2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：有機(jī)非線性光學(xué)晶體

有機(jī)非線性光學(xué)晶體有機(jī)非線性光學(xué)晶體分子的可剪裁性質(zhì)范德瓦耳斯鍵和氫鍵熔點較低，硬度較小非線性光學(xué)系數(shù)高雙折射率過大、接收角小、非線性光學(xué)系數(shù)與透光波段矛盾、熔點低、易潮解比無機(jī)晶體高1-2個數(shù)量級的非線性光學(xué)系數(shù)，大光損傷閾值（GW/cm2），超快響應(yīng)時間（亞皮秒至飛秒）有機(jī)非線性光學(xué)晶體甲酸鹽類晶體LAP晶體、DLAP晶體有機(jī)非線性光學(xué)晶體分子工程學(xué)、有機(jī)非線性光學(xué)效應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移理論模型MHBA晶體：半導(dǎo)體激光器直接倍頻晶體金屬有機(jī)絡(luò)合物（配合物）非線性光學(xué)晶體，集無機(jī)與有機(jī)非線性光學(xué)晶體與一身問題:大波導(dǎo)傳播損耗等非線性光學(xué)晶體材料發(fā)展展望1.紅外波段、尤其是遠(yuǎn)紅外波段非線性光學(xué)材料晶體2.真空紫外非線性光學(xué)晶體3.新型電光和新型光折變晶體4.激光自倍頻晶體1.紅外波段、尤其是遠(yuǎn)紅外波段

非線性光學(xué)材料晶體用于寬帶紅外參量振蕩器的少，半導(dǎo)體型的雖然透光波段寬，但光損傷閾值低，晶格缺陷運用晶體結(jié)構(gòu)與性能間相互關(guān)系，采用分子工程學(xué)方法，探索高光損傷閾值的紅外波段的非線性光學(xué)晶體2.真空紫外非線性光學(xué)晶體BBO、LBO、CBO、CLBO紫外區(qū)截止波長不夠短KBBF紫外區(qū)截止波長155nm，強烈層狀生長習(xí)性，難生成體塊晶體SBBO、TBO、KABO、BABO等其中KABO光學(xué)均勻性好，無毒，易于生成體塊晶體3.新型電光和新型光折變晶體不需要考慮光波的相位匹配所要求的晶體結(jié)構(gòu)最佳化問題晶體所需要的透明窗口減少到一種波長生色團(tuán)嫁接于主體聚合物、極化聚合物光折變?nèi)鄙俣康睦碚摻忉?.激光自倍頻晶體沒有商業(yè)化晶體質(zhì)量不過關(guān)非線性光學(xué)晶體材料的應(yīng)用1.激光變頻晶體2.電光晶體3.光折變晶體4.準(zhǔn)相位匹配（QPM）諧波器件的發(fā)展1.激光變頻晶體激光變頻是光參量作用過程，光波和光學(xué)介質(zhì)之間能量動量守恒能量交換只表現(xiàn)在參與非線性相互作用的各個光波之間相位匹配，光學(xué)介質(zhì)對光波不產(chǎn)生共振吸收1.1二次諧波發(fā)生（SHG），又稱倍頻1.2三次諧波發(fā)生（THG）1.3四次諧波發(fā)生（4HG）1.4五次諧波發(fā)生（5HG）1.5和頻發(fā)生（SFG）1.6差頻發(fā)生（DFG）1.7光參量振蕩（OPO）1.8光參量放大（OPA）幾種重要的激光變頻晶體材料BBO晶體應(yīng)用于Nd：YAG，Nd：YLF激光的SHG、THG、4HG和5HG；染料激光用于SHG、THG、混頻；紫翠玉激光用于SHG、THG、4HG；BBO-OPO、BBO-OPA；氬離子、銅激光器、紅寶石激光倍頻LBO晶體應(yīng)用于Nd：YAG，Nd：YLF，Nd:YAP激光的SHG、THG；鈦寶石激光的倍頻；高功率的Nd:YAP激光（1340nm）的SHG、THG等