四波混频实验报告

研究生实验报告

实验项目名称四波混频特性实验研究

课程名称现代物理实验方法（一）姓名学号

专业凝聚态物理年级

院、所物理学院年月日

研究生实验报告评价标准

增强,有可能大大提高相位共轭反射系数。随着实验材料研究的进展，特别是有机非线性材料的出现，人们可以在分子的水平上设计材料的结构来得到在特定波长激光照射下具有较大χ（3）的材料。采用共振型非线性材料介质就可以在较低的泵浦强度下,获得较强的相位共轭波，甚至可以连续工作。

可调谐激光技术的飞速发展也使共振增强很容易在介质中实现，它通过改变输出激光的功率来调节与材料直接的共振关系，使得三阶效应增强。

设有频率为ω的三个波E1（ω，Z）、E2（ω，Z）、E3（ω，Z），作用于非线性介质。E1和E2为强度接近相等、传播方向相反的两个强泵浦波，E3为与E1和E2成一角度(小于8度)的探测波。这三个光波在非线性介质中相互作用结果，能产生一频率仍为ω的波E4，称信号波，它与探测波是相位共轭的。

可以证明，在上述四波作用下，信号波的大小与非线性介质的χ（3）和泵浦波E1和E2的强度有关系。

下面我们讨论入射光波是平面波的情况时的耦合波方程。

简并四波混频（DFWM）的结构示意图如下。其中的非线性介质是透明、无色散的介质，三阶非线性极化率是χ（3）。

图1．简并四波混频的结构示意图

在介质中相互作用的四个平面波为

.-

三、相位匹配条件：κ1+κ2=κ3+κ4=0 要求两束泵浦光的波矢反向。探测光波与泵浦光波作用于样品上的同一点。在调节光路时，探测光与两束泵浦光共线且共点是调节的关键。首先要用等高仪进行测量，调节各反射镜或分光镜的倾角，使从激光器出射的光波在各处等高。然后仔细调节等高的方法是转动反射镜或分光镜，使各个光束能够完全重合，得到的光束共线。

四、为了调节泵浦光或探测光的强度而不改变另外一束或两束光的强度，用减光板调节需要改变的光束，用光功率计记录光强度。

实验结果：

1.信号光强度随泵浦光强度的变化

2.信号光强度随探测光强度的变化

3.信号光强度随探测角度(大)的变化

4.信号光强度随探测角度(小)的变化

48495051525354

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

200000

B

A

B

891011121314

140000

160000

180000

200000

220000

240000

260000

B

A

B