非線性光學(xué)晶體性能測試的方法研究.pdf

1、非線性光學(xué)材料在激光、光電子、光通信等產(chǎn)業(yè)中占有非常重要的地位，并且在調(diào)制開關(guān)、遠(yuǎn)程通信及信息處理等領(lǐng)域也一直是加速發(fā)展的趨勢。隨著非線性光學(xué)晶體性能的改進(jìn)以及新晶體的開發(fā)，對這些晶體的光學(xué)性能的測試一直是非常重要和基礎(chǔ)的，且對于非線性光學(xué)晶體性能測試的方法也是在不斷更新和完善。本文主要對下面的幾種測量方法進(jìn)行了研究:
　　1.總結(jié)了傳統(tǒng)單光束Z掃描技術(shù)的理論及測量原理，分析傳統(tǒng)單光束Z掃描技術(shù)測量裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)若樣品位置能夠

2、固定不動，那么就可以測量在晶體上施加外電場、溫度或壓力等條件下的晶體的特性參數(shù)。據(jù)此，提出了變焦距Z掃描技術(shù)。即使用具有不同焦距的透鏡來移動焦點(diǎn)的位置，從而改變樣品相對焦點(diǎn)位置z以實(shí)現(xiàn)Z掃描。經(jīng)理論推導(dǎo)及初步的實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，由于焦距的變化，導(dǎo)致每次焦點(diǎn)所在位置處的束腰半徑以及遠(yuǎn)場光屏上的光斑半徑也隨之而變，這兩點(diǎn)因素對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集造成了非常大的影響。針對這兩點(diǎn)影響因素，我們采取以下兩點(diǎn)來進(jìn)行修正:一是根據(jù)焦點(diǎn)處束腰半徑與焦距的關(guān)系

3、對測量得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正;二是根據(jù)遠(yuǎn)場光屏上光斑半徑與焦距的關(guān)系使光屏上的小孔半徑也隨焦距變化而變化，以確保在測量過程中即使焦距變化也能使小孔的透過率恒定不變。根據(jù)修正后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到Z掃描曲線，并計(jì)算出晶體的三階非線性折射率系數(shù)及三階非線性吸收系數(shù)，實(shí)驗(yàn)得到的測量曲線及計(jì)算數(shù)據(jù)基本與利用傳統(tǒng)Z掃描技術(shù)得到的結(jié)果保持一致，從而證明此方法切實(shí)可行，也對上述所說潛在的研究提供了參考。
　　2.對磁場與光在某些介質(zhì)中的相互作用進(jìn)行了

4、深入分析討論，主要介紹了磁光折變效應(yīng)及磁光效應(yīng)中的磁致旋光效應(yīng)（法拉第效應(yīng)）和磁光克爾效應(yīng)，結(jié)合這兩種效應(yīng)我們猜想:若某一方向的偏振光，入射到位于磁場方向平行于介質(zhì)光軸方向的介質(zhì)中時，由于磁場對非線性光學(xué)介質(zhì)的作用是也否會導(dǎo)致光偏振方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。根據(jù)此猜想設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)光路進(jìn)行研究觀察，利用馬赫一曾德干涉光路形成干涉光柵來進(jìn)行測量。由于此偏轉(zhuǎn)角非常小，加磁場后，只能觀察到前后兩副光柵是有差異的，但不明顯，且條紋移動量太小，肉眼不易觀察到。經(jīng)

5、研究，對實(shí)驗(yàn)光路進(jìn)行改良，在馬赫()曾德干涉光路中用楔形棱鏡代替其中的一個反射鏡，利用楔形棱鏡前后表面的反射，使光路中同時存在一強(qiáng)一弱兩副干涉光柵，兩光柵之間存在著微小的夾角，于是生成了一副莫爾條紋，就可以進(jìn)一步放大光柵線的移動。再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測，確實(shí)觀察到了莫爾條紋的移動，驗(yàn)證了猜想。只是具體的數(shù)值計(jì)算還有待進(jìn)一步分析。
　　3.對Kramers-Kr(o)nig色散關(guān)系進(jìn)行了討論，并基于此關(guān)系討論了折射率與吸收系數(shù)（或消光系數(shù)