非线性光学概要及光电子器件.pptx

第九章 非线性光学概要及光电子器件;一、光与物质相互作用的机理; 若物质中的电子在外场作用下产生位移 r，则每个电子产生一个电偶极矩 p。; 线性光学：电偶极矩与外界电磁场成线性关系。; 当有几种不同频率的光波同时与该物质相互作用时，各种频率的光都线性独立地反射、折射和散射，不会发生新的频率。;二、光的吸收; 在介质中，当光的频率与电偶极子的固有频率一致时，发生共振现象，因而光能被强烈地吸收，在其他情况下表现为透明。; 正常色散：在透明波段（一般吸收），折射率随波长增加而减少。;;（2）色散与经典电磁理论;四、光的散射;（2）拉曼散射;弹性散射;（3）布里渊散射;五、光学中的非线性现象; 激光具有能显示介质非线性所需的高强度辐射场。; 电极化强度中除有频率为零的直流成分外，还有频率为ω的基频成分以及频率为2ω的倍频成分???二次谐波信号）。; 基频激光在非线性晶体中产生倍频极化波，倍频极化波在一定厚度的晶体中一边前进，一边产生倍频次波辐射。倍频次波辐射与倍频极化波相位相差π/2，它们叠加的结果形成最后出射的倍频光。; 两个频率为ω的光子与某些物质相互作用，可产生一个频率为2ω的光子。; 上式各项中，除了有零频项（直流项）和倍频项外，还有和频项以及差频项。这些极化波再辐射，产生相应的零频光、倍频光和频光、差频光。;（3）光学双稳态; 双稳态是一种反转触发器件。光学双稳态用光脉冲作为触发源以启动并选择两种光强状态。; 光数字计算机的核心元件是光学双稳态器件，如光放大器、光开关。;六、光电子学器件; 外光电效应是光照使光敏材料中的电子逸出表面而成为自由电子，即发射电子。内光电效应是光辐射使半导体材料中产生新的载流子而改变其电导率。;微通道板;电光调制器：电场控制 （克尔效应或泡克耳斯效应）; 空间调制器特点：增强输入图象，将非相干光图象转换为相干光图象。;;;