非线性光学效应ppt课件.ppt

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1、篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统激光器的设计与制作激光器的设计与制作 -半导体激光技术半导体激光技术篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统非线性光学非线性光学 研究非线性光学的意义研究非线性光学的意义 非线性光学的研究内容非线性光学的研究

2、内容 非线性光学的发展历史和发展趋势非线性光学的发展历史和发展趋势 非线性光学的典型应用非线性光学的典型应用 典型的非线性光学过程典型的非线性光学过程2篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 非非线线性性物物理理学学和和量量子子力力学学、相相对对论论一一起起构构成成了了现现代代物物理理学学的的基基石石。它它是是研研究究物物质质间间在在强强相相互互作作用用下下普普遍遍存存在在的的非非线线性性现象，也就是研究作用与响应之间

3、的关系是非线性的现象。现象，也就是研究作用与响应之间的关系是非线性的现象。u非线性物理学是现代物理学的重要基石。非线性物理学是现代物理学的重要基石。非线性光学的意义非线性光学的意义l非线性光学是非线性物理学的分支学科非线性光学是非线性物理学的分支学科l非线性光学是现代光学的分支学科非线性光学是现代光学的分支学科光学：光的发射、传播以及光与物质相互作用的学科。光学：光的发射、传播以及光与物质相互作用的学科。激光是强光源。激光是强光源。基于自发辐射的普通光源的光学称之为基于自发辐射的普通光源的光学称之为“传统光学传统光学”；基于受激辐射的激光光源的光学称之为基于受激辐射的激光光源的光学称之为“现代

4、光学现代光学”。非非线线性性光光学学研研究究强强光光与与物物质质相相互互作作用用的的规规律律，极极大大地地丰丰富富了非线性物理学的内容。了非线性物理学的内容。3篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统激光问

5、世之前，人们对光学的认识主要限于线性光学：激光问世之前，人们对光学的认识主要限于线性光学：光束在介质中的传播是相互独立的；光束在介质中的传播是相互独立的；光的频率在传播过程中不会发生变化；光的频率在传播过程中不会发生变化；介质的折射率，吸收系数等和入射光的光强无关，只是入介质的折射率，吸收系数等和入射光的光强无关，只是入射光的频率和偏振的函数射光的频率和偏振的函数 介质的极化强度与光波的电场强度成正比介质的极化强度与光波的电场强度成正比非线性光学是研究激光与物质相互作用的学科非线性光学是研究激光与物质相互作用的学科非线性光学现象是高阶极化现象非线性光学现象是高阶极化现象非线性光学的研究内容非线

6、性光学的研究内容篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 对很强的激光，光波的电场强度可与原子内部的库仑场相对很强的激光，光波的电场强度可与原子内部的库仑场相比拟，媒质极化强度不仅与光场场强比拟，媒质极化强度不仅与光场场强E的一次方有关，而的一次方有关，而且还决定于且还决定于E的更高幂次项，从而导致线性光学中不明显的更高幂次项，从而导致线性光学中不明显的许多新现象非线性光学效应。的许多新现象非线性光学效应。非线性关系非线

7、性关系光对媒质的作用光对媒质的作用媒质响应媒质响应篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统非线性光学与线性光学的区别非线性光学与线性光学的区别篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统l非线性光学效应的分类非线性光学效应的分类按按照照激激光光与与介介

8、质质相相互互作作用用的的方方式式，可可以以分分为为被被动动非非线线性性光学效应和主动非线性光学效应光学效应和主动非线性光学效应。被被动动非非线线性性光光学学效效应应：光光与与介介质质之之间间无无能能量量交交换换；只只是是在在不不同同频频率率的的光光之之间间进进行行能能量量交交换换。如如倍倍频频过过程程，参参量量过程，四波混频等。过程，四波混频等。主主动动非非线线性性光光学学效效应应：光光与与介介质质之之间间有有能能量量交交换换；介介质质的的光光学学参参量量与与光光场场强强度度有有关关。如如非非线线性性吸吸收收饱饱和和吸吸收收，双双光光子子吸吸收收；非非线线性性散散射射受受激激拉拉曼曼散散射射，

9、受受激激布里渊散射等。布里渊散射等。8篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统非线性光学的发展历史非线性光学的发展历史非线性光学的发展大致经历了三个不同的时期非线性光学的发展大致经历了三个不同的时期 19611965年：初期创立阶段年：初期创立阶段 非线性光学效应大量而迅速地出现：光学谐波、光非线性光学效应大量而迅速地出现：光学谐波、光学和频与差频、光学参量放大与振荡、多光子吸收、学和频与差频、光学参量放大与振荡、多光子

10、吸收、光束自聚焦以及受激光散射等。光束自聚焦以及受激光散射等。19651985年：发展成熟阶段年：发展成熟阶段 继续发现新的非线性光学效应：非线性光谱方继续发现新的非线性光学效应：非线性光谱方面的效应、各种瞬态相干效应、光致击穿等；面的效应、各种瞬态相干效应、光致击穿等；对已发现的效应进行更深入的了解，并发展各对已发现的效应进行更深入的了解，并发展各种非线性光学器件。种非线性光学器件。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的

11、系统非线性光学的发展历史非线性光学的发展历史 1985年代至今：应用阶段年代至今：应用阶段从固体非线性效应为主的研究扩展到包括气体、从固体非线性效应为主的研究扩展到包括气体、原子蒸气、液体、固体以至液晶的非线性效应研原子蒸气、液体、固体以至液晶的非线性效应研究；究；由二阶非线性效应为主的研究发展到三阶、五阶由二阶非线性效应为主的研究发展到三阶、五阶以至更高阶效应的研究；以至更高阶效应的研究；由一般非线性效应发展到共振非线性效应的研究；由一般非线性效应发展到共振非线性效应的研究；就时间范畴而言，则由纳秒进入皮秒、飞秒领域。就时间范畴而言，则由纳秒进入皮秒、飞秒领域。篮球比赛是根据运动队在规定的比

12、赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统泡克耳斯泡克耳斯(Pockels)效应和克尔效应和克尔(Kerr)效应效应 某些各向同性的透明物质在某些各向同性的透明物质在电场电场作用下显示出光作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化的现象为电光效应。电光效应包括泡克耳斯的现象为电光效应。电光效应包括泡克耳斯(Pockels)效应和克尔效应和克尔(Kerr)效应。电光效应是指某些各向同性效应。电光

13、效应是指某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性的效的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性的效应。折射率与所加电场强度的一次方成正比改变的应。折射率与所加电场强度的一次方成正比改变的为为Pockels效应或线性电光效应，效应或线性电光效应，1893年由德国物理年由德国物理学家学家泡克耳斯泡克耳斯发现。折射率与所加电场强度的二次发现。折射率与所加电场强度的二次方成正比改变的为方成正比改变的为Kerr效应效应或二次电光效应，或二次电光效应，1875年由英国物理学家年由英国物理学家克尔克尔(John kerr,1824-1907)发现发现篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来

14、决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统泡克耳斯泡克耳斯(Pockels)效应和克尔效应和克尔(Kerr)效应效应一些晶体在纵向电场（电场一些晶体在纵向电场（电场方向与光的传播方向一致）方向与光的传播方向一致）作用下会改变其各向异性性作用下会改变其各向异性性质，产生附加的双折射效应。质，产生附加的双折射效应。例如把磷酸二氢钾晶体放置例如把磷酸二氢钾晶体放置在两块平行的导电玻璃之间，在两块平行的导电玻璃之间，导电玻璃板构成能产生电场导电玻璃板构成能产生电场的电容器，晶体

15、的光轴与电的电容器，晶体的光轴与电容器极板的法线一致，容器极板的法线一致，入射光沿晶体光轴入射。与观察克尔效应一样，用正交偏振片系统入射光沿晶体光轴入射。与观察克尔效应一样，用正交偏振片系统观察。不加电场时，入射光在晶体内不发生双折射，光不能通过观察。不加电场时，入射光在晶体内不发生双折射，光不能通过P2。加电场后，晶体感生双折射，就有光通过。加电场后，晶体感生双折射，就有光通过P2。泡克耳斯效应与所。泡克耳斯效应与所加电场强度的一次方成正比。大多数压电晶体都能产生泡克耳斯效加电场强度的一次方成正比。大多数压电晶体都能产生泡克耳斯效应。泡克耳斯效应与克尔效应一样常用于光闸、激光器的应。泡克耳斯

16、效应与克尔效应一样常用于光闸、激光器的Q开关和开关和光波调制等。光波调制等。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1870,John Kerr demonstrated that the refractive index of a number of solids and liquids is slightly changed by the application of a strong DC fieldJohn Ke

17、rr was born on 17 December 1824.Starting in 1857 he was mathematical lecturer at the Free Church Training College(自由教会大学自由教会大学)in Glasgow(格拉斯哥）格拉斯哥）.1890,Friedrich Pockels（泡泡克克耳耳斯斯）at the University of Gttingen（哥哥 廷廷 根根 大大 学学）studied a related process known today as the Pockels effect.13篮球比赛是根据运动队在规

18、定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1960,Maiman and the first ruby laser14篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 激光器的基本结构激光器的基本结构电泵浦或光浦或光泵浦；浦；造成工作物造成工作物质中粒子数反中粒子数反转分布分布，自

19、自发辐射引射引发受激受激辐射；射；谐振腔振腔对辐射光波射光波选频放大。放大。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统非线性光学的发展历史非线性光学的发展历史1961年年Franken等人在等人在Michigen大学的实验光学倍大学的实验光学倍频实验频实验。非线性光学这个新学科的出现！非线性光学这个新学科的出现！非线性光学这个新学科的出现！非线性光学这个新学科的出现！篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负

20、的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1962 光学和频光学和频Bass等人使用两台波长相差等人使用两台波长相差1nm的红宝石激光器，的红宝石激光器，将两束光入射到将两束光入射到TGS（三甘氨酸硫酸盐）晶体中，（三甘氨酸硫酸盐）晶体中，输出的光束经光谱分析发现包含输出的光束经光谱分析发现包含347nm附近三条附近三条谱线。谱线。22篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间

21、里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统红宝石红宝石 甲苯甲苯 1962年，受激拉曼散射现象年，受激拉曼散射现象 Woodbury和和Ng两人用甲苯研究调两人用甲苯研究调Q红宝石激光器红宝石激光器时，发现出射光束除了红宝石激光线外，还有一时，发现出射光束除了红宝石激光线外，还有一条条766nm的谱线，这条谱线具有与红宝石激光同的谱线，这条谱线具有与红宝石激光同样的传播方向与小的发散角，它的频率相对于红样的传播方向与小的发散角，它的频率相对于红宝石激光下移了宝石激光下移了1345cm-1，频移量正好等于甲苯的，频移量正好等于甲苯的最强拉曼模的振动频率。最强拉曼模的

22、振动频率。二次谐波、光学和频与受激拉曼散射二次谐波、光学和频与受激拉曼散射并列为三种并列为三种最早发现的基本的非线性光学效应。最早发现的基本的非线性光学效应。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1961年年 Kaiser 与与 Garrett：同时吸收：同时吸收两个光子，原子从两个光子，原子从基态跃迁到激发态基态跃迁到激发态。掺铕氟化钙晶体掺铕氟化钙晶体双光子吸收双光子吸收人们还陆续发现了许多新的非线性光学现象，双光

23、子吸收制得人们还陆续发现了许多新的非线性光学现象，双光子吸收制得是介质中的原子是介质中的原子同时吸收两个光子，从基态跃迁到激发态同时吸收两个光子，从基态跃迁到激发态。这。这。这。这个双光子吸收的系数是和入射光强度的平方成正比的。这些现个双光子吸收的系数是和入射光强度的平方成正比的。这些现个双光子吸收的系数是和入射光强度的平方成正比的。这些现个双光子吸收的系数是和入射光强度的平方成正比的。这些现象的发现，大大促进了高分辨率光谱的研究和发展象的发现，大大促进了高分辨率光谱的研究和发展象的发现，大大促进了高分辨率光谱的研究和发展象的发现，大大促进了高分辨率光谱的研究和发展篮球比赛是根据运动队在规定的

24、比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1963年年，饱和吸收效应。当增加入射激光束的强，饱和吸收效应。当增加入射激光束的强度时，介质的吸收系数会减小。利用这种效应，度时，介质的吸收系数会减小。利用这种效应，人们可以在具有较大多普勒宽度的光谱线轮廓中人们可以在具有较大多普勒宽度的光谱线轮廓中得到很窄线宽的饱和吸收下凹。得到很窄线宽的饱和吸收下凹。饱和吸收光谱饱和吸收光谱(saturation absorption spectroscopy)是一种是

25、一种测量原子吸收光谱的技术，通常简称测量原子吸收光谱的技术，通常简称SAS。饱和吸收光谱。饱和吸收光谱的特点是，吸收光谱信号的半高宽没有被多普勒展宽的特点是，吸收光谱信号的半高宽没有被多普勒展宽(Doppler-free)，仅仅由所涉及的原子能级跃迁的线宽和激，仅仅由所涉及的原子能级跃迁的线宽和激光强度决定。光强度决定。饱和吸收效应饱和吸收效应篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统19651965年：年：年：年：Gio

26、rdmaineGiordmaine和和和和MillerMiller光学参量放大和振荡光学参量放大和振荡光学参量放大和振荡光学参量放大和振荡篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统在受激拉曼散射的启示下，与声波激发相关的受在受激拉曼散射的启示下，与声波激发相关的受激布里渊散射，与熵波激发有关的受激瑞利散射，激布里渊散射，与熵波激发有关的受激瑞利散射，与分子取向激发有关的瑞利翼散射等也被观察到。与分子取向激发有关的瑞利翼散射

27、等也被观察到。上世纪上世纪60年代初及中期，在上述非线性现象发现的同年代初及中期，在上述非线性现象发现的同时以时以Bloembergen布鲁姆伯格布鲁姆伯格及他的学生为主基本建及他的学生为主基本建立了立了以介质极化和耦合方程为基础以介质极化和耦合方程为基础的非线性光学理论的非线性光学理论篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统Bloembergen(非线性光学的先驱非线性光学的先驱尼古拉斯尼古拉斯布鲁布鲁姆伯格姆伯格)是

28、非线性光学理论的奠基人。他提出了一个能够描述液体、半导体和金属等物质的许多非线性光学现象的一般理论框架。他和他的学派在以下三个方面为非线性光学奠定了理论基础：物质对光波场的非线性响应及其描述方法；物质对光波场的非线性响应及其描述方法；光波之间以及光波与物质激发之间相互作用的光波之间以及光波与物质激发之间相互作用的理论；理论；光通过界面时的非线性反射和折射的理论。光通过界面时的非线性反射和折射的理论。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是

29、一种得分类型的系统 理论和实验相结合，一系列三阶非线性光学效理论和实验相结合，一系列三阶非线性光学效应也相继发现。而且还发现：只要有足够的光强，应也相继发现。而且还发现：只要有足够的光强，三阶非线性效应存在于所有的介质中。三阶非线性效应存在于所有的介质中。1962 1962年，年，Askaryan(Askaryan(阿斯卡莱恩阿斯卡莱恩)在理论上提出在理论上提出由于折射率随光强变化从而使激光束在传播中可能由于折射率随光强变化从而使激光束在传播中可能出现自聚焦。出现自聚焦。19641964年，年，Hercher(Hercher(赫彻)在一束功率在一束功率为几兆瓦的调为几兆瓦的调Q Q激光束通过固

30、体时，观察到排成许激光束通过固体时，观察到排成许多条线的损伤斑点，斑点的直径只有几个微米。很多条线的损伤斑点，斑点的直径只有几个微米。很快快ChiaoChiao等人提出了自陷模型解释了该现象。等人提出了自陷模型解释了该现象。70 70年代初，光学克尔效应得到实验验证。年代初，光学克尔效应得到实验验证。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统光学相位共轭光学相位共轭光学相位技术是非线性光学较广泛应用的技术之一。在今天的光通

31、讯技术光学相位技术是非线性光学较广泛应用的技术之一。在今天的光通讯技术领域，也用来补偿光纤长距离传输造成的信号畸变，在激光技术领域，用领域，也用来补偿光纤长距离传输造成的信号畸变，在激光技术领域，用来被偿激光束在激光介质内传播产生的光束畸变。来被偿激光束在激光介质内传播产生的光束畸变。相位共轭镜反射光束普通反射镜什么叫相位共轭？如果一个过程中，输出波的相位是输入波相位的复共轭，什么叫相位共轭？如果一个过程中，输出波的相位是输入波相位的复共轭，那么这种过程被定义为相位共轭。换名话说，这种过程把输入波的相位颠那么这种过程被定义为相位共轭。换名话说，这种过程把输入波的相位颠倒。相当于相位共轭的输出波

32、相对于输入波反向地传播，空间发生完倒。相当于相位共轭的输出波相对于输入波反向地传播，空间发生完全反转，这样的相位共轭反射镜，与传统的反射镜完全不同，它将输入波全反转，这样的相位共轭反射镜，与传统的反射镜完全不同，它将输入波的空间形状按原路复制返回的空间形状按原路复制返回.篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统自聚焦现象：光束在材料中被聚焦，自聚焦现象：光束在材料中被聚焦，自聚焦现象：光束在材料中被聚焦，自聚焦现象：光束

33、在材料中被聚焦，使焦点处达到高于固体损伤阈值的使焦点处达到高于固体损伤阈值的使焦点处达到高于固体损伤阈值的使焦点处达到高于固体损伤阈值的功率密度，从而出现损伤斑点功率密度，从而出现损伤斑点功率密度，从而出现损伤斑点功率密度，从而出现损伤斑点自聚焦自聚焦自聚焦的机理：自聚焦是一种感应的透镜效应。光束自聚焦的机理：自聚焦是一种感应的透镜效应。光束在非线性介质中传播时，光束自作用使其波前发生畸在非线性介质中传播时，光束自作用使其波前发生畸变而引起的。变而引起的。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛

34、时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统平面波：平面波：弱会聚波：弱会聚波：强会聚波：强会聚波：发散波：发散波：自聚焦自聚焦篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统19761976年，贝尔实验室的年，贝尔实验室的GibbsGibbs等人利用非线性标准具观察到由等人利用非线性标准具观察到由于折射率随光强变化产生的光学双稳态效应，从而开始了无论于折射率随光强变化产生的光学双稳态效应，从而开

35、始了无论在物理上还是在应用上都是十分重要的非线性光学研究的一个在物理上还是在应用上都是十分重要的非线性光学研究的一个分支：光学双稳态的研究。分支：光学双稳态的研究。光学双稳态光学双稳态光学双稳态技术可以制作出这样的装置，它对光强的透射光学双稳态技术可以制作出这样的装置，它对光强的透射（或反射）有两个稳定的状态，高透、全反。透过率曲线（或反射）有两个稳定的状态，高透、全反。透过率曲线类似于电磁学中的磁滞回线。类似于电磁学中的磁滞回线。吸收型光学双吸收型光学双稳态效应稳态效应篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运

36、动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统F-P腔腔饱和吸收饱和吸收体体I inI outI outI in 光学双稳态器件是依据非线性介质吸收光后，引起非线性光学双稳态器件是依据非线性介质吸收光后，引起非线性折射率变化（色散改变），及共振吸收饱合效应引起的折射率变化（色散改变），及共振吸收饱合效应引起的 如果在一个法布里如果在一个法布里-珀罗干涉仪中填满非线性介质，那么，珀罗干涉仪中填满非线性介质，那么，由于光场感应的折射率，通过该干涉仪的单色光束的透过率由于光场感应的折射率，通过该干涉仪的单色光束的透过率就与光束的强度有关就与光束的强度有关

37、。例如，当干涉仪的间隔被调谐到使透例如，当干涉仪的间隔被调谐到使透过率达到峰值的数值时，当一个强光束照射时，干涉仪便开过率达到峰值的数值时，当一个强光束照射时，干涉仪便开始失谐，这是因为光场感应的折射率已使通过该干涉仪的光始失谐，这是因为光场感应的折射率已使通过该干涉仪的光束产生了一个附加的相位变化。一般，非线性法束产生了一个附加的相位变化。一般，非线性法-珀干涉仪珀干涉仪的透过率是光强的高阶非线性函数，并与干涉仪的初始偏置的透过率是光强的高阶非线性函数，并与干涉仪的初始偏置有关。通常用来实现光强限制、差分放大、双稳态。有关。通常用来实现光强限制、差分放大、双稳态。篮球比赛是根据运动队在规定的

38、比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统7070年代中期发现利用四波混频可以实现相位共轭，年代中期发现利用四波混频可以实现相位共轭，这是非线性光学中一个重要的发现。开拓了非线这是非线性光学中一个重要的发现。开拓了非线性光学相位共轭这个重要的研究领域。性光学相位共轭这个重要的研究领域。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，

39、因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统各种相干瞬态光学效应作为非线性光学的另一类，各种相干瞬态光学效应作为非线性光学的另一类，也在也在60及及70年代初相继提出和实现。年代初相继提出和实现。64年预言并观察到光子回波；年预言并观察到光子回波；67年发现了光学自感应透明；年发现了光学自感应透明；69年预言并观测到光学章动；年预言并观测到光学章动；72年观察到光学自由感应衰减。年观察到光学自由感应衰减。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时

40、计分系统是一种得分类型的系统7070年代开始非线性光学的应用研究：一方面给非年代开始非线性光学的应用研究：一方面给非线性光学注入了持续发展的动力；另一方面研究线性光学注入了持续发展的动力；另一方面研究成果进一步丰富了非线性光学的内容。成果进一步丰富了非线性光学的内容。扩展相干光源扩展相干光源倍频、和频、多倍频：蓝光、紫光、紫外光倍频、和频、多倍频：蓝光、紫光、紫外光差频：红外激光差频：红外激光参量振荡：可见光、近红外、红外、远红外参量振荡：可见光、近红外、红外、远红外可调谐激光器可调谐激光器受激受激RamanRaman散射、四波混频、参量振荡（气散射、四波混频、参量振荡（气体）：紫外光、真空紫

41、外光可调谐激光器体）：紫外光、真空紫外光可调谐激光器篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1990年以来，非线性光学在如下领域取得了重大的年以来，非线性光学在如下领域取得了重大的进展：进展：飞秒区非线性光学性质的研究，以及飞秒化学飞秒区非线性光学性质的研究，以及飞秒化学和飞秒生物学；和飞秒生物学；有源、无源半导体器件在光通信中的应用；有源、无源半导体器件在光通信中的应用；光纤中的非线性光学，光孤子；光纤中的非线性光学，

42、光孤子；大容量、高速光存储大容量、高速光存储X激光器；激光器；压缩态的实验进展；压缩态的实验进展；非线性光学已经成为高科技，尤其是光电子技术、非线性光学已经成为高科技，尤其是光电子技术、光子学、光子技术的基础光子学、光子技术的基础篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统非线性光学的发展趋势：非线性光学的发展趋势：1，从连续、宽脉冲向皮秒、飞秒超短脉冲发展；，从连续、宽脉冲向皮秒、飞秒超短脉冲发展；2，从稳态向动态发展；，

43、从稳态向动态发展；3，从强光非线性向弱光非线性发展；，从强光非线性向弱光非线性发展；4，从基态到激发态向激发态到激发态发展；，从基态到激发态向激发态到激发态发展；5，从共振区向非共振区发展；，从共振区向非共振区发展；6，从研究物质的尺度讲，从宏观向微观发展。，从研究物质的尺度讲，从宏观向微观发展。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4 4 非线性光学的应用非线性光学的应用35篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分

44、多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统36篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二次谐波二次谐波 5 5 几种典型的非线性光学效应几种典型的非线性光学效应光电场光电场极化强度极化强度P是电子产生的电偶极矩是电子产生的电偶极矩37篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的

45、，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1961年，夫朗肯等人利用石英晶体对红宝石激光年，夫朗肯等人利用石英晶体对红宝石激光（0.6943um）进行了二次谐波实验，获得了）进行了二次谐波实验，获得了0.3471um的紫外光的紫外光1962年乔特迈和马克尔等人提出了相位匹配技术，年乔特迈和马克尔等人提出了相位匹配技术，使得二次谐波产生及光混频过程有可能达到较高的使得二次谐波产生及光混频过程有可能达到较高的转换效率转换效率应用：应用：输出波长为输出波长为1.06um，通过二次谐波（

46、，通过二次谐波（SHG）可以产生）可以产生532nm激激光，在通过一次二次谐波可以产生光，在通过一次二次谐波可以产生265nm紫外光。基波分别和紫外光。基波分别和SHG或者或者FHG可以获得三次谐波可以获得三次谐波353nm和五次谐波和五次谐波212nm。用这些新产生的波长去激励可调谐染料激光器，光参量震荡器等，用这些新产生的波长去激励可调谐染料激光器，光参量震荡器等，就可以获得新的可调谐波段。就可以获得新的可调谐波段。光混频不仅可以使激光器的波长向紫外扩展，也可以使它向远红光混频不仅可以使激光器的波长向紫外扩展，也可以使它向远红外扩展外扩展二次谐波产生是非线性光学混频中最典型、最重要、二次谐

47、波产生是非线性光学混频中最典型、最重要、最基本和应用最广泛的技术。最基本和应用最广泛的技术。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.非线性光学基础非线性光学基础极化极化强强度矢量和入射度矢量和入射场场的关系式的关系式为为，光与物光与物质质相互作用的全相互作用的全过过程，可分程，可分为为光作用于物光作用于物质质，引起物，引起物质质极化形成极化极化形成极化场场以及极化以及极化场场作作为为新的新的辐辐射源向外射源向外辐辐射

48、光波的两个射光波的两个分分过过程。原子是由原子核和核外程。原子是由原子核和核外电电子构成。当子构成。当频频率率为为的光入射介的光入射介质质后，引起其中原子的极化，即后，引起其中原子的极化，即负电负电中心相中心相对对正正电电中心中心发发生位移生位移r，形成，形成电电偶极矩偶极矩，定义单位体积内原子偶极矩的总和为极化强度矢量定义单位体积内原子偶极矩的总和为极化强度矢量P，Nonlinear polarizationLinear polarization篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得

49、分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统虽虽然然许许多介多介质质都可都可产产生非生非线线性效性效应应，但具有中心，但具有中心结结构的某构的某些晶体和各向同性介些晶体和各向同性介质质（如气体），极化（如气体），极化强强度矢量表达式中度矢量表达式中的偶的偶级项为级项为零，只含有奇零，只含有奇级项级项（最低（最低为为三三级级），因此要），因此要观测观测二二级级非非线线性效性效应应只能在具有非中心只能在具有非中心对对称的一些晶体中称的一些晶体中进进行，行，如如KDP（或（或KTP）、）、BBO晶体等等。晶体等等。2.二二阶阶非非线线性光学效性光学效应应 现现从波的耦合，分析

50、二从波的耦合，分析二级级非非线线性效性效应应的的产产生生原理，原理，设设有下列两波同有下列两波同时时作用于介作用于介质质：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统介质产生的极化强度应为二列光波的叠加，有介质产生的极化强度应为二列光波的叠加，有篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛