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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 光学材料 » 【求助】倍频是怎么回事？
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aijixie

铁虫 (小有名气)

[交流] 【求助】倍频是怎么回事？

存在一些倍频晶体如KDP，硼酸锂铯等，当激光通过它们时波长会变短，频率增加，这是什么原理？通过它们后激光能量会增强吗?怎么用能量守恒来解释？

[ Last edited by aijixie on 2009-1-7 at 20:44 ]
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气态分子化学动力学

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1楼 2009-01-07 09:55:55
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

mahong

金虫 (小有名气)
★
wuli8(金币+1,VIP+0):感谢您的交流！(*^__^*) ……
倍频是一种二阶非线性效应，频率为w的光经过倍频晶体后一部分变成2w。实现倍频是需要一定条件的，即相位匹配。但是无论如何，倍频效率都不可能是100%的，所以是不会违背能量守恒的。具体请参考非线性光学书。
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2楼2009-01-07 10:05:03
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memser

★
wuli8(金币+1,VIP+0):感谢您的交流！(*^__^*) ……
相位匹配：根据光的偏振态相位匹配可以分为两种类型. 如在和频时, 两束入射光的偏振方向是平衡时, 我们称之为第一类相位匹配. 如是互相垂直则为第二类相位匹配. 相位匹配也可以从调整角度或温度控制所获得.
为了取得更高的转换效率, 入射光束相位矢量和出射光最好能匹配:
Dk=k3-k2-k1=2p3/l3-2pn2/l2-2pn1/l1=0(此为SFG之时) 其中Dk为相位非配匹,kI为l时的相位矢量,nI为lI时的反射系数.
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6楼2009-01-07 10:50:04
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mahong

金虫 (小有名气)
★ ★
lvzhu2007(金币+2):thanks
倍频是有二倍频，三倍频以及更高的倍频。如果观察二倍频，晶体应该是对称的，如果观察三倍频，应该是非对称的，此时二阶非线性系数为0，因为二倍频效应比三倍频强的多。如果观察高阶的倍频，必须要求低阶的非线性系数为0.否则是观察不到的。
匹配分为角度相位匹配和准相位匹配，还有温度相位匹配等。最常见的是角度匹配，角度匹配实际就是要求基频光w和倍频光2w的波矢相同，但是一般情况下，由于色散效应，k（w）和k(2w)是不会相等，但是利用非线性晶体就可能实现，例如基频光的o光与倍频光的e光就有可能实现，这是最简单的情况。
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8楼2009-01-08 12:28:38
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lindlar0078

木虫 (著名写手)

确实反了：二阶必须晶体为非中心对称，而三阶均可！

确实反了：二阶必须晶体为非中心对称，而三阶均可！
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一切从头开始！
10楼2009-01-10 16:30:50
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普通回帖

memser

★
wuli8(金币+1,VIP+0):感谢您的交流！(*^__^*) ……
补充点点因为存在二倍频、三倍频－－－－，即二阶极化波频率为2W,三阶极化波频率为3W，以此类推，但更高阶的倍频效应就很弱了，它与介质的非线性电光系数有关。从能量的守恒角度来说，输出某一频率的光能量自然没有输入光能量高，能量不会增加，相反还会减弱。不过上面说的能量只是相对来说的哈，对于两束相同频率的光倍频后（和频特例），出来的光能量要比要高的，也就是说两个低能量子力学或低频)的光子产生一个高能量光子。我不大明白你说的能量高低是相对什么来说。偶对非线性光学不大了解，现炒现卖，欢迎指正：）

[ Last edited by memser on 2009-1-7 at 10:51 ]
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3楼2009-01-07 10:15:51
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aijixie

铁虫 (小有名气)
太复杂了！相位匹配，非线性效应对于外行来说很陌生，1楼能不能帮忙通俗的解释一下
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4楼2009-01-07 10:17:13
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aijixie

铁虫 (小有名气)
刚写完才看到版主的答案，谢谢！
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5楼2009-01-07 10:19:23
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龟壳

至尊木虫 (著名写手)
★ ★
lvzhu2007(金币+2):thanks
简单讲就是两个基频的光子复合成一个倍频光子w+w=2w.
理论上讲,具有非对称中心的晶体都可以产生倍频效应.一般的非晶态材料是没有二阶非线性光学效应的.不过,可以通过一般极化手段,如激光诱导,热/电场极化等,破坏其宏观的反演对称,获得倍频效应.
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倘若我还生存，自当努力学习！
7楼2009-01-07 16:49:59
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redcrag

木虫 (著名写手)
楼上的弄反了吧，中心对称没有二阶非线性效应，三阶似乎一直都有。
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http://redcrag.spaces.live.com/
9楼2009-01-09 01:09:08
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