准相位匹配

✍ dations ◷ 2025-06-08 04:30:43 #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

  • 血浆蛋白血浆蛋白(英语:plasma proteins)——又被称为血液蛋白(英语:blood proteins)——是血浆中的蛋白质,是血液中除了血红蛋白以外的蛋白质。有时也有人用血清蛋白来称呼它,但是血浆蛋白
  • 基因流在群体遗传学中, 基因流动,或称为基因移徙(英语:gene flow),是变异基因从一个种群到另一个种群的转移。 如果基因流动的速率足够高,那么两个种群可以看作是拥有一致的基因多样性,因
  • 姑爷姑爷,是指对父亲的姐妹的丈夫的称谓,即姑丈; 在中国部分地方(如客家聚居地区)含义与“女婿”同。粤语区,称父亲姐妹为姑姐,姑姐的丈夫,便被女方家的人称为姑爷或姑婿,女方晚辈则称为
  • span class=nowrapScClsub3/sub/span氯化钪是一种无机化合物,化学式为ScCl3。它是一种白色、高熔点的离子化合物,极易溶于水。无水氯化钪可以由氧化钪和碳的混合物与氯气反应得到。六水氯化钪可由氧化钪、氢氧化
  • 焦点新闻《焦点新闻》(Z),1969年科斯塔·加夫拉斯执导阿尔及利亚-法国电影。《焦点新闻》是继《大幻影》后第二部获奥斯卡最佳影片奖提名的外语片。
  • 葡萄柚汁葡萄柚汁,又称西柚汁,是由葡萄柚(西柚)果肉榨出的果汁,略带酸味但富含维生素C而被视为一种对健康有益的饮料。但不可与药物并用。葡萄柚汁是千万不能与药物一起服用的,因为葡萄柚
  • 科莫多龙科摩多巨蜥(学名:Varanus komodoensis)又译科莫多巨蜥,俗称科摩多龙,属于巨蜥科巨蜥属,是现存世上体型最大的蜥蜴,仅分布于印度尼西亚的四个岛屿。科摩多巨蜥是现今体型最大的蜥蜴,
  • 汉斯-赫尔曼·霍普汉斯-赫尔曼·霍普(Hans-Hermann Hoppe,1949年9月2日-)是奥地利经济学派经济学家,自由意志主义哲学家,以及内华达大学拉斯维加斯分校的教授。他被许多人认为是目前在世的最知名而
  • 民航飞机民航飞机,又名民航机,包括客机及货机。民航客机是体积大、载客量多的集体运输工具,来往城市之间。客机是定翼飞机,机舱内有座位和洗手间。飞行员(机长 · 副机师 · 二副机师 ·
  • 2010年10月逝世人物列表2010年10月逝世人物列表,是用于汇总2010年10月期间逝世人物的列表。