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原理:非线性波长转换简介

光与物质的相互作用

 

       光在介质的传播过程,是光与介质相互作用的过程,这个过程有两个相关的分过程:一是电场光(e)作用在介质上引起的介质的极化(P),产生宏观的极化强度,为介质的极化过程。另一是光的辐射过程。介质中的电场光(e)随时间的变化,所产生的变化极化强度(P)将作为一个光源辐射光波。在线性介质中,这种相互作业是线性,光的频率不会发生改变,如图1-a;在非线性介质中,这种相互作业是非线性的,如图1-b,光迫使这些偶极子以非线性响应振荡,使输出光的频率呈现非线性效应

 

 

                       1-a 线性介质极化                                         1-b:非线性介质极化

       非线性介质极化上面的数字中,χ1是线性极化系数,而χ2和χ3是二阶和三阶非线性谐波极化系数。线性系数χ1决定了光波的线性传播,如折射、反射、衍射和色散;而高阶谐波极化系数χ2和χ3则决定了光波在对应于强电场下谐波产生的高次谐波光。二阶谐波极化系数在具有反转对称结构的介质中会消失,但在一些具有非中心对称结构的非线性介质中可能谐振很大,例如铌酸锂(LiNbO3)。

 

 

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