三阶非线性光学材料教材

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08 第五章三阶非线性光学效应

n 4
16
强光引起折射率变化的物理机制：
（1）原子或分子中的电子云畸变
（2）与极性分子取向有关的高频克尔效应
（3）分子感应偶极矩之间相互作用引起的分子重新分布（4）电致伸缩效应（5）光-热效应
17
光致折射率变化的机理、非线性折射率系数及响应时间
机理非线性折射率响应时间（s）系数n2 m2/v2） 10-13 10-22～10-23 10-20～10-21 10-21～10-22 10-20～10-21 10-11～10-12 2×10-13 10-8～10-9
如果光场感应的折射率变化是正的，具有较高强度的光束中心部分所经受到的折射率应比其边缘部分所经受到的折射率大，因此，光束中心部分传播的速度比边缘部分的低，从而，当光束在介质中传播时，光束原来的平面波前逐渐地畸变得越来越厉害。这种畸变类似于由一个正透镜强加于光束的畸变。由于光线是沿与波前垂直的方向传播的，所以光束就象被自己所聚焦。
27
28
Z-SCAN 实验装置--n2 (3)
29
30
Leff (1 e l ) /
31
§5.2 三次谐波(Third Harmonic Generation-THD)
1、耦合波方程求解：
无论是中心对称或各向同性介质，均可能存在 3 的三次谐波，来源于的三阶极化。设入射光场为沿Z轴传播，频率为的单色平面波：
10
克尔常数：
11
( 3) ( 3) P () 6 0 (, ,, ) E () E () E ()e ikz 2 ( 3) 6 0 (, ,, ) a ()a ()a () E() E ()e ikz

三阶非线性光学材料合成及应用研究

三阶非线性光学材料合成及应用研究光学材料是一种非常重要的研究领域，它在众多领域中都有广泛的应用，如光电子学、激光技术、传感技术等。

三阶非线性光学材料是一种性质独特的材料，它在分子结构、光学有机材料合成及应用中有广泛的研究价值和应用前景。

本文将简单介绍三阶非线性光学材料的合成及应用研究现状。

一、三阶非线性光学材料的基本概念三阶非线性光学材料是一种材料，在光学上表现出一种非线性特性。

在国际上，由于研究人员对于这种特性的认知分布较为一致，对于三阶非线性光学材料的定义也较为稳定。

一般而言，三阶非线性光学材料是指通过分析材料分子的三阶非线性极化率而生成的一种光学材料，其中极化率表示了光学材料在光子激发下电子能级迁移后所产生的宏观正电荷分布及负电荷分布。

二、三阶非线性光学材料的合成方法目前，三阶非线性光学材料的合成方法多种多样，主要包括物理合成方法和化学合成方法。

在物理合成方法中，主要依托于制备技术的进步及新型放大器的应用，通过控制光学性质来制备三阶非线性光学材料。

而在化学合成方法中，可采用分子合成、溶液合成、凝胶合成等方法，通过控制分子结构及运用化学技术来制备三阶非线性光学材料。

三、三阶非线性光学材料的应用研究三阶非线性光学材料在能量或动量传递的过程中，对光场进行强烈的非线性作用，产生了许多有意义的应用。

例如，可在光速复用技术、光记忆、光·电子自由振幅放大器（EOPA）等领域中被应用。

此外，三阶非线性光学材料还可应用于二光子激光显微成像技术、多光子聚焦显微成像技术、多通道多光子显微镜等领域。

四、结语随着现代科技水平的不断提高，三阶非线性光学材料的研究及应用价值也越来越受到人们的重视。

其在多个领域中均有广泛的应用前景，如新型光电器件、激光技术、传感技术等。

同时，不同于传统的光学材料，三阶非线性光学材料还具有较高的分子有机性能，可创造更高效、更精确的光学成像及探测方法。

因此，它也是目前研究领域中非常重要的一种材料。

《非线性光学》课程简明教学大纲

（2）Nonlinear Optics, R.W. Boyd, Academic Press;
《非线性光学》课程简明教学大纲
课程名称
非线性光学
课程编号
1702a0005
课程负责人
教学成员
学时54Βιβλιοθήκη 学分3课程类别
学科基础课
授课方式
讨论、讲授
教学目的及要求
目的：通过本课程的学习，使研究生掌握非线性光学的基础知识，可较顺利阅读相关专业文献，可开展非线性光学转换和传输的相关研究工作。
要求：较熟练地掌握《物理光学》、《电动力学》等课程。
课程内容
第1章、引言
第2章、极化率经典理论及基本性质
第3章、二阶非线性效应入门篇
第4章、三阶非线性效应入门篇
第5章、衍射效应
第6章、色散效应
第7章、二阶非线性效应进阶篇
第8章、三阶非线性效应进阶篇
第9章、非线性传输数值模拟方法
考核方式
考试+考查
参考书目
（1）《非线性光学》，李淳飞，哈尔滨工业大学出版社；

非线性光学材料 ppt课件

非线性光学材料
本文材料介 • 选材依据 • 分类 • 三阶非线性材料 • 有机和聚合物非线性光学材料 • 展望
ppt课件
2
简介
非线性光学，又称强光光学，是现代光学的一个分支，研究介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。在强光作用下物质的响应与场强呈现非线性关系，与场强有关的光学效应称为非线性光学效应。
ppt课件
15
三阶非线性材料前景
三阶非线性光学材料是处于开发研究中的材料，分子工程和分子设计为人们提供了优化有机和生物分子材料性能良好手段，探索高非线性极化率，超快响应、低损耗的三阶非线性光学材料的工作正在展开，有机聚合物和半导体材料已能做到灵敏和快速响应，是较有使用前景的三阶非线性光学材料。
体、薄膜、块材、纤维等多种形式来利用等等。
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13
有机二阶非线性光学晶体
①尿素及其衍生物。 ②甲酸盐类。 ③苯基衍生物。
主要缺点：熔点较低、机械性能差、热稳定性以及抗潮解性不好、生长高质量大尺寸单晶困难等。
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14
有机三阶非线性光学材料
①有机染料类。 ②共轭有机聚合物。 ③有机金属类。 ④电荷转移复合体系。 ⑤富勒烯分子簇。
①气体材料。 ②液体材料。 ③玻璃材料。 ④半导体材料。 ⑤有机聚合物材料。
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12
有机和聚合物非线性光学材料
有机和聚合物作为非线性光学材料具有许多无机材料无法比拟的优点： ①有机和聚合物非线性光学系数要比已经得到使
用的无机晶体高一至两个量级。 ②响应时间短。 ③有机化合物的光学损伤阀值较高。 ④可根据非线性效应的要求来进行分子设计。 ⑤具有优异的可加工型，易于成材，而且可以晶
混频、光束转向、图象放大、光信息处理、光

石墨烯、MOF材料的三阶非线性光学性质调节研究

石墨烯、MOF材料的三阶非线性光学性质调节研究石墨烯、MOF材料的三阶非线性光学性质调节研究摘要：随着光子学的快速发展，石墨烯和金属有机骨架材料（MOF）因其优异的光学性质在光子学领域中引起了广泛关注。

这两种材料具有独特的三阶非线性光学特性，可以通过调节其结构、组分和外界激励等方式来调节其光学性质。

本文综述了石墨烯和MOF材料的三阶非线性光学性质调节研究的进展，并展望了其在光子学应用中的潜在应用。

引言：三阶非线性光学性质是指在外界光场作用下，材料的极化率与光场的电场强度更高次幂之间存在关系，并且非线性响应随着光场电场强度的增加而增加。

这种性质使得材料能够在光学信号处理、光学调制和光电子学等领域中发挥重要作用。

石墨烯是由单层碳原子组成的二维材料，其独特的电子结构和优异的光学特性使其成为探索非线性光学材料的理想候选。

石墨烯的三阶非线性光学性质可以通过调节其结构和化学功能化来实现。

一种常见的改变石墨烯非线性光学性质的方法是通过引入缺陷或功能化基团，在材料中引入电子和声子的散射机制来增强非线性光学响应。

此外，石墨烯的层间间距和层数也会影响其非线性光学性质。

MOF是一类由有机配体和金属离子组成的晶状材料，其具有高表面积、多孔性和可调节的结构特性。

MOF的特殊结构使其在非线性光学领域中表现出良好的性能，并具有广泛的光子学应用潜力。

研究发现，通过调节MOF材料的结构和组成可以有效地调节其非线性光学性质。

例如，通过改变金属离子和配体的选择，可以调节材料的带隙和能带结构，从而改变其非线性光学响应。

此外，MOF材料中的水分子和溶剂分子的吸附也可以影响其非线性光学性质。

结论：石墨烯和MOF材料因其优异的光学性质在非线性光学领域中具有广泛的应用潜力。

通过调节石墨烯和MOF材料的结构、组分和外界激励等方式，可以有效地调节其三阶非线性光学性质。

进一步深入研究石墨烯和MOF材料的非线性光学特性，将有助于开发新型的光子学器件和实现更高效的光学信号处理。

三阶光学非线性效应

慢过程的产生与泵浦光在薄膜体内激发出的非平衡电子分布有关。
2号样品慢过程信号最大，从其吸收谱中可以发现，慢过程产生的三阶非线性效应与薄膜的绝对吸收大小无关，而与薄膜表面等离子激元共振吸收峰位与泵浦光波长间相对位置有关。
在金属纳米薄膜超外差光克尔效应中表现出的这一慢弛豫现象是金属纳米粒子对处于其中的电子的限域效应的结果，为金属纳米粒子薄膜所特有。
测量方式
金属纳米粒子-半导体薄膜的
6.2.1Ag-BaO薄膜的光克尔效应 1.超快光克尔效应
Ag-BaO薄膜时间分辨光克尔效应
Ag-BaO复合薄膜实验样品厚度30nm，薄膜中 Ag纳米粒子平均粒径 10nm
Ag-BaO薄膜与Ag 薄膜光克尔信号比较
Ag-BaO纳米粒子复合薄膜的非线性效应要大许多
来源
影响延迟时间零点附近的光克尔效应的因素： 1）光场感生双折射现象导致的探测光的偏振方向的改变 2）相干效应的影响
光克尔效应中相干效应的影响：
在泵浦光和探测光的自相关时域内，两束光在样品处发生相干，并使作用区物质的光学性质变成空间调制的，即形成干涉光栅；泵浦光在干涉光栅的作用下发生自衍射，而在与探测光偏振方向相垂直的方向上产生分量。
光学双稳态
双光子效应
双光子吸收
四波混频
自聚焦
n n0 n2I
n2

3
2n02 0c
3
光的自聚焦
光学双稳态
受激光散射效应受激拉曼散射
光克尔效应
克尔效应： 1875年克尔发现，线偏振光通过外电场作用下的玻
璃时会变成椭圆偏振光，旋转捡偏器，输出光并不消失。原来各向同性变成各向异性，外加电场感应引起双折射现象，折射率变化与外加电场的平方成正比。

三阶非线性光学

频率 (ω4 ) 之间存在色散关系，这两个方程不能被同时满足。因此非线性光学四波混频只有在两个方程同时满足的特别的输入装置时才有可能发生。本节将讨论一个非常有趣且有用的相位匹配条件得到满足的非线性光学四波混频问题。特别地，我们讨论简并（或准简并）四波混频过程，该过程有许多重要的应用，包括相位共轭和频谱反转。
线强度与斯托克斯强度相比较弱。分子振动的寿命可由拉曼谱线宽度推出。像克尔效应一样，拉曼散射在大多数介质中相对较弱。在光纤中，由于激光束光强高和作用距离长（可达10km）拉曼散射引起的非线性效应相当大。当进入光纤的光功率超过各自的阈值时，受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS）可以同时发生。在受激散射的条件下，光能量可以更有效地从输入泵浦波转换为散射斯托克斯波。散射波对泵浦波的频移，在受激布里渊散射
者折射率）的修正。它们对前面讨论的光学克尔
( ) 效应起作用。这两个非线性项χ B3有效地耦合了 EL
和 EB ，引起了这两个光波的能量交换。这两个非线性极化率是产生受激布里渊过程的原因，称为受激布里渊极化率。
8.8 四波混频和相位共轭
到目前为止，我们已经讨论了一些特殊的非线性光学现象，包括Kerr效应、SRS和SBS。一般情况下，三阶非线性过程需要四个光波的参与。这样的一般三阶过程可以被看成利用三种光波产生第四种光波。设三种输入光波的频率和波矢分别
8.9 参变振荡的频率调谐
在本章的前面我们曾证明信号波 (ω1 )和空闲波(ω2 )，可以由参量泵浦光波(ω3 )产生振荡，它们之间满足条件 k3 = k1 + k 2。利用 ki = niωi c 我们可以写出
ω3n3 = ω1n1 + ω2 n2 （8.9-1）

三阶非线性光学材料的研究与应用

三阶非线性光学材料的研究与应用近年来，随着社会的不断发展和科学技术的不断进步，光学材料作为一种具有高度发展前景的科技材料，已经引起了国内外众多研究者的关注。

其中三阶非线性光学材料，以其在光通信、光存储、激光以及微纳光控制等领域的广泛应用，成为了目前广泛研究的热点领域。

本文将对三阶非线性光学材料的研究与应用进行简要介绍。

一、三阶非线性光学材料的研究现状三阶非线性光学材料，是指在电磁波作用下，光子与材料产生的非线性响应，相较于线性光学材料而言，其折射率随光强度而变化。

这种非线性响应大大增强了光学器件的功能，同时又能提供高输出功率和高光束质量等优越性能。

在此基础上，三阶非线性光学材料被广泛应用于激光加工、生物诊疗、光通信、光存储、光传感等领域。

目前，国内外研究者们主要采用有机材料、无机材料和杂化有机-无机材料等来制备三阶非线性光学材料。

有机材料通常采用化合物的方法来构建，材料具有分子级别的一些特征，如分子对称性、电子云分布等，这些都影响着材料的三阶非线性光学性质。

无机材料主要是利用晶格不对称性，如PH近似、DFPM等实现非线性光学响应，这些材料的缺陷主要是结构刚性，容易产生自发极化和溶剂效应。

杂化有机-无机材料则融合了有机和无机材料的优点，在结构、性质和应用方面都有一定的好处。

二、三阶非线性光学材料的应用前景1、光通信方面的应用随着互联网技术的发展，人们对于光通信系统的要求越来越高，而三阶非线性光学材料的高灵敏度和窄带宽特性，则可以为光通信领域提供更多的选择。

目前，三阶非线性光学材料已经被广泛应用于波长转换器、光放大器、光交换等方面，并取得了很好的效果。

2、光存储领域的应用随着日益增长的数据量和信息存储需求，光存储技术逐渐发展成为一种重要的信息存储技术。

而三阶非线性光学材料，便可以作为一种进行光学储存的重要材料，以其高速、高密度和不易受干扰等优点感受到了广泛的关注。

3、其他应用场景除去光通信和光存储方面，三阶非线性光学材料在生物医学、化学合成、光学制备、光学测量等领域均有着非常广泛的应用。

三阶非线性光学效应

在z=0处输入光束的场强简化为： E0 ( x, y,0) A0e
引入聚焦参数：
2 zmin 2 k0
在z=0处输入光束的场强变为：
E0 ( x, y ,0) A0 e

r2 d2
(1 i )
kd 2 z min 2 1 2 d 0 (1 2 )1/ 2
2 k0
在z=0处输入光束的场强为：令z=0处的输入光束半径为d：
E0 ( x, y,0) A0e
2 2 2
2z 1 min k 2 0

2
2 zmin 2 d (0) 1 ( ) 2 k0 0
2z r2 2 1 i min 2 d k0
度更加均匀分布的光束，这种现象为光模糊效应。
光强分布引起折射率变化还会造成光的群速度变化 , 图 5.1 - 4表示一时域高斯光脉冲在非线性介质中传播一定距离后, 脉冲后沿变陡的现象。这是由于脉冲峰值处折射率大, 光速慢，而在后沿, 光强逐渐下降, 光速逐渐增大, 以致后面部分的光“赶上”前面部分的光, 造成光脉冲后沿变陡。这就是光脉冲的自变陡现象。
假定光束聚焦处的光束面积为零，可求得自聚焦焦点离输入平面的距离：
kd 2 1 Zf 2 P 1 Pc
P是输入光束的总功率：
P
0cn0 d 2
2
A02
0c3 Pc称为临界功率： Pc 2n2 2
如果输入光束原来是收敛的，则当总功率P超过Pc是，它将突然在 zf 处聚焦。自聚焦的临界功率与光束起始的收
kr 2 i kz ( z ) i 2q( z )
自聚焦介质输入光束 2d 2w0

三阶非线性光学材料

三阶非线性光学材料
目录
• 引言 • 三阶非线性光学材料的基本性质 • 三阶非线性光学材料的分类与特点 • 三阶非线性光学材料的制备与表征 • 三阶非线性光学材料的应用领域 • 三阶非线性光学材料的研究挑战与展望
01 引言
背景与意义
光学非线性的重要性
科学研究与技术发展
在强光场下，材料的折射率、吸收系数等光学参数会发生变化，这种变化与光强有关，称为光学非线性。
非线性光学测量技术
如Z扫描技术、四波混频技术等，用于测量材料的非线性光学系数和响应时间等参数。
结构表征技术
如X射线衍射、透射电子显微镜等，用于表征材料的晶体结构和微观形貌。
制备过程中的优化与控制
原料选择与配比
选择高纯度、活性好的原料，并优化配比，以提高材料的性能。
反应条件控制
控制反应温度、压力、时间等条件，以获得具有特定结构和性能的材料。
如高透光性、低光损耗等。
种类多样
包括氧化物、氟化物、硫化物等多种类型。
制备工艺成熟
无机材料的制备工艺相对成熟，易于大规模生产。
复合材料
综合性能优异
01
复合材料可以结合有机和无机材料的优点，具有优异的综合性
能。
可设计性强
02
通过调整复合材料的组成和结构，可以实现对其性能的定制和
优化。
应用领域广泛
三阶非线性光学效应
三次谐波产生（THG）
在强光场下，介质中产生频率为入射光频率三倍的谐波辐射。
光克尔效应
强光场导致介质折射率发生变化，使得通过介质的光束发生自聚焦或自散焦现象。
ABCD
四波混频（FWM）
四个不同频率的光波在介质中相互作用，产生新的频率成分。

三阶非线性光学效应概述

三阶非线性光学效应概述与二阶非线性光学效应相比，三阶非线性光学效应有几个不同之处：首先三阶非线性光学效应对应光电场与物质相互作用的三阶微扰，这就决定了三阶效应一般要比二阶效应更弱；其次三阶效应中有四个光电场相互作用，这使得三阶效应比二阶效应丰富得多。

第三，在三阶效应中产生的信号光频率可以等于某一入射光的频率，因而是对入射光电场起衰减或放大的作用，这就是双光子吸收或拉曼增益。

由于拉曼增益的存在，随之产生了各种受激拉曼散射现象。

第四，不同种类的三阶效应反映了不同的三阶非线性极化率，可以通过共振效应增强使得三阶效应变得相当显著，使在实际中可广泛使用。

第五，三阶效应可以发生在只有一个入射光电场频率的情况，产生的效应也只对应于该入射光电场的频率，这种效应可以使介质的折射率发生变化，即所谓自聚焦。

最后要指出对于三阶非线性效应来说，不管介质具有什么对称性总存在一些非零的张量元，因此原则上三阶非线性光学效应可以在所有介质中观测到。

1 三阶非线性光学效应分析三阶非线性效应对应三阶非线性极化率，某一种三阶效应的强弱直接依赖于它相应的。

的大小除了与入射光电场的强度有关还取决于介质的三阶非线性极化率的大小。

由于参加混合的光电场频率组合不同，三阶效应以及其对应的呈现多种多样的表现形式，下面对它们作简要的说明，并指出其主要特征。

我们采用沿方向传播的平面波假设。

在最一般情况下，考虑四个频率和在介质中混频相互作用，且，共线传播时波矢失配量为，可以写出频率的三阶非线性极化强度，式中当时简并因子D＝6，并且有效非线性系数，分别是和场的偏振方向上的单位矢量，这是一般意义上的四波混频（FWM）。

1.1 三倍频（THG）当一个频率为的光电场入射到非线性介质中时，在合适条件下，介质中产生频率为3 的信号光电场，即。

利用表达式，相应的三阶非线性极化强度为，这里取D＝1。

一般来讲，在三倍频过程中，并不要求有共振条件，但为了得到显著的三倍频信号，在最常用的三倍频介质中往往采用多光子共振条件。

第5章三阶非线性光学效应

f ed cba
P dc eb
f t
a O
a b
c d,e,f d,e,f c
b a
图5.1 - 7 超短脉冲自聚焦的光束轮廓变化
第5章三阶非线性光学效应
5.1.5 光束的自相位调制 1. 无自聚焦情况下的自相位调制假定输入光束为均匀平面波, 则方程(5.1 - 5４)式可
以写为
2ik0
E ( z, t) z
式中, εr为线性相对介电常数, ε2为非线性相对介电常数系数, |E0|2为光电场振幅平方。相应的极化强度可以表示成
P
0
(1)
(
)E
3 4
0
(3)
(,
,
)
E0
2
E
(5.1 - 16)
第5章三阶非线性光学效应
由此, 在(5.1 - 15)式中,
r
1
(1) (),2
3 4
(3) (,,)
5.1.1 克尔效应 1. 克尔效应克尔（Kerr）在1875年发现: 线偏振光通过外加电
场作用的玻璃时, 会变成椭圆偏振光, 如图5.1 - 1所示, 当旋转检偏器时, 输出光不消失。作用下, 由原来的各向同性变成了光学各向异性, 外加电场感应引起了双折射, 其折射率的变化与外加电场的平方成正比, 这就是著名的克尔效应。
2n2k02 n0
2
E(z,t) E(z,t) 0
该方程的近似解为
E( z, t)
E0 (t
n0 z c
i n20
)e c
E0
(
t
n0 z c
2
z
这里 E 0 (t)表示输入光场幅度。
(5.1 - 58) (5.1 - 60)

非线+非线性光学+原理与进展+钱世雄+05+D

。
18
第五章三阶非线性光学效应概述
三、热管炉
这种管子可用来产生均匀的Ｎa∶Ｘｅ和Ｒｂ∶Ｘｅ的混合气体。
图５．３-２用于产生金属蒸汽的热管炉示意图
19
第五章三阶非线性光学效应概述
图５．３-３产生均匀的金属蒸汽混合气体的同心热管炉
20
第五章三阶非线性光学效应概述
.４光致非线性折射率现象
3
第五章三阶非线性光学效应概述
三、
由于两个光子能量之和与介质的某两个能级的能量差相等，则入射光
电场会产生新的吸收。
P(3) (1) 60 (3) (1,2,2,1) E(2 ) 2 E(1)
四、
产生光的频率与泵浦光频率的差可以是介质拉曼频率ωv或其整数倍
P(3) (s ) 60 (3) (s ;l ,l ,s ) E(l ) 2 E(s )
n3 (31 )
c

3
n11
c
, n3

n1
：
as l l s
kas kl kl' ks
，有采用共线配置，也有小角交叉配置和箱式配置，如图５．２-２。
(nasas )2 (nss )2 (2nll )2 4nl nsls cos
10
第五章三阶非线性光学效应概述
K
'
( )

3 2c
[ (3) yyyy

] (3) xxyy
22
第五章三阶非线性光学效应概述
图５．４-１用作快速光闸的克尔盒
23
二、光束自聚焦现象的物理描述
第五章三阶非线性光学效应概述
高强度激光射入各向同性介质后，总的ω频率的极化强度为

非线性光学-第四章

E
(
)
设频率为 '的光电场的偏振方向为y，
Px (3)
()
6 0 E02
('
)
(3) xxyy
(,','
)E()
Py (3)
()
6
0 E02
('
)
(3) yyyy
(,','
)E()
物理机制：
E (, z) e (3)
i
c
[
6E02
(
')
(3) xxyy
(
,
',
')
/
kc
n
]
x
E (, z) e (3)
（3）激光束的脉宽比光感生折射率改变的响应时间短或二者相当时，在自聚焦过程中 n 随时间变化显得很重要——瞬态自聚焦。
此时必须考虑 n的时间积累以及由此引起的光脉冲前沿部分对后沿部分的影响。
2、Z-扫描技术
特点：光路简单、测量灵敏度高；可同时测量非线性折射率和非线性吸收系数，即非线性极化率的实部和虚部；如果在Z-扫描法中引入时间延迟还可分别研究具有不同时间响应的非线性光学效应。可用于检测激光束的质量、测量折射率变化和电光系数并用于研究光折变非线性效应及高斯光束的传输特性等。
第四，原则上三阶非线性光学效应可以在所有介质中观测到。
§2 三倍频效应
要求满足能量和动量守恒。
P(3) (3) 0 (3) (3;,,)E3()
1、晶体中：方解石是唯一能实现三次谐波相位匹配的晶体。产生方法：
2、金属蒸汽中：常采用双光子共振、加入缓冲气体
§3 简并四波混频（DFWM）

三阶非线性光学材料 ppt课件

一般只产生在有对称晶格的各向异性介质中
PPT课件
7
材料的三阶非线性
1、2和3的三束光非线性光学材料内（ ijkl ) 耦合作用：
当出现第四种频率4的极化波，
进而辐射出4 1 2 3的光波现象称为四波混频；
当基频波1 2 3 时，4 3,此效应称为三倍频效应，
1.51
0.51
3.4
注：除带#为587.6nm波长外，其余均为1.06μm波长。
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15
表3 几种高折射率商用玻璃的光学性能
玻璃
化学组成mol(％)
Λ (μm)
no
γ
(3)
(10-20m2W-1) (10-14esu)
Schott
SF-56（氟化硫）
1.06 1.75 26
5.1
Corning
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8
光致折射率变化效应：
入射光
折射光强入射光
折射光
原子核
原子核
核外电子层
光子×2
导带
中间能级
畸变的核外电子层
γ
禁带
β
双PPT光课件子吸收过程
9
三阶非线性的应用与材料
PPT课件
10
一、研究背景
信息存储三次谐波产生
波长转换器
三阶非线性光学
超连续光谱产生
光限幅器
全光网络开关
激光频率调谐
17.9Al(PO3) 3 ,54.2NaF , 26.9Ca2 ,1.0NdF3
74SiO2 ,10B2O3,9.5Na2O,5.5K2O
no 1.28 1.34#
(3) (10-14esu)
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α-FeOOH与石墨烯、黑磷烯复合材料的三阶非线性光学性质研究

α-FeOOH与石墨烯、黑磷烯复合材料的三阶非线性光学性质探究专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。

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