非線性光學考試知識答案

1、1說出電極化率的4種對易對稱性，并說明滿足的條件？本征對易對稱性（不需要任何條件）、完全對易對稱性（介質(zhì)無耗）、時間反演對稱性（介質(zhì)無耗）、空間對稱性χ（1）是對稱張量（介質(zhì)無耗）；2說出下式的物理意義：表示由頻率為ωm，場振動方向為x方向的場分量Ex(ωm)，頻率為ωn、場振動方向為y方向的場分量Ey(ωn)以及頻率為ωl，場振動方向為z方向的場分量Ez(ω1)三者間的非線性相互作用所引起的在x方向上的三階非線性電極化強度的一個分量。

2、3對于二次諧波和三次諧波，相干長度的物理意義？參量過程中的位相匹配有和物理意義？舉例說明兩種實現(xiàn)位相匹配的方法？1）Lc物理意義:三次諧波強度第一次達到其最大值的路程長度，典型值為1～100mm.如?K=0，Lc為無窮大。2)位相匹配的物理意義：在位相匹配條件下，二次諧波和三次諧波等非線性效應(yīng)產(chǎn)生過程效率會大到最高，相應(yīng)的位相不匹配條件下，產(chǎn)生效率會大大降低。3）利用晶體的雙折射特性補償晶體的色散效應(yīng)，實現(xiàn)相位匹配。在氣體工作物質(zhì)中，利

3、用緩沖氣體提供必要的色散，實現(xiàn)相位匹配。4為什么參量振蕩器能夠產(chǎn)生連續(xù)輸出頻率，而激光器只能輸出單個頻率？能量守恒ω3=ω1ω2動量守恒n3ω3=n1ω1n2ω2改變溫度、角度(對非常光)、電場、壓力等可改變晶體的折射率，從而改變參量振蕩器的輸出頻率?1，?2。因此參量振蕩器可實現(xiàn)連續(xù)調(diào)諧。而激光振蕩器是利用原子躍遷的機理工作的，不能連續(xù)調(diào)諧。這是參量振蕩器和激光振蕩器的區(qū)別5在拉曼散射中，為何觀察不到高階斯托克斯散射？在受激拉曼散射中

4、，高階斯托克斯散射光卻較強？高階斯托克斯光的散射角有什么變化規(guī)律？由?p，?s非線性作用產(chǎn)生。如一級反斯托克斯散射光??s=?p?v=?p?p?s由?p?p?s通過三階非線性產(chǎn)生。代入上式，一級反斯托克斯散射光只有滿足相位匹配條件：時才能有效地產(chǎn)生。高階斯托克斯光散射角變化規(guī)律：斯托克斯散射光都是沿著與入射光方向成θ角的圓(3)0()()()()exp[()]xxyzmnlxmynzlmnlEEEit??????????????(3)(

5、3)0()3()()()()sppsppsr??????????MPaaa?()()()exp[(2)]ppspsErErEri??????KKr101pss????K=2KKK瑞利散射是指散射粒子線度比波長小得多的粒子對光波的散射，其特點：1、散射光強與入射波長的四次方成反比；2、散射光強隨觀察方向而變，在不同的觀察方向上，散射光強不同；3、散射光具有偏振性，其偏振程度決定于散射光與偶極矩方向的夾角。瑞利散射規(guī)律適用于微粒線度在十分之

6、一波長以下的極小微粒。8相位共軛波的定義？三波混頻，前向四波混頻和后向四波混頻哪一個更重要？為什么？四波混頻有哪些重要的應(yīng)用？設(shè)光波場的復振幅Es(r)為相位共軛波復振幅Ep(r)為結(jié)論：相位共軛波并不是該光波場總表示式的復振幅，而只是其復振幅的復共軛，完全不涉及光場表示式中的時間因子。注:(1)即使，仍表明EP(rt)，ES(rt)是共軛關(guān)系。(2)?(r)由介質(zhì)的不均勻性決定，即與折射率的變化?n有關(guān)；A(r)主要與光吸收和光散射有

7、關(guān)。背向四波混頻更重要；將DFWM相位共軛與TWM相位共軛比較:在DFWM中，若泵浦光E1E2彼此反向傳播，散射光E4就必然地沿入射信號光E3的反向傳播，也就是說對于任意方向的入射光，DFWM過程皆可自動地滿足相位匹配條件，所產(chǎn)生的散射光總是入射信號光的背向相位共軛光。而TWM相位共軛中，對相位匹配條件有苛刻的要求。而前向四波混頻只適用于薄樣品，并且只有波矢滿足K4=2K12K3的散射光才能產(chǎn)生（即需滿足相位匹配）。故背向四波混頻更重要

8、。應(yīng)用：相位共軛諧振腔、自適應(yīng)光學、圖像傳遞、無透鏡成像、實時空間相關(guān)和卷積9你認為二階非線性效應(yīng)中的哪一個效應(yīng)最為重要？三階非線性效應(yīng)中哪一個最為重要？實際應(yīng)用中，作為光開關(guān)人們一般利用Pockels效應(yīng)還是opticalkerr效應(yīng)？二階非線性效應(yīng)中，線性電光效應(yīng)最重要。三階非線性效應(yīng)中，克爾效應(yīng)最重要。作為光開關(guān)，（書上174頁，第5章三階非線性光學效應(yīng)5.1節(jié)克爾效應(yīng)與光克爾效應(yīng)）介紹了光克爾開關(guān)，可以寫人們一般利用光克爾開關(guān)【