非线性光学考试知识答案

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1、非线性光学考试知识答案1说出电极化率的4种对易对称性，并说明满足的条件？本征对易对称性（不需要任何条件）、完全对易对称性（介质无耗）、时间反演对称性（介质无耗）、空间对称性χ2说出下式的物理意义：（1）是对称张量（介质无耗）；(3)?0?xxyz(?m,?n,?l)Ex(?m)Ey(?n)Ez(?l)exp[?i(?m??n??l)t]表示由频率为ωm，场振动方向为x方向的场分量Ex(ωm)，频率为ωn、场振动方向为y方向的场分量Ey(ωn)以及频率为ωl，场振动方向为z方向的场分量Ez(ω1)三者间的非线性相互作用所引起的在x方向上的三阶非线性电极化强度的一个分量。3

2、对于二次谐波和三次谐波，相干长度的物理意义？参量过程中的位相匹配有和物理意义？举例说明两种实现位相匹配的方法？1）Lc物理意义:三次谐波强度第一次达到其最大值的路程长度，典型值为1～100mm.如?K=0，Lc为无穷大。2)位相匹配的物理意义：在位相匹配条件下，二次谐波和三次谐波等非线性效应产生过程效率会大到最高，相应的位相不匹配条件下，产生效率会大大降低。3）利用晶体的双折射特性补偿晶体的色散效应，实现相位匹配。在气体工作物质中，利用缓冲气体提供必要的色散，实现相位匹配。4为什么参量振荡器能够产生连续输出频率，而激光器只能输出单个频率？能量守恒ω3=ω1+ω2动量守恒

3、n3ω3=n1ω1+n2ω2改变温度、角度(对非常光)、电场、压力等可改变晶体的折射率，从而改变参量振荡器的输出频率1，2。因此参量振荡器可实现连续调谐。而激光振荡器是利用原子跃迁的机理工作的，不能连续调谐。这是参量振荡器和激光振荡器的区别5在拉曼散射中，为何观察不到高阶斯托克斯散射？在受激拉曼散射中，高阶斯托克斯散射光却较强？高阶斯托克斯光的散射角有什么变化规律？由?p，?s非线性作用产生。如一级反斯托克斯散射光??s=?p+?v=?p+?p-?s由?p,?p,?s通过三阶非线性产生。*P(3)(?',r)?3??(3)(?,???)Ms0ppsa(?p)a(

4、?p)a(?s)?E(?p,r)E(?p,r)E(?s,r)exp[i(2Kp?Ks)?r]代入上式，一级反斯托克斯散射光只有满足相位匹配条件：?K=2K?K?K'?0ps1s1时才能有效地产生。高阶斯托克斯光散射角变化规律：斯托克斯散射光都是沿着与入射光方向成θ角的圆锥角射出，其波矢均满足一定的矢量关系，所以斯托克斯光都将相对于kp以一定的角度发射。6解释强脉冲通过介质时的自变陡现象？光脉冲的自变陡现象：峰值处n上升，光速下降，而在后沿光强下降，n下降，光速逐渐变大，以至脉冲后面部分的光“赶上”前面部分的光，造成光脉冲后沿变陡。7你知道哪几种散射效应，都有什么

5、特点？拉曼散射、布里渊散射、受激拉曼散射、受激布里渊散射，瑞利散射五种散射效应?受激拉曼散射：强激光照射某些介质时，在一定的条件下，散射光具有受激的性质。@特点：相干辐射；强。(a)明显的阈值性：即只有当入射激光束的光强或功率密度超过一定激励阈值后，才能产生受激喇曼散射效应。(b)明显的定向性：即当入射激光超过一定的阀值后，散射光束的空间发散角明显变小，可达到与入射激光相近的发散角。(c)高单色性：当超过一定的激励阈值后，散射光谱的宽度明显变窄，可达到与入射激光单色性相当或更窄的程度。(d)高强度性：受激喇曼散射光强或功率可以达到与入射激光束相比拟的程度(60~70%)

6、.(e)随时间的变化特性：与入射激光随时问变化的特性相类似，受激散射光脉冲时间可远短于入射激光脉冲的持续时间。?受激布里渊散射①方向：声波和散射光波沿着特定方向----声波与强光波场?的方向相同，散射光?1与强光波场?p的方向相反(此时，增益最大)。②SBS有阈值性(与受激拉曼散射相同)。③受激布里渊散射也是非参量过程。SBS同样可通过耦合波理论获得,仿照(6.7-1)SRS的写法,有：?瑞利散射2dE13i?1(3)??SBS(??1,?p,??p,?1)EpE1dzcn1瑞利散射是指散射粒子线度比波长小得多的粒子对光波的散射，其特点：1、散射光强与入射波长的四次方成

7、反比；2、散射光强随观察方向而变，在不同的观察方向上，散射光强不同；3、散射光具有偏振性，其偏振程度决定于散射光与偶极矩方向的夹角。瑞利散射规律适用于微粒线度在十分之一波长以下的极小微粒。8相位共轭波的定义？三波混频，前向四波混频和后向四波混频哪一个更重要？为什么？四波混频有哪些重要的应用？设光波场的复振幅Es(r)为相位共轭波复振幅Ep(r)为?s(r)??(r)ei?(r)结论：相位共轭波并不是该光波场总表示式的复振幅，而只是其复振幅的复共轭，完全不涉及光场表示式中的时间因子。注:(1)即使，仍表明EP(r,t)，ES(r,t)是共轭