非线性光学(编辑修改稿)

非线性光学(编辑修改稿)内容摘要：

2p/n (n=1,2,3,4,6） 2） n度 象转轴 —— q=2p/n, 中心反演 变换矩阵：中心变换 镜象变换 转动变换 1000c o ss i n0s i nc o sqqqqzT2m n/2pq 2020/6/30 三、极化率的对称变化 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类型 2020/6/30 四、二阶极化率的常用形式 16212121212121212121633635343332312625242322211615141312110)2()()()()()()()()()()()()()()()()()()(xyyxzxxzyzzyzzyyxxEEEEEEEEEEEEEEEEEEddddddddddddddddddP2020/6/30 光波在非线性介质内的传播 NLPtEtEtE22022002 s 耦合波方程的右边就是非线性驱动源，它在方程中反映了介质中各光波之间的耦合作用。 写出非线性极化强度后，带入耦合波方程就可讨论诸如二次谐波，和频、差频，三次谐波，四波混频等非线性光学过程。 2020/6/30 电光和磁光效应 外加的电场或磁场能引起材料折射率的变化 是造成许多电光和磁光效应的原因。 可以把这些效应看成是在一个场分量频率为零或接近零的极限情况下的非线性光学混频效应。 电光效应：由外加电场感应的离子或分子运动和电子云畸变所产生的，将会引起介质的折射率的变化，从而会在介质中引起一定的相移。 磁光效应：使通过介质的光束的线偏振发生旋转，在低场范围，这种旋转正比于磁场，即法拉第效应。 2020/6/30 光学整流和光场感应变化 光学整流：指强光束在非线性介质内产生静电极化。 可以直接从非线性极化强度看出： )()(:)0()0( *)2()2(  EEP 实际上，光学整流是逆电光效应。 光场感应变化：入射光在介质内感应出一个静磁化，并称它为逆磁光效应。 2020/6/30 和频产生 和频产生：频率为 和 的激光束在非线性晶体中相互作用，产生非线性极化强度。 该极化强度是振动偶极矩的集合，起着频率为 的辐射源的作用。 为了使能量有效地从频率 和 的泵浦波转移到频率为 的生成波，在和频产生中必须满足能量和动量守恒，即： 后一关系式指出，和频辐射在由所确定的所谓相位匹配方向上能够最有效地产生。 1 2)( 213)2(  P31213   213 kkk 322020/6/30 对具有高转换效率的和频产生来说，一般满足条件：1） 耦合波是共线相位匹配； 2) 介质几乎无损耗； 3) 慢变振幅近似成立。 另外，对非寻常光波，波的传播方向和光线的传播方向不一致，导致光线的“逸散”减小了相互作用长度。 在单轴晶体内，对于在垂直于光轴的平面内的和频产生来说，是可以使这种逸散效应减到最小，这称作 90186。 相位匹配。 光束质量和晶体质量的好坏也会影响转换效率。 2020/6/30 共线相位匹配： 为了避免因有效光束截面引起光束有效相互作用长度的减少，要求泵浦波和产生波的共线传输。 0321  kkkk用折射率来表示，可改写为： 0)]()([)]()([ 232131   nnnn通常有两类： I类， 和 都是寻常折射率或非寻常折射率； II类， 或 是寻常折射率。 相位匹配来源于色散，若介质中不存在色散，因而就不存在相位匹配问题。 )( 1n)( 1n)( 2n)( 2n2020/6/30 谐波产生 谐波产生是光学混频的一种特例。 二次谐波产生的理论完全遵循和频产生的理论，条件为：   21  23 在具有反演对称性的晶体中，二次谐波产生在电偶极矩近似下是。