磺酸水杨酸二钠晶体（DSS）是一种非线性光学晶体，具有较大的非线性系数d，适用于产生非线性混频效应。本文主要研究了DSS晶体在实现染料激光和1.06μm激光的和频效应，以及通过这种效应生成可调谐紫外输出的过程。
讨论了相位匹配的概念。相位匹配是指在非线性光学过程中，以确保不同频率光波在介质中传播时保持特定的相位关系，从而实现有效的能量转换。在DSS晶体中，相位匹配条件是由晶体的折射率色散特性决定的。通过拟合得到的参数，可以计算出与三个主轴方向对应的折射率，进而分析不同波长的激光在DSS晶体中实现相位匹配的条件。
研究中使用了包ellmeier公式来表达DSS晶体的折射率色散关系。研究发现，DSS晶体具有三个与主轴方向对应的A、B、C、D参数，这些参数描述了折射率随波长变化的特性。此外，研究还发现DSS晶体在波长250nm左右具有强的电子共振吸收，而在更长的波长区域开始吸收。
实验上，1.06μm激光被用作基频光束，而染料激光或其倍频光束作为信号光束。相位匹配必须满足光波矢量守恒的条件，即K1+K2=Ks，其中K1、K2和Ks分别代表基频光、信号光和和频光束的波矢量。对于共线传播的情况，公式简化为K1+K2=Ks。在DSS晶体中，可以针对主轴方向、主轴平面以及空间任意方向的传播情况进行不同匹配条件的讨论。
对于沿着主轴方向共线传播的光束，匹配条件可表达为ω1+ω2=ω3。其中，ω1和ω2分别代表基频光束和信号光束的频率，而ω3代表和频光束的频率。在这种情况下，存在两种类型的相位匹配：I型和II型。I型匹配涉及同种类型的偏振，而II型匹配则涉及不同类型的偏振。
在实验中，1.06μm光束的频率ω1是固定的，而可以调谐的是入射光束ω2的频率。基于折射率色散公式，研究者计算出了在不同主轴方向传播时的匹配波长。例如，对于沿X方向传播的光束，其和频产生的匹配波长包括560nm、795nm和953nm。
研究还讨论了在主轴平面上传播的共线光束的相位匹配情况，并求解了Xy、XZ和YZ三个主轴平面的情况，得到了相应的相位匹配曲线。在1.1至0.5μm的波长范围内，DSS晶体表现出高度的各向异性，允许三种匹配方式（一种I型和两种II型）实现相位匹配。然而，实际有效的非线性系数限制了这些匹配方式的应用。
文章还提到了实验结果，验证了计算和测量在DSS晶体中实现相位匹配的类型、波长和方向的结果的一致性，并测量了可调谐紫外输出的特性。
通过上述研究，DSS晶体在非线性光学应用中的潜力得到了进一步的验证，尤其是在可调谐紫外输出领域。这些发现为设计和开发基于DSS晶体的非线性光学设备提供了理论和实验基础。
