《二阶非线性maker条纹测试及模拟》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二阶非线性maker条纹测试及模拟（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、武汉理工大学 硕士学位论文 二阶非线性Maker条纹测试及模拟 姓名：何漩 申请学位级别：硕士 专业：材料学 指导教师：刘启明 20100501 武汉理I ：人学硕士学位论文 中文摘要 随着激光的发现及应用，人们越来越关注物质在强光辐照的下所产生光倍 频、光参量振荡等非线性现象。这些现象在实际中得到广泛的应用，尤其在光电 子器件中的运用使得非线性光学这门学科成为许多学者关注的热点。 本文根据麦克斯韦方程及电磁波在界面上的边界条件，分析入射基频光穿过 空气样品界面、在非线性介质中产生倍频光，以及穿透样品空气界面后三个步 骤，得到经激光与二阶非线性介质作用后，得到倍频光与基频光大小及方向的关 系，
2、分析这两束光相位匹配的过程，采用M a t h C A D 软件对波长为1 0 6 4 n m 的基 频光在二阶非线性介质中的传播进行M a k e r 条纹模拟，得N - 阶非线性介质中产 生的波长为5 3 2 n m 的倍频光的模拟公式。 采用M a k e r 条纹测试法，利用波长为1 0 6 4 n m 的基频光穿过围绕一转轴进行 转动的石英晶体样品、电场温度场极化后的硫系玻璃样品及微晶玻璃样品，根 据样品光滑表面与基频光光束之间的夹角的改变，来获得5 3 2 n m 的倍频光的空 间周期分布的对称干涉条纹。将所得到的M a k e r 条纹分别与晶体、电场温度场 极化后的硫系玻璃及极
3、性微晶玻璃样品的实际的测量结果相对比，可以得到所模 拟的程序与倍频晶体的M a k e r 测量结果相吻合，对于极化后的硫系玻璃及极性微 晶玻璃样品，在一定范围内模拟结果与测量结果相一致。本文对所得到的模拟计 算方法进行理论分析，可以得到实验过程中偏振光的方向及样品结构的对称性等 对其二次谐波的大小及方向的影响。从而对样品制备、M a k e r 条纹测试的实际操 作过程及二阶非线性极化机理有一定的指导意义。 关键字：二阶非线性；M a t h C A D 软件；M a k e r 条纹测试；模拟 武汉理工人学硕十学位论文 A b s t r a c t W i t ht h ed i s c
4、 o v e r ya n da p p l i c a t i o no fl a s e r , t h eo p t i c a ln o n l i n e a rp h e n o m e n o n w h i c hw a si n d u c e db yi r r a d i a t i o no fl a s e r si nt h em a t e r i a l s ，s u c ha so p t i c a l s e c o n d h a r m o n i cg e n e r a t i o n ，a n do p t i c a lp a r a m e
5、t r i co s c i l l a t o rS Oo n , h a sb e e na p p l i e d w i d e l ye s p e c i a l l yi np h o t o n i cd e v i c e s T h e s ed e v e l o p m e n t so fa p p l i c a t i o n sm a k et h e n o n l i n e a ro p t i c sb e c o m et h ef o c u so fi n v e s t i g a t i o no f r e s e a r c h e r s
6、 I nt h i sp a p e r , w ea n a l y z e dt h r e es t e p sa c c o r d i n gt ot h eM a x w e l le q u a t i o n sa n d b o u n d a r yc o n d i t i o n s ，t h et r a n s m i s s i o no ff u n d a m e n t a lw a v ef r o ma i rt on o n l i n e a r m e d i u m ，t h es e c o n dh a r m o n i cg e n e
7、r a t i o n i nt h en o n l i n e a rm e d i u ma n dt h e t r a n s m i s s i o no ff u n d a m e n t a la n dd o u b l ef r e q u e n c yw a v ef r o mn o n l i n e a rm e d i u mt o a i r A c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so ft h e s et h r e es t e p s ，t h er e l a t i o n so fa m p l i t
8、u d e sa n d d i r e c t i o n sb e t w e e nf u n d a m e n t a lw a v ea n dd o u b l ef r e q u e n c yw a v ew e r eo b t a i n e dt o i n v e s t i g a t et h ep r o c e s so fp h a s em a t c h i n g T h es o f t w a r eM a t h C A DW a sp e r f o r m e dt o s i m u l a t et h ep r o c e s so
9、fp h a s em a t c h i n gt oo b t a i nt h ei n t e n s i t yf o r m u l ao fd o u b l e f r e q u e n c yw a v eg e n e r a t e di nt h en o n l i n e a rm e d i u m W h e nt h ef u n d a m e n t a lw a v et r a n s m i t t e dt h eq u a r t z ，c h a l c o g e n i d eg l a s s e sp o l e d b ye l e
10、 c t r i c a l t h e r m a lf i e l d so rc r y s t a l l i z e dg l a s s e sw h i c h w e r er o t a t e do n o n ea x e ，t h e a n g l e sb e t w e e nt h es a m p l es u r f a c ea n df u n d a m e n t a lw a v ew o u l db ev a r i e d D u et o t h i sv a r i a t i o n , t h ep e r i o d i c a l
11、i n t e r f e r e n c ef r i n g e sw e r es p a t i a l l yo b t a i n e d C o m p a r i n g w i t ht h es i m u l a t e dr e s u l t so fM a k e rf r i n g e sa n dt h o s et h r e ek i n d so fs a m p l e s ，w e a n a l y z e dt h e o r e t i c a l l yt h es i m u l a t i o nm e t h o di nt h i s
12、p a p e ra n dt h ea d a p t a b i l i t yo ft h i s m e t h o dt od i f f e r e n ts e c o n dn o n l i n e a rm a t e r i a l s F o rq u a r t z ，t h es i m u l a t e dr e s u l t sw e r e s u i t a b l et oe x p e r i e n c er e s u l t s H o w e v e r , t h e s es i m u l a t e dr e s u l t sw e
13、 r ea l s os u i t a b l et o t h o s ee x p e r i e n c er e s u l t st os o m ee x t e n t I nt h i sp a p e r , t h ei n f l u e n c eo fp o l a r i z e d d i r e c t i o na n ds a m p l e s s y m m e t r yo nt h ei n t e n s i t ya n dd i r e c t i o no fs e c o n dh a r m o n i c g e n e r a t
14、i o n ( S H G ) h a sb e e no b t a i n e d T h e s ec o n s e q u e n c e sw e r ed i r e c t i v es i g n i f i c a n c e t of a b r i c a t i o no fs a m p l e s ，e x p e r i e n c eo fM a k ef r i n g em e a s u r e m e n ta n du n d e r s t a n do f s e c o n d o r d e rn o n l i n e a rm e c h
15、 a n i s m K e y w o r d s ： S e c o n dn o n l i n e a r i t y ；T h es o f t w a r eM a t h C A D ；M a k e r f r i n g e s M e a s u r e m e n t ；S i m u l a t i o n 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同
16、志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：尘蜀遂一 日期：丝丝：12 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保 留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：生至塑 导师签名：日期：加f o r 多f 武汉理一J ：人学硕七学位论文 1 1 非线性光学的发展 第1 章绪论 非线性光学的早期工作可以追溯到1 9 0 6 年泡克耳斯效应的发现和1 9 2 9 年克 尔效应的发现。直至激光的出现，才使得非线性光学发展成为今天这样一门重要 学科。在激光出现之前，光学是一门研究弱光束在介质中传播规律的科学。在光 的反射、折射、透射、吸收、干涉、衍射和散射等现象中，光波的频率是恒定没 有发生变化的，同时它满足波的线性叠加原理，因此，这种研究光学现象的学科 被称为线性光学。但是，当激光这类强光在介质中传播时，则会出现许多新的现 象，如光参量振荡、
