非线性光学课件B

1、3.5方位角选择、x、y、Z光轴、k、1、光轴(Z轴)和波矢量(光的传播方向)之间的角度为。在与，k，2 o o e匹配方法相同的情况下，基本频率光中o光的振动分量(垂直zok面的振动)和双频光中e光的振动分量(平行zok面的振动)满足相位匹配条件，双频光最大。要最大化、m、3、octave，octave e-light的振动成分必须最大。选择入射光e的入射方向。也就是说，选择方位角(zok面与x轴之间的角度)以使p的e光振动分量最大。4，p和e定义了表示p和e之间方向关系的有效非线性系数，因为它们是张量关系，即张量。表示非线性极化速度对方向的投影。选择合适的拐角后，有效非线性系数最大。也就是

2、说，倍频是光。其他决策匹配方法验证表中的有效非线性系数表达式，以获得最大方位角。3.6频率确定长度选择，1，倍频转换效率，2，时，默认频率光基本上将倍频转换为光源，此时l较长仅传输损耗。频率不再增加。3，倍频晶体长度具有最佳值。4，根据耦合波方程，(3.5-1)，倍频对于光源：(3.5-1)为(3.5-2)，求解(3.5-2)，解决方案(3腔倍频为什么，(1)倍频与效率成正比，因此选择较高的基本频率功率密度，(2) q高功率脉冲激光的输出镜透射率t: 8090，腔外功率密度差异很小，为了简单起见，将倍频晶体放置在腔外。2 .确定位置：在激光腰部，(1)在基准横向(TEM00)情况下，腰带上光斑

3、区域最小，功率密度最高，腰带上呈平面波的近似，因此有利于位置匹配。(2)激光理论，发散角度与腰带半径之间的关系：小、大、晶体长度大于腰带长度时，发射光线，破坏光束完全一致的状态，梨效率下降，因此存在与之间的折衷点。3 .可以使用聚焦透镜提高基本功率密度(1)，使用聚焦透镜进一步提高聚焦功率。(2)一般使用望远透镜增加焦距，其倍频与晶体长度一致。2，低功耗连续激光倍频技术(共倍频)，全反射镜，YAG晶体，T100(0.53m) T0(1.06m)，聚焦镜，双频晶体，0.53m，腔倍频原因，连续激光，输出镜的透射率t: 1020，比腔功率密度大510倍，因此采用腔倍频。2 .输出镜的选择，在激光的

4、情况下，当损失为最佳值10左右时，激光振动最强，最高的倍频可以获得光。因此，输出镜反射所有基本频率，双频效率为10，基本频率光振动最强。3 .浮标起到偏压的作用，(1)使基本频率光偏振。(2)octave光输出。3，腔内双向倍频，全反射镜，YAG晶体，T100(1.06m) T0(0.53m)，双频晶体，0.53m，长通滤波器，短端口双向倍频，倍频光增强，2 .过滤器可以通过涂层实现，3 .向前和向后传播的倍频光必须在相同的位置，否则被抵消，倍频调整晶体和两个滤波器的距离，设计高精度的曹征系统。第四章刘涛散射效应，第一节对焦散现象的概述，焦散，部分能量，偏离原始传播方向，扩散到空间的其他任意方

5、向，这种现象称为光散射。第二，焦散，1 .研究光的传播规律，光与物质相互作用的规律。2 .寻求媒体的组织、结构、均匀性、状态变化的手段。提供了一种产生强相干辐射的新方法，如刘涛拉曼散射激光器、刘涛自旋反转拉曼激光器。第三，焦散的原因，表面：介质的光学不均匀性，即光学常数(折射率)的不均匀性。本质：介质的光学不均匀性本质上是介质刘涛极化特性的时空变化，即刘涛电偶极矩的时空变化。在入射光作用下，介质中产生刘涛电偶极矩，电偶极矩是产生二次电磁波的辐射源，在介质中刘涛电偶极矩的时空分布完全均匀的情况下，二次波辐射徐璐干涉，在介质中沿原始行进方向的光辐射强度最大，其他方向消除最后波辐射干扰，光强为零，没

6、有光散射。在介质中，折射率分布不均匀的情况下，刘涛电偶极子力矩的时空分布不均匀，二次波辐射干扰结果不能完全在其他方向干涉，亮度不为零，形成散射。第三，光散射现象的分类，在产生的物理机制中可以分为两类：1、郑智薰纯介质的光散射、外部杂质粒子、粒子、介质本身的结构缺陷等引起的光散射。晶体中形成的石头、气泡、杂质粒子、部分电位、部分应力可以成为散射中心。特征：散射现象不是介质本身固有的，而是依赖于向外掺杂的散射中心的特性或介质的纯度。定律：(1)散射光频率等于入射光频率。(2)散射光强I和入射光波长之间的关系：其中：与散射光中心尺度相关，(1)丁散射：不相关。(2)瑞利散射：(3)米散射：2，纯介质

7、中的光散射(介质本身固有的)，(1)瑞利散射：构成介质的原子或分子所引起的密度起伏。散射光频率与入射光频率相同，在散射前后原子或分子内可能不会改变。散射光强度和入射光波长：(2)拉曼散射：发生在由分子组成的纯介质中。构成介质的分子由原子或离子组成，在分子内以一定的方式运动，例如振动、旋转等。分子内粒子间的这种相对运动调制了刘涛电偶极矩，在入射光中产生散射。散射光的频率相对于入射光以一个频率移动，频率移动等于调制频率。入射光设定：电极化率：入射光产生的电极化率，电偶极矩的分子运动调制，电极化强度矢量：反斯托克斯散射，斯托克斯散射，(3)布里渊散射：构成介质的粒子群，热运动，介质弹性力学声波场对应

8、于晶格的衍射。特征：散射光频率不同于入射光，频率移动与声波特性和散射角度有关。第二部分使用刘涛拉曼散射效应，第一部分，拉曼散射的杨紫理论解释，前面对拉曼散射的经典物理解释(入射光被认为是电磁波)，以及对散射机制提供更本质的解释(入射光被认为是光子)的杨紫理论图像。、处于低能量水平的分子将入射光子吸收到虚拟能量等级中，然后分子在更高的能量水平上转换回发射频率的光子，分子内能量水平的分子可以增加，入射光子吸收到虚拟能量等级中，然后分子在更低的能量水平上转换回发射频率的光子，然后能量级别，分子数密度分别是。在单位时间内，在空间的三维角度内分布具有固定偏振状态的光子的概率为：其中：光速是拉曼散射过程单

9、位体积的微分散射截面。入射光的光子缩写度，散射光的光子缩写度，2，刘涛拉曼散射概率，(1)对于一般光源，入射光子的缩写度非常小，散射光的光子缩写度较小，可以忽略。散射概率：(2)入射光对于强激光来说，收缩度高，散射概率：(4.2-1)，刘涛拉曼散射概率远大于一般拉曼散射概率，散射强度远大于一般散射光。3，刘涛拉曼散射，普通拉曼散射，入射光是郑智薰相干性，拉曼散射也是一种自发辐射，因此散射光具有郑智薰相干性，强激光入射，入射光具有相干性，高光子收缩性，因此，由于与散射粒子碰撞，有很多具有相同杨紫状态的光子，散射具有高光子收缩率，刘涛拉曼散射，第四，刘涛拉曼散射增益，刘涛拉曼散射概率：(4.2-1

10、)，散射概率：单位时间散射者的总概率，即单位时间散射光子数的变化。(4.2-1)可替换为：(4.2-2)，(4.2-2)可替换为：(4.2-3)，(4.2-4)，能量准位转换特性不同，散射光的频率移动范围大不相同。1 .电子跃迁刘涛拉曼散射特性，散射过程前后原子所在的总时间能级属于其他电子能级。能量水平间距是10304cm -1标高上的尺寸，厘米-1是波数的尺寸。因此，可以得到更大的刺激散射光的频率移动。2 .工作物质(散射介质)、几种金属蒸汽，如Cs、k、Ba、Tl。水平结构简单，电子水平间距不远。3 .例如：以Cs原子为例：6S表示电子纪宁状态能量级别；6S和7s级别间隔；cm -1，6S

11、，7S，8s，7S，7p1/2，7p 3/2，cm-1，4 .共振散射，散射光波长在散射过程中的中间状态能量准位，即虚拟能量准位接近或接近实际能量准位时，在共振或近场共振发生时，散射光强度将大大提高。6、分子振动能级转移刘涛拉曼散射，1 .特性，散射过程中粒子能级转移是分子不同振动能级之间的转移。批量RF移动为102103 cm -1。2 .散射介质，(1)有机液体：硝基苯、苯、甲苯、CS2等。(2)固态：钻石、方解石、光纤、光学玻璃。(3)气体：高压气体，H2，N2，CH4等，气压：10102大气压力。7，分子旋转能级转移刘涛拉曼散射，1。特性，散射过程中粒子能级转移是分子不同旋转能级之间的

12、转移。Rf移动为0102cm -1。2 .散射介质，低温冷却的二次氢气体，能量转换效率高达55。8，刘涛拉曼散射的混合效应，1 .刘涛拉曼散射和普通拉曼散射的区别，2 .多散射光谱：除了一阶斯托克斯散射光谱和半斯托克斯光谱外，一系列相同频率间隔的多刘涛拉曼散射光谱(称为二阶斯托克斯谱和半斯托克斯谱线)还可能出现在高低频方向。因为不同的刘涛拉曼散射光在介质中混合生成。(1)刘涛拉曼散射具有增益能力。(2)刘涛拉曼散射效果具有阈值、高方向、高单色亮度。(3)刘涛拉曼散射具有多散射光谱。9，刘涛自旋反转拉曼散射效应，1。概念、介质的电子自旋方向不同，系统可以采取不同的能量状态。在低温下，将半导体放在

13、强磁场中，入射到介质中的激光被电子散射，而导带中的电子是与原自旋方向相反的能量准位转移的光散射，称为自旋反转拉曼散射。(1)入射的激光强度在一定程度上较高时，这种拉曼散射到达强热冲击发射阶段自旋反转拉曼散射激光器。(2)转换效率高：通常为3050，最大值为75。(3)自旋反转转移的能量与磁场强度成正比，因此自旋反转拉曼散射光的频率移动取决于磁场强度。如果连续改变磁场，输出的散射光频率将连续变化，因此连续可调谐的自旋反转拉曼高，调谐带位于红外线。2 .能量准位结构：散射介质InSb，(2)在外部磁场存在的情况下，导带能量准位分为一些单独的能量等级，称为兰道能量准。朗道水平间距相等，间距大小与外部磁场强度成正比，能量水平高度表征为徐璐的其他杨紫数(例如，n0，n1，n2，(1)InSb是族的半导体)