非线性光学课件-第三章
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第三次课极化的宏观表述总结极化的微观表述(简略)非线性光学现象(二阶非线性光学效应)极化的宏观表述总结极化的频域表达时域 频域极化率的一般表述极化率张量极化率张量元的含义极化率张量元的对称性极化率张量的补充非线性介质的耦合波方程极化的宏观表述总结—极化的频域表达极化的宏观表述总结—极化张量极化的宏观表述总结—极化张量元的含义极化率张量元的对称性置换对称性全置换对称性kleinman对称性时间反演对称性结构对称性不同符号约定体系下的变换简并因子极化率张量元的补充非线性介质中的耦合波非线性介质的耦合波方程三波混频实例缓变振幅近似振幅随时间变化的情况极化的微观表示微观表示的含义必要性量子力学基础密度矩阵极化的密度矩阵计算方法线性和非线性极化率的微观表示极化的微观表示----含义必要性极化的微观表示----量子力学基础极化的微观表示----极化率的密度矩阵计算方法针对的系统模型极化的微观表示----极化率的密度矩阵计算方法极化的微观表示----极化率的密度矩阵计算方法极化的微观表示----极化率的密度矩阵计算方法回顾经典模型光场中的简谐振子/非谐振子的解极化的微观表示----极化率的密度矩阵计算方法极化的微观表示----极化率的密度矩阵计算方法极化的微观表示—线性极化率和非线性极化率表示极化的微观表示—线性极化率和非线性极化率表示极化的微观表示—线性极化率和非线性极化率表示极化的微观表示—线性极化率和非线性极化率表示极化的微观表示—线性极化率和非线性极化率表示极化的微观表示—物理含义非线性介质中的耦合波方程耦合波方程三波相互作用的耦合波方程考虑三个频率的光波沿Z 轴方向传播,E 1、E 2和E 3垂直射入介质,并有213ωωω+=21213)2(03)2(13132)2(02)2(23231)2(01)2(:),;(2)(:),;(2)(:),;(2)(E E P E E P E E P ωωωχεωωωωχεωωωωχεω-=--=--=z i z i z i e z E z E cn i dz z E d e z E z E cn i dz z E d e z E z E cn i dz z E d κκκωωωχωωωωχωωωωχω∆-∆∆-=--=--=)()(:),;()()()(:),;()()()(:),;()(21213)2(333*13132)2(222*23231)2(111 123k k k --=∆κ忽略二阶以上的高阶非线性效应,则(简并因子D =2)若忽略介质的吸收α=0,,得到相位失配因子若∆κ=0,相当于三光波动量守恒,则三波相互作用是相位匹配的。