非線性光學材料的分類

2021-08-26 12:59:38 字數 761 閱讀 9645

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三階非線性光學材料的範圍很廣。由於不受是否具有中心對稱這一條件的限制,這些材料可以是氣體、原子蒸氣、液體、液晶、等離子體以及各類晶體、光學玻璃等,從其產生三階非線性極化率的機制來說也可以很不相同。有些**於原子或分子的電子躍遷或電子雲形狀的畸變;有些**於分子的轉向或重新排列;有些**於固體的能帶之間或能帶以內的電子躍遷;有些**於固體中的各種元激發,如激子、聲子、各種極化激元等的狀態改變。

常見的三階非線性光學材料有:①各種惰性氣體,通常用於產生光學三次諧波、三階混頻,以獲得紫外波長的相干光。②鹼金屬和鹼土金屬的原子蒸氣,如na、k、cs原子及ba、sr、ca原子等,通常用於產生共振的三階混頻、受激喇曼散射、相干反斯托克斯喇曼散射等效應(見受鐳射散射),以實現鐳射在近紅外、可見及紫外波段間的頻率變換及頻率調諧。

③各種有機液體及溶液,如cs2、硝基苯、各種染料溶液等,這些介質由於有較大的三階非線性極化率,常用來進行各種三階非線性光學效應的實驗觀測,例如光學克爾效應、受激布里淵散射、簡併四波混頻及光學位相複共軛效應、光學雙穩態效應等都曾先後在這類介質中進行過實驗研究。④在液晶相及各向同性相中的各種液晶。由於液晶分子的取向排列有較長的弛豫時間,故液晶的各種非線性光學效應有自己的特點,引起人們特殊的興趣。

例如曾用以研究光學自聚焦及非線性標準具等效應的瞬態行為。⑤某些半導體晶體。最近發現有些半導體,如lnsb,在紅外區域有非常大的三階非線性極化率,適合於做成各種非線性器件,例如光學雙穩器件。

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