铌酸锂中弹性散射参与的频率转换研究

发布时间：2021-06-20 19:39

　　高效的和频产生过程长久以来都是非线性光学领域人们所关注的热门的研究课题。和频过程中的频率转换效率主要取决于进行相互作用的三束光波之间的相位匹配方式。在一些退化的和频过程中,一束基频光可以被散射光代替,散射光来自于入射光与微米量级的折射率不均匀区域的相互作用。这通常会导致许多类型的参数散射过程,并表现出特殊的光学图样,如光点、线状和环形图样等。随着准相位匹配理论的首次提出,它提供了一维和二维非线性晶体中不同几何类型的相位匹配模式,主要为共线型的匹配方式,本文中提出了一种非共线型的完全位相匹配机制,并得到了高效的和频输出。由于散射光辐射至四面八方,总有一个方向的散射光可以与基频光及谐波满足三角型的完全相位匹配关系,这要求晶体处于反常色散状态,此时谐波沿圆锥形辐射输出并在接收平面产生环形图样。一维准周期和二维周期光学超晶格中散射二次谐波圆环的产生已被提出。此外,在一维光子晶体中和频散射圆环也被观察到并报道。这些过程中采用了光学超晶格,并引入了倒格矢参与频率转换过程,弥补了相位失配量。这里,我们通过构建类反常色散环境在铌酸锂（LiNbO₃）体介质中也获得了环形散射圆环。利... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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电极化强度与电场强度与之间的关系

这种由局域性位势所产生的改变传播路径的现象都可以用散射原理来解释。本文主要探讨由于晶体表面及内部的掺杂或缺陷所引起的弹性散射。弹性散射最大的特点是光在介质中发生散射后产生的散射光频率不变。主要有瑞利散射和米氏散射。但是，如果入射光强足够大，那么介质中散射光的频率会发生向左或向右的移动。当一束L 频率的光波入射固体、气体或液体介质时，如果探测到的散射光谱中包含频率与入射光的频率相比有一些改变（s ）的散射光，则称这种散射为非弹性散射。对于频率S L 的散射，我们称之为斯托克斯散射；对于频率 >S L 的散射，我们称之为反斯托克斯散射。非弹性散射的频移量 = L s 往往与介质分子的某些特定振动—转动（纯转动）能级跃迁频率或者与晶体介质中晶格振动声子的频率相对应。频率改变量对应于能级跃迁频率的散射称之为拉曼散射，频率改变量对应于振动声子频率的散射称之为布里渊散射。通常情况下，拉曼散射的频率改变量 比较大，实验中容易观测到。但对于布里渊散射来说，其频率改变量 非常小，所有信号很难被光谱仪探测到。下图（1-2）详细表示出了散射光的各频率分量的光谱。

上海交通大学硕士学位论文，例如胶体溶液、乳状溶液等，由于介质的折射率的不均匀所以会散射的散射体为光的波长的1/10左右，瑞利散射认为散射体的形状可以将不同形状的散射体都近似看成圆球状。瑞利散射作为一种弹射光的频率和入射光的频率相同，散射光的强度分布依赖于散射方光强度与光波长的四次方成反比41/ 。按照这一公式，介质对于强度要比长波长光的散射强度大得多，如空气中微小颗粒对太阳光光的散射要比长波的红色光强至少十倍。太阳光里的短波光大部分阳光的直射角度中剩下的则是的是长波段的成分。所以我们平时看蓝色。但旭日和夕阳呈红色。这是因为早上和晚上时，阳光与大气度辐射，穿过的大气层面积比中午时穿过的大很多，所有的波长较黄光、蓝光等向侧边散射，仅仅剩下红光入射人眼。所以我们看到为红色。下图描述了太阳的辐射光中不同的波长的光被散射的比例


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