非線性光學(xué)材料

非線性光學(xué)材料 本文材料來(lái)自 功能材料學(xué) 北京大學(xué)出版社 百度百科等 請(qǐng)勿下載再上傳 簡(jiǎn)介選材依據(jù)分類三階非線性材料有機(jī)和聚合物非線性光學(xué)材料展望 簡(jiǎn)介 非線性光學(xué) 又稱強(qiáng)光光學(xué) 是現(xiàn)代光學(xué)的一個(gè)分支 研究介質(zhì)在強(qiáng)相干光作用下產(chǎn)生的非線性現(xiàn)象及其應(yīng)用 在強(qiáng)光作用下物質(zhì)的響應(yīng)與場(chǎng)強(qiáng)呈現(xiàn)非線性關(guān)系 與場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)的光學(xué)效應(yīng)稱為非線性光學(xué)效應(yīng) 非線性光學(xué)材料就是那些光學(xué)性質(zhì)依賴于入射光強(qiáng)度的材料 主要因?yàn)檫@些性質(zhì)只有在激光這樣的強(qiáng)相干光作用下才表現(xiàn)出來(lái) 簡(jiǎn)介 利用非線性光學(xué)晶體的倍頻 和頻 差頻 光參量放大和多光子吸收等非線性過(guò)程可以得到頻率與入射光頻率不同的激光 從而達(dá)到光頻率變換的目的 這類晶體廣泛應(yīng)用于激光頻率轉(zhuǎn)換 四波混頻 光束轉(zhuǎn)向 圖象放大 光信息處理 光存儲(chǔ) 光纖通訊 水下通訊 激光對(duì)抗及核聚變等研究領(lǐng)域 我國(guó)在非線性光學(xué)晶體研制方面成績(jī)卓著 某些晶體處于世界領(lǐng)先地位 非線性光學(xué)光波導(dǎo)材料 非線性晶體光通行材料 選材依據(jù) 有較大的非線性極化率 有合適的透明程度及足夠的光學(xué)均勻性 能以一定方式實(shí)現(xiàn)位相匹配 材料的損傷閾值較高 能承受較大的激光功率或能量 有合適的響應(yīng)時(shí)間 分別對(duì)脈寬不同的脈沖激光或連續(xù)激光作出足夠響應(yīng) 分類 二階非線性光學(xué)材料 大多數(shù)是不具有中心對(duì)稱性的晶體 常用于光學(xué)倍頻 混頻和光學(xué)參量振蕩等效應(yīng)的晶體材料有兩大類 三階非線性光學(xué)材料 指那些在強(qiáng)激光作用下產(chǎn)生三階非線性極化響應(yīng) 具有強(qiáng)的光波間非線性耦合的材料 范圍很廣 由于不受是否具有中心對(duì)稱這一條件的限制 這些材料可以是氣體 原子蒸氣 液體 液晶 等離子體以及各類晶體 光學(xué)玻璃等 常見(jiàn)三階非線性材料 各種惰性氣體 堿金屬和堿土金屬的原子蒸氣 各種有機(jī)液體及溶液 在液晶相及各向同性相中的各種液晶 某些半導(dǎo)體晶體 三階非線性材料特征參數(shù) 三階非線性系數(shù) X 3 響應(yīng)時(shí)間 光損傷閥值 三階非線性材料分類 按性質(zhì)分為 氣體材料 液體材料 玻璃材料 半導(dǎo)體材料 有機(jī)聚合物材料 有機(jī)和聚合物非線性光學(xué)材料 有機(jī)和聚合物作為非線性光學(xué)材料具有許多無(wú)機(jī)材料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn) 有機(jī)和聚合物非線性光學(xué)系數(shù)要比已經(jīng)得到使用的無(wú)機(jī)晶體高一至兩個(gè)量級(jí) 響應(yīng)時(shí)間短 有機(jī)化合物的光學(xué)損傷閥值較高 可根據(jù)非線性效應(yīng)的要求來(lái)進(jìn)行分子設(shè)計(jì) 具有優(yōu)異的可加工型 易于成材 而且可以晶體 薄膜 塊材 纖維等多種形式來(lái)利用等等 有機(jī)二階非線性光學(xué)晶體 尿素及其衍生物 甲酸鹽類 苯基衍生物 主要缺點(diǎn) 熔點(diǎn)較低 機(jī)械性能差 熱穩(wěn)定性以及抗潮解性不好 生長(zhǎng)高質(zhì)量大尺寸單晶困難等 有機(jī)三階非線性光學(xué)材料 有機(jī)染料類 共軛有機(jī)聚合物 有機(jī)金屬類 電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合體系 富勒烯分子簇 三階非線性材料前景 三階非線性光學(xué)材料是處于開(kāi)發(fā)研究中的材料 分子工程和分子設(shè)計(jì)為人們提供了優(yōu)化有機(jī)和生物分子材料性能良好手段 探索高非線性極化率 超快響應(yīng) 低損耗的三階非線性光學(xué)材料的工作正在展開(kāi) 有機(jī)聚合物和半導(dǎo)體材料已能做到靈敏和快速響應(yīng) 是較有使用前景的三階非線性光學(xué)材料 三階非線性光學(xué)材料預(yù)期主要應(yīng)用于全光型光信息處理器件 光學(xué)雙穩(wěn)器件 光互連器件等 非線性光學(xué)材料展望 非線性光學(xué)材料是未來(lái)光電子技術(shù)的重要素材 這幾年發(fā)展很快 這門(mén)新學(xué)科需要融匯光學(xué) 化學(xué) 物理學(xué) 材料學(xué) 結(jié)晶 計(jì)算機(jī)等多學(xué)科知識(shí) 目前成熟的理論還沒(méi)有完全建立 研究還處于化合物篩選階段分子結(jié)構(gòu)與宏觀倍頻效應(yīng)的關(guān)系以及許多結(jié)晶方面的問(wèn)題有待于解決 但短短幾年的成就