第2章非线性光学相位匹配[课堂使用]

1、1基础教学 2.1 非线性光学相位匹配非线性光学相位匹配 2基础教学 式中 titi eEeEzktEE )()()cos( 11 (3.5-1) c n k eEE zik 1 1 1 1 2 2 1 )( 1 3基础教学 (3.5-2) ),(),( )2()2( )22cos(:),( 2 1 :),( 4 1 :),( 4 1 )( 111 )2( 0 )22( 11 )2( 0 )22( 11 )2( 0 )2( 2 11 zktEE eEEeEEtP zktizkti 4基础教学 L dz Oz dzzkttdE 12 22cos 2 2 2 kzLzL t 5基础教学 k kL

2、Lkk t dzLkzkkt dzzkttdEE L LL 2 sin 2 2 2cos2 22cos 22cos 21 0 221 0 1 0 22 21 2kkk 6基础教学 2 21 21 2 2 2 2 sin )( 2 sin nn Lnn c k kL I 2 sin 2 2 kL cI 7基础教学 0k 0k 21 1 4nn Lc -15-10-551015 0.2 0.4 0.6 0.8 1 kL KL c /, 22 8基础教学 212121 ,20nnkkk 9基础教学 02 2 21211 kkkkkk 10基础教学 321 nnn 321 nnn 321 nnn 32

3、1 nnn 321 nnn eo nnnnn 321 o n e n o n e n )( e nk 11基础教学 o n e n o n e n o n o n 12基础教学 k kknr )( e n e n o n o n o n o n 2 1 2 2 2 2 sincos )( eo e nn n k k o n e n )( e nk 13基础教学 14基础教学 图 KDP晶体的色散曲线 KDP 折射率 1.55 1.54 1.53 1.52 1.51 1.50 1.49 1.48 1.47 1.46 300400500600700800 n e 红宝石激光 n o n e(50.

4、4) 波长 / nm 15基础教学 图 KDP晶体折射率曲面通过光轴的截面 m50.4 z (光轴) 波的传 播方向 寻常二次谐波 寻常基波 非常基波 非常二次谐波 O 16基础教学 图 石英晶体的色散曲线 1.580 300400500 600700800 n e红宝石激光 的二次谐波n o 1.570 1.560 1.550 1.540 石英 红宝石 激 光 波长 /nm 折射率 17基础教学 图 石英晶体折射率曲面通过光轴的截面 光轴 红宝石激光 基波寻常光 红宝石激光 基波非常光 红宝石激 光二次谐 波寻常光 红宝石激光二 次谐波非常光 18基础教学 2 1 2 2 2 2 )2( s

5、in )2( cos ),2()( e m o m meo nn nn )2( 1 )2( 1 )2( 1 )( 1 sin 22 22 2 oe oo m nn nn k m 19基础教学 表表 单轴晶体的相位匹配条件单轴晶体的相位匹配条件 20基础教学 21基础教学 22基础教学 图 走离效应 晶体 光轴 基频光 A 倍频光 基频光m 基频光 a L a 倍频光 z 基频光 O O )( 2 e n o n 23基础教学 24基础教学 )( k k 25基础教学 图 90相位匹配时的折射率曲面 钕激光基波 寻常光 钕激光基波 非常光 光轴 s 钕激光二次谐波 非常光 钕激光二次谐波 寻常光 26基础教学 图 LiNbO3晶体在匹配温度下的色散曲线 LiNbO 3 2.34 700 n e 钕激光 n o 2.32 2.30 2.28 2.26 2.24 2.22 2.20 2.18 2.16 2.14 50060080090010001100 钕激光的 二次谐波 波长 /nm 1060 折射率 27基础教学 2. 气态工作物质中的相位匹配气态工作物质中的相位匹配 28基础教学 图 铷和氙的色散曲线 Rb Xe Rb 1 1.06 0.780.35 折射率 波长/m 2. 气态工作物质中