为非线性介质波动方程.ppt

可根据有关?线性极化率估计相应二次非线性极化率大小。 所以得 说明二次非线性极化率是各有关频率线性极化率和各频率组合线性极化率乘积 大多数晶体， 具有对称中心结构的晶体 非中心对称结构的晶体 6.1.1 非线性极化和非线性光学 6.1.2 非线性光学中光波的表示方法 6.1.3 非线性极化率的经典理论 6.1非线性光学的物理基础 6.2非线性介质中的电磁波传播方程 6.3位相匹配 6.6受激散射 6.5光参量放大与振荡 6.4倍频和混频 * 光电子学 第六章 非线性光学 第二十讲 湖南大学 物理与微电子科学学院，王玲玲 2012 年 09 月 物理与微电子科学学院 School of Physics and Microelectronics Science §5-4 光辐射的探测方法 §5-3 光辐射探测过程中的噪声 §5-2 光探测的基本物理效应 §5-1 物质中的光吸收 光辐射的探测（回顾第十九讲内容） 　 5 入射光波E(t)=E0cos?t, 照射到光探测器光敏面平均光功率： 入射光子在材料表面被反射及生成后光电子又被复合，单位t形成平均光电子数： ?量子效率。 平均光电子数 光功率 直接探测方法 相干探测方法 探测微弱信号的其他方法 §5-4光辐射的探测方法 §5-3光辐射探测过程中的噪声 §5-2光探测的基本物理效应 §5-1物质中的光吸收 光探测器输出平均光I（P入射光功率）： ? =e?/h?光电转换常数 (5-4-3)直接探测法光电转化关系，光I∝入射光功率，光功率∝E2，光I∝E2. 光探测器有平方率检波特性，平方率器件。 直接探测主要特性参数信噪比。 光电流Ip在负载RL产生输出电功率（信号功率）： 平均光I 输出电功率（信号功率） 输出噪声功率为各噪声源均方功率叠加： 前三项：量子噪声、背景噪声、暗I噪声， 第四项热噪声。信噪比（信号I/噪声I）： 设除量子噪声外，其他噪声略，达最大信噪比极限。(5-3-23)带入(5-4-6)： 信噪比 最大信噪比极限 输出噪声功率 相应等效噪声功率： (5-4-8)理想探测器，不存在内部噪声源及背景噪声结果。 为改进直接探测系统性能，从器件本身及外部电路考虑改进。 电路噪声功率NT表示，[PS输出电功率（信号功率）]，信噪比： 等效噪声功率 信噪比 电路噪声功率（热噪声） 直接探测方法 相干探测方法 探测微弱信号的其他方法 §5-4光辐射的探测方法 §5-3光辐射探测过程中的噪声 §5-2光探测的基本物理效应 §5-1物质中的光吸收 光子、光电子都有统计特征，倍增因子也有起伏，一般 （简写 G2），前面引入过剩噪声系数F是两者比： 理想光电倍增探测器，才有 ，F(G)=1。所有噪声考虑在内，F(G)1，信噪比： 分母前三项量子噪声、背景噪声、暗I噪声； 后两项是漏I及热噪声。G2很大，后两项忽略，(5-4-11)变成： 过剩噪声系数 信噪比 G2很大时 信噪比 NL负载噪声功率（漏I） NT电路噪声功率（热噪声） 实验原理装置图。设信号光与本地振荡光的电场强度： Es, ?s, ?s信号光振幅、频率和初相位； El, ?l, ?l本振光振幅、频率和初相位。 合成光场 信号光E 本地振荡光E 合成光场 基本工作原理 相干探测的噪声 相干检测的优点以及关键问题 直接探测方法 相干探测方法 探测微弱信号的其他方法 §5-4光辐射的探测方法 §5-3光辐射探测过程中的噪声 §5-2光探测的基本物理效应 §5-1物质中的光吸收 光I与光波E平方成正比，光I： 第一、二