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
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文檔簡(jiǎn)介
1、本文主要分為兩個(gè)部分,第一部分著重于對(duì)鐵電晶體疇反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和疇壁的制備以及其非線性光學(xué)現(xiàn)象的研究,第二部分主要研究了類(lèi)反常色散介質(zhì)中的非線性頻率轉(zhuǎn)換過(guò)程。
鐵電晶體作為一種重要的功能材料,因其具有自發(fā)極化可以被電場(chǎng)反轉(zhuǎn)的性質(zhì)而在非線性光學(xué)中具有重要的應(yīng)用。隨著人們對(duì)于鐵電晶體的研究,4T鐵電體中自發(fā)極化的方向不相同的區(qū)域之間的界壁——疇壁區(qū)域所變現(xiàn)出的新特性逐漸引起人們的關(guān)注。我們首先在實(shí)驗(yàn)上制備了高準(zhǔn)直,占空比好的高質(zhì)量疇反轉(zhuǎn)
2、和疇壁,而后深入研究了基于疇壁上增強(qiáng)的非線性效應(yīng)產(chǎn)生的新現(xiàn)象。由于疇壁對(duì)非線性切倫科夫輻射的增強(qiáng)效應(yīng),我們?cè)O(shè)計(jì)了多階級(jí)聯(lián)產(chǎn)生高階切倫科夫諧波的實(shí)驗(yàn)方案,并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了切倫科夫高次諧波的輻射角度與基頻光波長(zhǎng)以及樣品周期之間的依賴關(guān)系。通過(guò)對(duì)諧波出射強(qiáng)度的橫向掃描,我們發(fā)現(xiàn)高次諧波的強(qiáng)度峰值周期與疇壁的周期一致,這表明了疇壁是產(chǎn)生切倫科夫高次諧波的有效區(qū)域。
鐵電疇壁作為超薄的特殊光學(xué)界面,對(duì)于傳播的基頻光場(chǎng)具有定域性,即非線性響應(yīng)
3、被局域在疇壁區(qū)域,從而對(duì)于光的二階非線性頻率轉(zhuǎn)換過(guò)程產(chǎn)生調(diào)制作用使得諧波以非線性切倫科夫輻射形式產(chǎn)生。在本文中,我們分析了疇壁對(duì)于非線性極化波的調(diào)制作用并得到調(diào)制加快的非線性極化波相速度公式,在一定條件下,使得在傳統(tǒng)的反常色散區(qū)域非線性極化波的相速度可以打破速度閾值的限制從而產(chǎn)生切倫科夫輻射。
4T在第二部分中我們基于晶體雙折射效應(yīng)提出了類(lèi)反常色散介質(zhì)的概念,即當(dāng)入射光與諧波具有不同偏振時(shí),可以在正常色散的介質(zhì)中模擬類(lèi)反常色散
4、的環(huán)境。通過(guò)這種特定的相位匹配機(jī)制,我們研究了類(lèi)反常色散中的非線性切倫科夫和頻產(chǎn)生,分析了簡(jiǎn)并的非線性切倫科夫和頻和傳統(tǒng)的共線二次諧波產(chǎn)生的異同點(diǎn),并實(shí)現(xiàn)在一塊非線性晶體中連續(xù)實(shí)現(xiàn)正常色散,簡(jiǎn)并和反常色散的非線性切倫科夫輻射。
對(duì)于一維光子晶體散射協(xié)助的圓錐形二次諧波產(chǎn)生的相位匹配條件分析我們得出利用類(lèi)反常色散介質(zhì)可以打破正常色散介質(zhì)中對(duì)于光子晶體的最大周期限制,并在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了一維光子晶體以及體介質(zhì)中的環(huán)狀散射倍頻以及和頻的
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