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⑺生长工艺比较容易,能得到足够大的晶体,在位相匹配方向上达到可用长度。
⒈磷酸二氢铵(ADP)、磷酸二氢钾(KDP)、磷酸二氘钾(DKDP)、砷酸二氘铯(DCDA)、砷酸二氢铯(CDA)等晶体。
它们是产生倍频效应和其它非线性光学效应的一类具有代表性的晶体,适用于近紫外可见光区和近红外区,其损伤阈值大。
它们的二次非线性电极化系数大,而且LN、BNN等晶体的折射率对温度敏感,并且与色散效应的温度变化特性不同,可适当调节温度实现非临界匹配,它们适用于可见光区和中红外区(-5μ)。LN在光照下易产生折射率变化,有光损伤现象;BNN的损伤阈值比LN高,但固熔区域较宽,组分易变动而导致光学均匀性变差,较难得到性能优良的大型晶体;铌酸钾不存在固熔区,有可能得到光学性质均匀的大型晶体;α型碘酸锂是水溶液生长晶体,能培养出光学质量好的大型晶体,且损伤阈值比BNN晶体高,缺点是不具有非临界匹配能力。
它们的二次非线性电极化系数比前两类的晶体更大,适用于较宽的红外波段。但除硒、碲外,多数晶体无双折射效应,不能实现位相匹配。
其中,偏硼酸钡和三硼酸锂晶体是我国于20 世纪80 年代首先研制成功的, 具有非线性光学系数大、激光损伤阈值高的突出优点, 是优秀的激光频率转换晶体材料,在国际上引起了很大
的反响。适用于紫外波长段,其中KBBF等甚至适合与深紫外波长短。用于和频、差频和光的参量振荡效应的非线性光学晶体的基本要求和倍频晶体相同。
倍频技术 原子是由原子核和核外电子构成。当频率为w的光入射介质后,引起介质中原子的极化,即负电中心相对正电中心发生位移r形成电偶极矩m=er ,其中e是负电中心的电量.我们定义单位体积内原子偶极矩的总和为极化强度矢量P=Nm,N是单位体积内的原子数。极化强度矢量和入射场的关系式为
其中…分别称为线性极化率、二级非线性极化率、三级非线性极化率…。并且在一般情况下…,每增加一次极化,值减小七八个数量级。由于人射光是变化的,其振幅为,所以极化强度也是变化的。根据电磁理论,变化的极化场可作为辐射源产生电磁波——新的光波.在入射光的电场比较小时(比原于内的场强还小),等极小,P与E成线性关系为, 新的光波与入射光具有相同的频率,这就是通常的线性光学现象。但当入射光的电场较强时,不仅有线性现象,而且非线性现象也不同程度地表现出来。新的光波中不仅含有入射的基波频率,还有二次谐波、三次谐波等频率产生,形成能量转移,频率变换。这就是只有在高强度的激光出现以后,非线性光学才得到迅速发展的原因。设有下列两波同时作用于介质:
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