非线性光学原理.pptx

极化波的产生极化波的产生电场能引起电介质的极化，极化后的电介质分子都具有一定的电偶极矩，它们沿电场有倾向性的排列，介质中单位体积的总分子电矩不为零。定义光波是一种电磁波，当进入透明介质时，介质的原子光波是一种电磁波，当进入透明介质时，介质的原子或分子在光波场作用下产生极化或分子在光波场作用下产生极化1.光波场交变电场，原子分子极化也交变，频率与光波场交变电场，原子分子极化也交变，频率与外加光波电场相同；外加光波电场相同；2.交变极化形成极化波，反映电偶极子电矩周期变交变极化形成极化波，反映电偶极子电矩周期变化；化；3.极化波辐射出频率相同次级电磁波，即物质对入极化波辐射出频率相同次级电磁波，即物质对入射光波的反作用；射光波的反作用；4.入射光波作用下原子中的电子在交变场中发生位入射光波作用下原子中的电子在交变场中发生位移，只有质量很小的才能跟上变化，即次级电磁波移，只有质量很小的才能跟上变化，即次级电磁波是由于物质的电子在入射光波引起振荡产生。是由于物质的电子在入射光波引起振荡产生。线性极化与非线性极化线性极化与非线性极化在强场情况下，P不仅与E的1次项有关，而且与E的2次，3次等高次项有关。一般地 在强光作用下，电子在平衡位置附近振动时正负两个方向的位移量不相等，形成正负峰值不等的畸形极化波，即非线性极化波非线性极化波二次非线性光学效应：除了基频极化波二次非线性光学效应：除了基频极化波外还有二次谐频极化波，分别辐射基频外还有二次谐频极化波，分别辐射基频电磁波和二次谐波，即倍频光波。电磁波和二次谐波，即倍频光波。非线性光学材料特性参数非线性光学材料特性参数二次非线性光学系数二次非线性光学系数倍频效率倍频效率位相匹配因子和条件位相匹配因子和条件目前倍频技术主要采用折射率匹配或角度匹配的方法目前倍频技术主要采用折射率匹配或角度匹配的方法来使得基频光和倍频光在介质中以相同的速度传播。来使得基频光和倍频光在介质中以相同的速度传播。折射率椭球找相位匹配角折射率椭球找相位匹配角最佳相位匹配角最佳相位匹配角非中心对称结构；非线性光学系数大；能实现相位匹配，最好能90度匹配。即大的双折射率和小的射散；材料光学均匀性好，折射率处处均匀一致；有高的透明度和宽的透过波段，对光波有良好透过性；光损伤阈值高；容易长成尺寸大的透明晶体。倍频器件和光参量振荡器对非线性材料要求倍频器件和光参量振荡器对非线性材料要求