介質(zhì)的色散特性對其分子雙光子吸收的影響.pdf

1、雙光子吸收是介質(zhì)在強(qiáng)光作用下其分子表現(xiàn)出來的非線性光學(xué)效應(yīng)之一，該過程的研究是目前國內(nèi)外光電子領(lǐng)域的熱點研究內(nèi)容之一。描述介質(zhì)雙光子吸收特性的重要物理量是介質(zhì)分子的雙光子吸收截面。根據(jù)目前雙光子吸收的理論，雙光子吸收過程對應(yīng)三階非線性光學(xué)效應(yīng)，也即對應(yīng)分子的三階電極化率。
　　我們在將一維振子經(jīng)典模型中，應(yīng)用到氫原子中，并試圖體現(xiàn)“能級差所決定的躍遷吸收頻率與共振吸收峰對應(yīng)的頻率統(tǒng)一的物理思想”這一過程中發(fā)現(xiàn)：描述介質(zhì)線性吸收的兩

2、個關(guān)鍵物理量：“線性吸收系數(shù)和一階電極化率的虛部”的共振吸收峰在一個頻率上根本無法實現(xiàn)統(tǒng)一。經(jīng)仔細(xì)研究和分析該模型，我們發(fā)現(xiàn)：該模型中的阻尼模型的引入具有一定的“人為性”。根據(jù)電介質(zhì)極化的經(jīng)典理論，極化過程是組成介質(zhì)的原子或分子中的電子在光電場的作用下做受迫振動。而電子的這種受迫振動表現(xiàn)出的是一種交流振蕩行為。論文取得了以下具體結(jié)果。
　　1、將一維振子經(jīng)典模型應(yīng)用到氫原子，推導(dǎo)出了計算一維振子固有頻率的參考公式；通過調(diào)整阻尼系數(shù)

3、，數(shù)值模擬了相應(yīng)的一階電極化率、折射率及線性吸收系數(shù)隨頻率的變化，發(fā)現(xiàn)一階電極化率的虛部峰值與線性吸收系數(shù)的峰值不能在同一個頻率下重合。
　　2、在一維振子經(jīng)典模型的阻尼模型中引入了容抗項，并以氫原子為例，在能極差所給出的躍遷吸收頻率條件下，計算了容抗對一階電極化率的虛部與線性吸收系數(shù)的影響，結(jié)果顯示：阻尼模型中的容抗項的引入可以縮小兩個物理量的峰值所對應(yīng)的波長之間的差距。在一維振子經(jīng)典模型的阻尼模型中進(jìn)一步考慮了感抗的影響。結(jié)果

4、表明，在一維振子原有的阻尼模型的基礎(chǔ)上，考慮容抗和感抗的影響，可以實現(xiàn)一階電極化率的虛部峰值與線性吸收系數(shù)的峰值在能級差所決定的同一個躍遷頻率下重合。
　　3、推導(dǎo)了三階電極化率的實部和虛部，圖示分析了三階電極化率的實部和虛部的曲線隨激發(fā)光的頻率變化特征。將包含有容抗和感抗的阻尼模型帶入到一維非簡諧振子經(jīng)典模型中，分析了三階電極化率隨頻率變化的曲線，從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)出現(xiàn)雙光子吸收，色散比雙光子吸收大很多，所以雙光子吸收效應(yīng)可以略