结构光场动态调制非线性谐波辐射的研究

发布时间：2021-07-29 14:54

　　从激光问世以来,非线性光学在科学的各个领域上都有着非常广泛的研究,非线性切伦科夫辐射等非线性谐波辐射过程也引起了广大研究人员的关注。非线性谐波辐射过程在以往的研究中发现在晶体畴结构上有着明显的增强,所以在之前的研究中主要通过调制非线性晶体的畴结构来调制非线性谐波辐射的产生,比如将畴结构调制成环形、矩形、六角形等,但由于晶体的复杂制作工艺和预先设计的结构的基本限制,我们将结构光场的概念引入到非线性谐波辐射中,能够更加灵活地调制非线性谐波辐射的信号输出。本文我们主要通过理论仿真和实验验证研究了结构光场动态调制非线性谐波辐射过程中的影响。首先研究结构光场通过周期性极化非线性晶体中的切伦科夫型二次谐波,其中基频光的相位被周期性地调制,我们从非线性耦合波方程出发论证了通过调制基频光的结构来动态调制非线性切伦科夫辐射的过程,并通过MATLAB软件对设计出来的光场产生的二次谐波的过程进行了模拟仿真。实验上也验证了不同基波结构参数的结构化基波入射到周期性极化的非线性晶体中产生的切伦科夫型二次谐波。实验结果与理论分析有着很好的匹配性。另外文章中还研究了结构光场在其他的非线性谐波辐射过程的影响,主要研究了... 

【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

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电极化强度随着电场强度的变化(a)弱电场下的线性极化效应(b)强电场作用下的非线

)二次谐波的产生过程(SHG) (b)基频与倍频光的矢量的失配agram of the process of second harmonic generation(SHG) (b) Tmismatch between SH and FW1 2k（1k 和2k 分别表示为两个光束的波矢），为两个光如图 1-2(b)所示。将公式(1-6)和(1-7)代入(1-5)的非线波产生过程的耦合波振幅方程，可分别描述为：2112 1212eff i kzdAidA A edz k c 22 22122eff i kzdAidA edz k c 1 ，effd 为 2 的有效的极化率张量，1A 和2A 分别为损耗近似条件下，即假设1dA dz 0，即整个作用长，则公式(1-8)为 0，这时对公式(1-9)积分就可以得

节通过对非线性的耦合方程进行推导并加以分析，可以得出1-10)可看出， 22I sin c k L 2 频光强和 2sin c k L 2 函数成正相关关系，也和函数中的 知，当传播距离L 不变， k 0(1 22k k满足到相位匹配条特性知 sin c k L 2 1，可以得到2I 的最大输出，如图 1，倍频光的光强会随着作用距离的增大而持续增长，这个过基频光的能量能够一直向倍频光转换，直到完全转换给倍相位不匹配 k 0时，当 从很小增加到使得 k L 2 1时增加，也只出现了小的浮动，即 ，二次谐波的产生过同时倍频光的能量随作用距离的增大周期性的变动，我们为相干长度：1 22cLk k k


本文编号：3309534