第八章激光倍频技术优秀文档.ppt
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激光原理与技术Brewsterlow相位匹配条件的物理意义5准相位匹配方法(QPM)激光倍频技术也称为二次谐波(SHG)技术,是最先在实验上发现的非线性光学效应。Bloembergen等首先指出,在经过相干长度后,使倍频效应对应的三阶极化率张量改变符号,就可以使偶数次内倍频光的下降趋势发生逆转。相位匹配要求nω=n2ω,由于色散的存在,nω一般不等于n2ω。基频光大量转换成倍频光,一般来讲,晶体的对称性越低,非线性率越大,倍频效率较高的KTP就属于双轴晶体。在此条件下,出射的倍频光电场为θ=0,<s>=0;θ=π/2,<s>=Imax在双轴晶体中非光轴方向,中存在着两个相互正交的光电场、,分别对应着双层双叶曲面的两个曲面和,同样可以利用角度匹配的方法,也分为I类(平行式)和II类(正交式)匹配,即:保证在相位匹配条件下基频光能量不断向倍频转移。由于对应一个K有两个折射率,因此沿同一矢径对应两个矢径长度,因此折射率曲面是双层面,与折射率椭球不同。5准相位匹配方法(QPM)一个光电场的变化与其它两个光电场乘积有关,非独立传播。基频光与倍频光在晶体中的“消长”过程和光波能量转移在角度相位匹配中,基频光与倍频光在晶体中必须取特定的偏振方向,o偏振,e偏振实现相位匹配,所以同一类晶体对于不同的匹配方式其有效非线性系数是不同的,它是的函数。光孔效应和非临界相位匹配8.5准相位匹配方法(QPM)8.5准相位匹配方法(QPM)8.5准相位匹配方法(QPM)8.5准相位匹配方法(QPM)8.5准相位匹配方法(QPM)在角度相位匹配中,基频光与倍频光在晶体中必须取特定的偏振方向,o偏振,e偏振实现相位匹配,所以同一类晶体对于不同的匹配方式其有效非线性系数是不同的,它是的函数。在角度相位匹配中,基频光与倍频光在晶体中必须取特定的偏振方向,o偏振,e偏振实现相位匹配,所以同一类晶体对于不同的匹配方式其有效非线性系数是不同的,它是的函数。基频光与倍频光在晶体中的“消长”过程和光波能量转移积分后,得到在相位匹配条件下的严格解相位匹配条件的物理意义激光倍频技术也称为二次谐波(SHG)技术,是最先在实验上发现的非线性光学效应。在介质中,总的极化强度为P=PL+PNL,可分为线性极化PL和非线性极化PNL。相位匹配条件的物理意义5准相位匹配方法(QPM)相位匹配条件的物理意义当有,在整个晶体长度内,基频光总是向倍频光转移能量,第一项是线性极化,包括了线性光学的内容。对于各向异性晶体,由于存在双折射,不同偏振态的光电场对应的折射率也不相同。由于对应一个K有两个折射率,因此沿同一矢径对应两个矢径长度,因此折射率曲面是双层面,与折射率椭球不同。5准相位匹配方法(QPM)在双轴晶体中非光轴方向,中存在着两个相互正交的光电场、,分别对应着双层双叶曲面的两个曲面和,同样可以利用角度匹配的方法,也分为I类(平行式)和II类(正交式)匹配,即:对基频光和倍频光透明,吸收小。介质长度L=NLc,N是正整数。都为LC,而有效非线性系数反号由于对应一个K有两个折射率,因此沿同一矢径对应两个矢径长度,因此折射率曲面是双层面,与折射率椭球不同。达到极大值,由此定义倍频的相干长度为在角度相位匹配中,基频光与倍频光在晶体中必须取特定的偏振方向,o偏振,e偏振实现相位匹配,所以同一类晶体对于不同的匹配方式其有效非线性系数是不同的,它是的函数。(b)准相位匹配没有Ⅰ类与Ⅱ类方式之分。由Maxwell方程组可以推导出相应的波耦合方程组,对于二阶非线性效应,频率关系为的光电场有:5准相位匹配方法(QPM)保证在相位匹配条件下基频光能量不断向倍频转移。非耗尽近似失效,波耦合方程可化为主轴折射率和色散公式确定以后,可采用计算机数值计算求解。主轴折射率和色散公式确定以后,可采用计算机数值计算求解。