准相位匹配

✍ dations ◷ 2025-09-15 12:35:06 #物理学,非线性光学

准相位匹配(Quasi-phase-matching)是非线性光学频率转换的一种重要技术,其思想最早由J. Armstrong等人 {\displaystyle ^{}} .)制作出准周期极化光学超晶格,并用首次利用单束光单块晶体实现了三倍频绿光的产生;1999年,N. Broderick等人制作出第一个二维非线性光子晶体(英语:Nonlinear photonic crystal),并验证了非线性布拉格衍射。现在,非线性光子晶体中的准相位匹配技术已广泛应用于二次,三次和高次谐波的产生,波长转换,参量转换等过程。

非线性过程通过非线性系数实现耦合。除能量守恒,非线性耦合还要求动量守恒,即相位匹配,当相位匹配时,可以获得很高的转换效率,反之,非线性过程就很弱。通常可以采用角度匹配,温度匹配,准相位匹配等方法实现相位匹配。但前二者对光波的传播方向和偏振态要明确要求,一般也不能利用到晶体较大的非线性系数,同时对于不同波长的匹配也很困难,多个非线性过程同时实现更是困难。而准相位匹配则能较好解决这些问题。可以通过一个三波耦合说明准相位匹配原理。考虑一个三波( ω 1 {\displaystyle \mathbf {\omega } _{1}} , 为整数。可以看到,准相位匹配结构可以提供多个倒格矢,这样可以需要选择和合适的倒格矢,从而实现相位匹配。例如选择合适的 G m , n {\displaystyle \mathbf {G} _{m,n}} ,可以得到 k 3 k 2 k 1 + G m , n = 0 {\displaystyle \mathbf {k} _{3}-\mathbf {k} _{2}-\mathbf {k} _{1}+\mathbf {G} _{m,n}=0} ,即相位匹配,从而获得高效率的非线性频率转换。

一维

1. 综述文章 Y.Y. Zhu and N.B. Ming, "Dielectric superlattices for nonlinear optical effects ",Optical and Quantum Electronics,31,1093-1128,(1999),doi:10.1023/A:1006932103769.

2.准周期结构

S. N. Zhu, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, “Quasi-phase-matched third-harmonic generation in a quasi-periodic optical superlattice,” Science 278, 843–846 (1997). doi: 10.1126/science.278.5339.843

K. F. Kashi and A. Arie, “Multiple-wavelength quasi-phase-matched nonlinear interactions,” IEEE J. Quantum Electron. 35, 1649–1655 (1999). doi:10.1109/3.798088

3.非周期结构 B. Y. Gu, B. Z. Dong, Y. Zhang, and G. Z. Yang, “Enhanced harmonic generation in aperiodic optical superlattices,” Appl. Phys. Lett. 75, 2175-2177 (1999).doi:10.1063/1.124956

4.非周期结构 H. Liu, Y. Y. Zhu, S. N. Zhu, C. Zhang, and N. B. Ming, “Aperiodic optical superlattices engineered for optical frequency conversion,” Appl. Phys. Lett. 79, 728-730 (2001)doi:10.1063/1.1381569

5. 非周期结构 T. Kartaloğlu, Z. Gürkan Figen, and O. Aytür, “Simultaneous phase matching of optical parametric oscillation and second-harmonic generation in aperiodically poled lithium niobate,” J. Opt. Soc. Am. B 20, 343-350 (2003)doi:10.1364/JOSAB.20.000343

6.啁啾结构 K. L. Baker, “Single-pass gain in a chirped quasi-phase-matched optical parametric oscillator,” Appl. Phys. Lett. 82, 3841-3843 (2003). doi:10.1063/1.1579848

二维

1. 综述文章 A. Arie, A. Bahabad and N. Habshoosh, “Nonlinear interactions in periodic and quasi-periodic nonlinear photonic crystals,” in Ferroelectric Crystals for Photonic Applications (eds. P. Ferraro, S. Grilli and P. De Natale ) ch.10,259-294 (Springer Verlag, 2008).doi:10.1007/978-3-540-77965-0

2.第一块二维非线性光子晶体 N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, “Hexagonally poled lithium niobate: a two-dimensional nonlinear photonic crystal,” Phys. Rev. Lett. 84, 4345–4348 (2000).doi: 10.1103/PhysRevLett.84.4345

1.^ J.A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, P.S. Pershan (1962). "Interaction between light waves in a nonlinear dielectric". Physical Review 127: 1918. doi:10.1103/PhysRev.127.1918.

2.^ V. Berger (1998). "Nonlinear photonic crystals". Physical Review Letters 81: 4136. doi:10.1103/PhysRevLett.81.4136.

相关

  • 神经细胞神经元(英语:neuron),又名神经原或神经细胞(英语:nerve cell),是神经系统的结构与功能单位之一。神经元能感知环境的变化,再将信息传递给其他的神经元,并指令集体做出反应。神经元占了
  • 啮齿目松鼠形亚目 Sciuromorpha 河狸亚目 Castorimorpha 鼠形亚目 Myomorpha 鳞尾松鼠亚目 Anomaluromorpha 豪猪亚目 Hystricomorpha啮齿目是哺乳动物中的一目,其特征为上颌和下颌
  • 詹姆斯六世詹姆士一世和六世(英语:James I and James VI,1566年6月19日-1625年3月27日),苏格兰国王,称詹姆士六世(英语:James VI),1567年7月24日到1625年3月27日在位,1603年未婚的英格兰女王伊丽莎
  • 工商业工商业包括工业和商业两大部分。
  • 圣地亚古多火山圣地亚古多火山是危地马拉的大型活火山,毗邻克萨尔特南戈,位于科科斯板块和加勒比板块之间的隐没带,属于恰帕斯马德雷山脉(Sierra Madre de Chiapas)的一部分。1902年圣地亚古多
  • 超级杀手合唱团最佳金属乐演奏奖(英语:Grammy Award for Best Metal Performance)2007年〈疯人之眼〉 最佳金属乐演奏奖2008年〈最后的六〉金属之锤金神奖(英语:Metal Hammer Golden Gods Award
  • 史高治·麦克老鸭史高治·麦克老鸭(英语:Scrooge McDuck)也译史高治·麦德,别名史高治叔叔(Uncle Scrooge)、小气叔叔(又有一称叫做“史高治·麦克达克”)或史古寒,是迪士尼公司创作的经典漫画角色
  • 韩熙载夜宴图《韩熙载夜宴图》,据宋《宣和画谱》所载为五代十国南唐画家顾闳中的作品,现存此本摹于宋代,元代汤垕《画鉴》、清代孙承泽《庚子消夏记》、顾复《平生壮观》、《石渠宝笈初编》
  • 应永外寇应永外寇指的是1419年(己亥年,日本应永26年)朝鲜王朝进攻日本对马岛的事件。“应永外寇”日本方面对此战事的称呼,朝鲜则称之为己亥东征、己亥征倭役或者第三次对马岛征伐(제3차
  • 朱启明朱启明(1899年-1958年11月17日),四川省射洪县金华人,曾任立法院立法委员。