B积分

科技工作者之家 2020-11-17

B积分是在非线性光学中对于光非线性相位移的量测,是计算激光光束中最不稳定空间频率的指数成长程度,在数值上等效于延著激光系统光轴的非线性相位移。

简介B积分是在非线性光学中对于光非线性相位移的量测,是计算激光光束中最不稳定空间频率的指数成长程度,在数值上等效于延著激光系统光轴的非线性相位移。

若用多通道的激光系统来计算非线性相互作用的累计量,其积分为:

其中是延著光轴的光强度,在光束方向上的位置,是量测克尔非线性的非线性因子。因为是折射率的非线性变化,因此可以知道B积分是经过此设备通道上累计的非线性相位移。

B积分常用在超快放大器(ultrafast amplifier)上,像是再生放大器中泡克耳斯盒之类的光学元件。1

非线性光学非线性光学主要用来研究非线性的光学现象和理论。

介质产生的极化强度决定于入射光的电场强度,其作用可用多项式展开成多阶形式.在通常的弱光条件下,高阶项因为系数很小而可以忽略,此时可近似看成一种线性关系。但是在强激光场作用下(通常在10V/m左右,由激光脉冲提供),极化强度的高阶项强度不可被忽略,非线性作用出现,从而可以实现光和光之间的相互作用。入射光的强度越高,高阶非线性效应越明显。非线性光学直到激光出现后,人们对二次谐波产生的发现才发展起来。(Peter Franken et al. at University of Michigan in 1961)

非线性光学包括光学倍频、混频、参量振荡、克尔效应、光孤子等现象。利用强度极高的飞秒激光可以产生高达上百倍的倍频效应,可以用来产生深紫外光和软 X 射线。常用于产生非线性效应的物质有铌酸锂、钽酸锂、磷酸氧钛钾(KTP)、磷酸二氢钾(KDP)、偏硼酸钡(BBO)等晶体(具有高的2阶非线性系数)及稀有气体(主要用于产生高阶非线性效应)。光参量振荡(OPO)是目前产生大范围连续可调波长(波长从红外到可见光甚至紫外光)激光的唯一方法。2

空间频率空间频率,就是在每单位长度上,出现几个同样的几何结构。如果同样的几何结构重复的距离为λ,那空间频率就是λ的倒数。

这个概念与力学中的波动类似,λ可以视为周期T,f就是频率ν。3

克尔效应克尔效应(Kerr effect),也称“二次电光效应”,是物质因响应外电场的作用而改变其折射率的一种效应。克尔效应与泡克耳斯效应不同,前者感应出的折射率改变与外电场平方成正比,后者则与外电场成线性关系;前者可以在液体或非晶物质出现,后者只出现于没有对称中心的晶体物质。克尔效应或多或少会出现在每一种物质,但在某些液体会比较显著。这效应最先由苏格兰科学家约翰·克尔(John Kerr)在1878年发现。

克尔效应又分为克尔电光效应与克尔光学效应。3

相关条目克尔效应

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所

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