非线性光学绪论以及预备知识[1]

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1、BeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsNonlinearOpticsNonlinearOptics非线性光学非线性光学ByXiaoguangZhang张晓光DepartmentofPhysicsSchoolofScienceBeijingUniversityofPosts&TelecommunicationsBeijingUniversityofPostsandTelecommunications绪论¢非线性光学的历史回顾¢非线性光学的研究方法¢非线性光学学习参考书1BeijingUniversityofPostsandTelecommuni

2、cations非线性光学的历史回顾激光器的发明为非线性光学的发现提供有效工具¢1958年：Towns,Schawlow(Bell实验室),Prokhorov提出激光器原理(Towns和Prokhorov获1964年Nobel物理奖)¢1960年：Maiman(HughesResearchLabsinCalifornia)制成第一台红宝石激光器：工作波长0.6942µmT.H.Maiman,“Stimulatedopticalradiationinruby,”Nature,Vol.187,pp493,(1960)BeijingUniversityofPostsandTelecommunicati

3、ons非线性光学的历史：60年代：大量非线性光学新现象的发现和机理的研究¢1961年：Franken晶体中光学倍频发现；¢1961年和63年：光学混频（和频与差频）；¢1965年：光学参量放大和参量振荡；¢1962年：受激Raman散射；¢1964年：受激Brillouin散射；自聚焦现象；饱和吸收；光子回波；¢1967年：自感应透明；¢1968年：光学章动。2BeijingUniversityofPostsandTelecommunications70年代：对已经发现的现象进一步研究，利用非线性光学现象发明一些新技术¢1971年：消多普勒展宽饱和吸收光谱学（非线性激光光谱新技术）；¢1974

4、年：相干反StokesRaman光谱学（非线性激光光谱新技术）。¢1972年：相位复共轭技术（可以用来实现畸变波前恢复）；¢1976年：光学双稳态（可以作为光学存储器）80年代以后：进一步发现新现象；更多的研究是将已知效应应用到各个新技术领域¢光学自适应技术；¢光学集成元件和光学计算机；¢光学信息存储与实时全息显示技术；¢光学混沌；¢光纤通信：相干光纤通信、电光效应光调制器、光孤子通信(光Kerr效应—自相位调制、交叉相位调制)、Raman放大器、Raman孤子激光器、利用四波混频进行波长变换、超短脉冲的产生(压缩)与测量。¢发现非线性光学新材料：新晶体、有机物材料、半导体材料BeijingU

5、niversityofPostsandTelecommunications非线性光学理论体系的建立¢1962年：Armstrong,Bloembergen,光场与物质的非线性相互作用；¢1962年：Bloembergen,Pershan,非线性介质表面反射与折射非线性效应；¢1964年：Bloembergen,Y.R.Shen,非线性极化率量子处理；¢1965年：Bloembergen,出版第一本非线性光学著作。3BeijingUniversityofPostsandTelecommunications下面是一些非线性光学理论形成过程中的早期文献BeijingUniversityofPosts

6、andTelecommunications4BeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsBeijingUniversityofPostsandTelecommunications研究非线性光学的方法非线性极化率理论¢经典理论：介质用经典理论解释，光与介质相互作用用耦合波方程处理；¢半经典理论：光场用经典理论处理，非线性介质用量子理论处理；¢全量子理论：光场量子化，非线性介质用量子理论处理；本课程基本用经典理论处理！5BeijingUniversityofPostsandTelecommunications非线性光学的参考书初级教材：¢《现代光学原理

7、》，王仕璠、朱自强，电子工业出版社；¢《现代光学教程》，朱自强、王仕璠，四川大学出版社；¢《光电子学基础》，李家泽、阎吉祥，北京理工大学出版社；较高级的教材（研究生用）：¢《非线性光学》，熊贵光，武汉大学出版社；¢《非线性光学》，范琦康、吴存恺、毛少卿，江苏科学技术出版社；¢《非线性光学》，王奎雄，国防工业出版社；¢《强光光学及其应用》，刘颂豪、赫光生；¢《非线性光学—原理与进展》，钱士雄、王恭明