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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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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。
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.
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。
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!
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 ]
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
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!
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.
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。
http://redcrag.spaces.live.com/
9楼2009-01-09 01:09:08
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