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谐波技术PPT学习教案.pptx
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会计学 1
谐波技术
若把一块铌酸钡钠( KTP )晶体放在 1W 、 1064nm 波长的激光器腔
内,也可
得到连续的 1W 二次谐波激光,波长为 532nm 的绿光输出。
共同特点:在非线晶体中,如果注入的光足够强,就会发生一系列的非线性
效应。
第 2 页 / 共 31 页
自 1961 年 P.A.Franken 等人首次发现光学二次倍频以来,新的非线
性光学效应大量而迅速地出现。诸如光学谐波、光学和频与差频、光学
参量放大与振荡、多光子吸收、光束自聚焦以及受激光散射等各种光学
非线性效应。
许多实际应用中需要的激光波长并不能由受激辐射的激光介质直接产生,
必须通过激光频率变换技术来获得。
本章将讨论利用非线性光学方法实现激光频率变换的技术,其物理基础
是使具有很高功率密度的激光通过某些介质,引起这些介质产生非线性极
化,从而产生新波长的激光。
第 3 页 / 共 31 页
2.1.2 非线性极化
一、介质非线性极化概述
光与物质相互作用的机理
当光照射物质时,光波电磁场将对物质中的电子产生作用,在外电场的作
用下,介质原子成为电偶极子,电偶极子将随光波电磁场的变化产生振荡。
+
+
-
原子的电极化:负电荷中心与正电荷中心产生偏离的状态。
若光波随时间作正弦变化,即它的电场强度沿两个相反方向交替变化,
电偶极子的负电荷中心将绕正电荷中心作周期性振荡。
表征电偶极子的物理量电偶极矩 p :
第 4 页 / 共 31 页
p qr
各向同性介质:
--- 线性电极化率,标量,与方向无关。
--- 二次非线性电极化率,标量,与方向无关。
各向异性介质 : 非线性极化系数比较大的介质。 电极化率张量是一个把两
个 P 和 E 联系起来的二阶张量, 也是一个把 P 、 E
j
和 E
k
联系起来的三
阶张量,余此类推。
当光与物质相互作用时,光场中的电场强度使介质原子因感应而产生电
偶极矩,电偶极矩叠加 => 电极化强度 => 产生极化场 => 发出次级辐射。
若单位体积中有 N 个电偶极子, N 个偶极矩的矢量和为极化强度
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第 5 页 / 共 31 页
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