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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 原子、分子&光学 » 有关非线性光学相位匹配 入射角选择问题
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Liebestraum

铁虫 (小有名气)

[求助] 有关非线性光学相位匹配 入射角选择问题

光从不同角度射入双折射晶体感受到的折射率不同，所以波矢k不同。
非线性过程要满足相位匹配，也就是波矢匹配，入射光和出射光的波矢矢量和要为0。
以上都可以理解。
想请教的是为什么说选择合适的入射角就可以满足相位匹配条件？出射光的方向是一定的吗？
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chanson de l'adieu
1楼 2013-04-21 15:58:53
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zhfeng

木虫 (小有名气)
★ ★
华丽的飘过: 金币+2, 3q 2013-04-29 23:17:48
晶体中，e光的折射率与波矢和光轴的夹角有关，o光的折射率与角度无关。入射角不同，e光的折射率就不同。以倍频为例，入射光和出射光的偏振态不同，晶体中，入射光对应o光，出射光对应e光，通常二者的折射率不相等，通过选取不同的入射角，使得入射光和出射光的折射率相等。
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2楼2013-04-22 00:19:45
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zhfeng

木虫 (小有名气)
华丽的飘过: 不用发两遍嘛 2013-04-29 23:18:17
晶体中，e光的折射率与波矢和光轴的夹角有关，o光的折射率与角度无关。入射角不同，e光的折射率就不同。以倍频为例，入射光和出射光的偏振态不同，晶体中，入射光对应o光，出射光对应e光，通常二者的折射率不相等，通过选取不同的入射角，使得入射光和出射光的折射率相等。
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3楼2013-04-22 00:20:01
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Ocean999

捐助贵宾 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
Liebestraum: 金币+2, ★★★很有帮助, 谢谢支持。这些我明白，不明白的是为什么选择入射光的方向就可以。出射光方向一定 还是出射光方向和入射光方向有固定关系？ 2013-04-22 21:47:24
华丽的飘过: 金币+3, 3q 2013-04-29 23:18:39
非线性光学过程要满足两个守恒：能量守恒和动量守恒。根据德布罗意物质波理论，前者确定了出射信号的频率（波长）；后者确定了信号的出射方向，即相位匹配方向。
在理论中，入射光选择任何角度，都应该满足相位匹配关系；但是在实际的实验中，要想满足相位匹配条件，入射光角度不宜过大，我的经验不要超过15°，最好小于5°，同轴是最佳情况。
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4楼2013-04-22 09:47:26
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Liebestraum

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by zhfeng at 2013-04-22 00:20:01
晶体中，e光的折射率与波矢和光轴的夹角有关，o光的折射率与角度无关。入射角不同，e光的折射率就不同。以倍频为例，入射光和出射光的偏振态不同，晶体中，入射光对应o光，出射光对应e光，通常二者的折射率不相等， ...

o光e光不是由晶体决定的吗？
以单轴晶体为例 比如xy轴折射率相同 z轴折射率与他们不同
退一步说 我们选择o光偏振方向入射 为什么出射光一定是e光方向？
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chanson de l'adieu
5楼2013-04-22 21:44:35
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Ocean999

捐助贵宾 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
华丽的飘过: 金币+2, 3q 2013-04-29 23:18:57
引用回帖:
4楼: Originally posted by Ocean999 at 2013-04-22 09:47:26
非线性光学过程要满足两个守恒：能量守恒和动量守恒。根据德布罗意物质波理论，前者确定了出射信号的频率（波长）；后者确定了信号的出射方向，即相位匹配方向。
在理论中，入射光选择任何角度，都应该满足相位匹配 ...

相位匹配是波矢的匹配，波矢是向量，遵循向量叠加原则，入射方向固定，当然出射的方向也就固定了。
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6楼2013-04-23 08:20:03
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Quan428

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
Liebestraum: 金币+5, ★★★很有帮助, 有点启发 谢谢帮助~ 2013-04-28 22:35:37
华丽的飘过: 金币+4, 3q 2013-04-29 23:19:11
引用回帖:
5楼: Originally posted by Liebestraum at 2013-04-22 21:44:35
o光e光不是由晶体决定的吗？
以单轴晶体为例 比如xy轴折射率相同 z轴折射率与他们不同
退一步说 我们选择o光偏振方向入射 为什么出射光一定是e光方向？...

以倍频为例
不管正负单轴还是双轴晶体，折射率都是波长（频率）的单调函数
按你所说，入射是o+o（I类匹配）的情况，要求二次谐波的折射率与基波相同
二次谐波还是o的话，波长变了，折射率一定与这两个o不一样，只有是e光，才有可能折射率与o光的基波相同
建议找本教材的相位匹配条件章节看看
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7楼2013-04-23 11:04:48
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光信小生

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

可以参考美国亚里夫的《现代通信光电子学》第八章：二次谐波的产生及参变放大
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8楼2013-04-27 23:35:35
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Liebestraum

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by Ocean999 at 2013-04-23 08:20:03
相位匹配是波矢的匹配，波矢是向量，遵循向量叠加原则，入射方向固定，当然出射的方向也就固定了。...

波矢是矢量 满足“矢量叠加守恒” 这么说任意给一个入射方向都应该有一个出射方向能满足了？
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chanson de l'adieu
9楼2013-04-28 22:34:27
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