非線(xiàn)性光學(xué)appt課件-展示頁(yè)
2025-05-21 13:39本頁(yè)面
【正文】 ????????????zzyzxzzyyyxyzxyxxxzzzzzyzzxz y zz y yz y xz x zz x yz x xy z zy z yy z xyyzyyyyyxyxzyxyyxxx z zx z yx z xxyzxyyxyxxxzxxyxxxzyxEEEEEEEEEEEEEEEEEEPPP????????????????????????????????????????????????167。 三、非線(xiàn)性電極化率的性質(zhì) 在（ ）式中，非線(xiàn)性電極化率 是入射光頻率 的函數(shù)，還是新產(chǎn)生頻率的函數(shù)。 兩束單色光入射到非線(xiàn)性介質(zhì)中 設(shè)兩單色平面波為： )c o s ( 11011 zktEE ?? ???)c o s ( 22022 zktEE ?? ???則 ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?)()()2()2()0(21210201202121020120222022011201202022012022120)2(212121)()(c os)()(c os)(2c os21)(2c os21)(21)(???????????????????????????????????????????????PPPPPzkktEEzkktEEzktEzktEEEEEP????????????????（ ） 討論： （ 1）從（ ）式中可以看出，二次非線(xiàn)性電極化中 包含了直流項(xiàng) ，二次諧波項(xiàng) 和 ， 和頻項(xiàng) ，差頻項(xiàng) 。 二次非線(xiàn)性效應(yīng) 由（ ）式中第二項(xiàng)引起的： 2)2(0)2( EP ???一束單色光波入射到介質(zhì)中時(shí) )c o s (0 kztEE ?? ???設(shè)單色平面波： 則 ? ?? ?? ? ? ?)(2c o s121)c o s (20202020)2(kztEkztEP??????????????（ ） 討論： （ 1）從（ ）式中可以看出，電極化強(qiáng)度 中含有頻率為 項(xiàng)，可以輻射出二次諧波 倍頻光。 ? ?3? 三次電極化率，引起三次諧波，雙光子吸收， 四波混頻，光束自聚焦，受激散射等。 （ 2）幾種不同頻率的光同時(shí)入射到介質(zhì)中時(shí)，彼此間不 發(fā)生耦合作用，也不會(huì)產(chǎn)生新的頻率，并滿(mǎn)足疊加 原理，互不干擾。 （ 1）當(dāng)一束單色簡(jiǎn)諧光波入射到介質(zhì)中時(shí) )c o s (0 kztEE ?? ???? ? )c o s (010 kztEP ?? ??? ??單色簡(jiǎn)諧波： 介質(zhì)內(nèi)的電極化強(qiáng)度矢量： ??勞倫茲理論：電耦極矩產(chǎn)生加速度，向外輻射次波。 ??1?0?真空介電系數(shù)。 電極化強(qiáng)度矢量 P 當(dāng)介質(zhì)受到電場(chǎng)作用時(shí)，組成介質(zhì)的原子或分子、 離子內(nèi)的束縛電子與電子荷之間的距離（相對(duì)平衡位 置）發(fā)生了變化，產(chǎn)生感應(yīng)電偶極矩，介質(zhì)單位體積內(nèi) 的感應(yīng)電偶極矩之和介質(zhì)的電極化強(qiáng)度矢量 P。 167。 二十世紀(jì)六十年代主要進(jìn)行了二次諧波產(chǎn)生、和頻、差頻、雙光子吸收、受激喇曼散射、受激布里淵散射、光參量振蕩、自聚焦、光子回波、自感應(yīng)透明等非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象的觀察和研究； 非線(xiàn)性光學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段 二十世紀(jì)七十年代人們更深入地研究了上述現(xiàn)象，并進(jìn)行了自旋反轉(zhuǎn)受激喇曼散射、光學(xué)懸浮、消多普勒加寬、雙光子吸收光譜技術(shù)、相干反斯托克斯喇曼光譜學(xué)、非線(xiàn)性光學(xué)相位共軛技術(shù)、光學(xué)雙穩(wěn)效應(yīng)等非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象的研究； 二十世紀(jì)八十年代，倍受人們注意的非線(xiàn)性光學(xué)新研究課題是光學(xué)分叉和混沌、光的壓縮態(tài)、多光子原子電離現(xiàn)象等。 1962年，布盧姆伯根等人對(duì)光學(xué)混頻進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的理論 工作。 二、非線(xiàn)性光學(xué)的發(fā)展 1961年，弗蘭肯（ Franken）等人，將紅寶石激光器發(fā) 出的約為 3kW的 ，觀 察到了紅寶石激光的 。 （ 3）光與物質(zhì)相互作用的現(xiàn)象 非線(xiàn)性光學(xué)學(xué)科定義 在強(qiáng)光場(chǎng)與物質(zhì)相互作用時(shí)，出現(xiàn)了非線(xiàn)性電極化效應(yīng)和它引起的一些新的光學(xué)現(xiàn)象和光學(xué)效應(yīng)。 自聚焦。 （ 2）光與物質(zhì)相互作用的基本規(guī)律 E折射、散射、吸收等與光場(chǎng)呈線(xiàn)性關(guān)系 （ 3）光與物質(zhì)相互作用的現(xiàn)象 非線(xiàn)性光學(xué)： 強(qiáng)光場(chǎng)與物質(zhì)相互作用，物質(zhì)與 光場(chǎng)呈非線(xiàn)性效應(yīng)關(guān)系 （ 1）強(qiáng)光與物質(zhì)相互作用的基本理論 強(qiáng)光入射到介質(zhì)中時(shí)，電極化強(qiáng)度矢量 與光場(chǎng) 之間不再成簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系，而是成更一般的冪級(jí)數(shù)關(guān)系： PE? ? ? ? ? ? ????? 33221 EEEP ??? 單一頻率的強(qiáng)光入射到特定介質(zhì)中 ，可產(chǎn)生倍頻輻射， 不同頻率的光同時(shí)入射時(shí)，可通過(guò)介質(zhì)彼此發(fā)生耦合作用，并在新頻率處產(chǎn)生混頻輻射，麥?zhǔn)戏匠探M是非線(xiàn)性微分方程組，包含 的高次方項(xiàng)。 167。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)光頻 相干電磁輻射的產(chǎn)生手段、控制能力及其與物質(zhì) 相互作用規(guī)律的認(rèn)識(shí)，均達(dá)到了一個(gè)新的階段。非線(xiàn)性光學(xué) 全 薇 第一章 非
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