM） ? (3) 準(zhǔn)相位匹配的特點(diǎn) ? (a) 準(zhǔn)相位匹配不同于補(bǔ)償色散的角度相位匹配方法。由于不采用雙折射效應(yīng)，對(duì)光波的偏振狀態(tài)無特別要求，相當(dāng)于提高了基頻光的利用率，不存在嚴(yán)重的光孔效應(yīng)和相位失配問題。 (b) 準(zhǔn)相位匹配沒有 Ⅰ 類與 Ⅱ類方式之分。對(duì)于有效非線性系數(shù)的選取，不受和的限制，可以在非線性極化矩陣中挑選出大分量的，以其所對(duì)應(yīng)的空間方向接受基頻光，從而獲得大的倍頻光強(qiáng)。 ? (c) 對(duì)于在某一波長范圍有大的非線性系數(shù)，但雙折射很小的材料，在不能實(shí)現(xiàn)角度相位匹配時(shí)，可采用準(zhǔn)相位匹配進(jìn)行倍頻，擴(kuò)大了材料的選取范圍和相應(yīng)的倍頻波段。 ? (d) 準(zhǔn)相位匹配所采用的材料為“聚片多疇”的鐵電晶體，相鄰的三階非線性極化張量反號(hào)，而與之相應(yīng)的二階極化張量不變，因此，線性光學(xué)性質(zhì)也不變。 24 （ QPM） 用于 QPM的超晶格材料，白色與黑色區(qū)域的寬度 都為 LC，而有效非線性系數(shù)反號(hào) ( 2 1 )2e f f ce f fe f f cd z n Ldd z n L? ? ??? ????25 （ QPM) ? 介質(zhì)長度 L=NLc， N是正整數(shù)。在此條件下，出射的倍頻光電場(chǎng)為 22 2023220 2 ( 1 )22( ) ( ) [ ( ) ]4 cc c c cc c cNLi k ze ffL L L N Le ff i K zL L N Le ffciE L E d z e dzncidE e dzncdE N Lnc?? ?????????????? ? ? ? ???? ? ? ?26 ? 在角度相位匹配中，基頻光與倍頻光在晶體中必須取特定的偏振方向，o偏振， e偏振實(shí)現(xiàn)相位匹配，所以同一類晶體對(duì)于不同的匹配方式其有效非線性系數(shù)是不同的，它是 的函數(shù)。單位矢量應(yīng)當(dāng)與特定的偏振態(tài)一致，對(duì)于單軸晶體對(duì)應(yīng)為 o光或 e光的單位矩陣 。 ,??sinc os0oa??????????????co s co sco s s i nsinea??????????????????( 2 ):2ef f i j kd a a a???27 28 各類匹配方式的有效非線性系數(shù) [ ] :e il o oe ffd a d a a??Ⅰ 負(fù)[ ] :e f f o i l e ed a d a a??Ⅰ 正[ ] :e i l e oe f fd a d a a??負(fù)[ ] :e f f o i l e od a d a a??Ⅱ 正29 ? 其中 : 22sinc o s000sin 2ooaa???????????? ?????????????222222c os c osc os si nsi nsi n 2 si nsi n 2 c osc os si n 2eeaa???????????????????? ??????????????1c o s s i n 221c o s s i n 220s i n c o ss i n s i nc o s c o s 2eoaa?????????????????????????????????????30 ? 例如，對(duì) KDP類負(fù)單軸晶體 1425360 0 0 0 0[ ] 0 0 0 0 00 0 0 0 0ildddd?????????? ? 36360c os c os , c os si n , si n 0 si n si n 2si n 2e ffddd? ? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ??????Ⅰ負(fù)得 Ⅰ 類匹配方式的有效非線性系數(shù) 31 32 33 34 35 36
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