2015叶辉老师第三章课件-浙江大学光电系.ppt

浙江大学光电信息系 集成光电子器件及设计 第三章 * 2.光学非线性极化 介质总的极化强度为： 其中的二阶非线性极化的表达式： 三阶非线性极化的表达式： 浙江大学光电信息系 集成光电子器件及设计 第三章 * 3.光学非线性极化率 [ ]（二阶非线性光学极化率）为三阶张量，一般来说，应该有27个分量，但由于作用于介质的两个光电场先后次序对极化强度P(2)无影响，所以[ ]的后两个下标具有对称性，因而可以将[ ]表为矩阵形式（ ），式中i=1,2,3,n=1,2…6,从而只有18个分量 浙江大学光电信息系 集成光电子器件及设计 第三章 * 非线性阶数 光学非线性效应 n n次谐波产生，nth harmonic generation (NHG) 2 光学整流, Rectification 2 和频与差频发生, Sum- and difference- frequency generation 2 拉曼散射, Raman scattering 2 布里渊散射, Brillouin scattering n n-光子吸收(多光子吸收), n- photon absorption 2，3 强度相关折射(非线性折射), Intensity-dependent refraction 2 光学参量振荡, Optical parametric oscillation (OPO) 3 相位共轭, Phase conjugation 2 诱导失透, induced opacity 2 诱导反射, induced reflectivity n-1 n波混频(如四波混频FWM), n-Wave mixing 4.光学非线性效应及其应用 浙江大学光电信息系 集成光电子器件及设计 第三章 * 5.光参量放大与振荡Optical parametric oscillation (OPO) 是一种二阶非线性光学效应。 强泵浦光ωp,弱信号光ωs， ωp ωs,差频效应产生ωi=ωp-ωs(ωi称为空载频率(idle)）的极化波 再次混频，由于差频效应产生ωp-ωi= ωp-(ωp-ωs)= ωs的极化波 最后产生的ωs如果与最初的信号光ωs位相匹配，则原始的信号光通过这样的光学非线性过程得到放大，称为光参量放大。 将非线性介质放入光学谐振腔中，泵浦光提供的增益超过ωs和ωi的腔体损耗时，产生振荡，即为光参量振荡OPO。 光学参量振荡可以用来获得可调谐的激光输出。 浙江大学光电信息系 集成光电子器件及设计 第三章 * 5.光参量放大与振荡Optical parametric oscillation (OPO) 浙江大学光电信息系 集成光电子器件及设计 第三章 * An All-Silicon Passive Optical Diode 光学非线性效应 非互易器件 NF;notch filter ADF: add-drop filter 85?W，非互易器件 85nW, 互易器件 浙江大学光电信息系 集成光电子器件及设计 第三章 * 浙江大学光电信息系 集成光电子器件及设计 第三章 * 阅读材料： 电光效应与电光调制器部分: 1. linear E-O effects in KH2PO4 and its isomorphs, JOSA 54(12)(1964) 1442 2. E-O properties of some ABO3 provskites in the paraelectric phase, APL 4(8)(1964), 141 3. Determination of the low-frequency linear E-O effects in tetragonal BaTiO3, JOSA 55(7) (1965) 828 4. The Strain-free E-O effect in single-crystal Barium Titanate, APL 7(7)(1965), 195 5. Electrooptic light modulators, AO, 5(10), (1966), 1612 6. 晶体的电光效应， 光学材料与元件制造，p96-109。 声光调制器部分： 声光材料及其应用， “功能材料”， 23(3)(1992), 129 磁光器件部分： An All-Silicon Passive Optical Diode, Science, 335(2012), 447-450 Magneto-optical non reciprocal devices in silicon photonics, Science and Technology o