非线性光学-绪论-第一章PPT格式课件下载.ppt

非线性光学-绪论-第一章PPT格式课件下载.ppt

《非线性光学-绪论-第一章PPT格式课件下载.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《非线性光学-绪论-第一章PPT格式课件下载.ppt（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

1、强光光学及其应用刘颂豪赫光生著2、非线性光学原理沈元壤著顾世杰译3、非线性光学石顺祥陈国夫赵卫刘继芳编著4、非线性光学李淳飞著5、高等光学教程季家镕冯莹编著,非线性科学（量子力学、相对论）,非线性科学，目前有六个主要研究领域，即：

混沌（Chaos）孤子波（Soliton）分形（Fractal）模式形成（Patternformation）元胞自动机（Cellularautomata）复杂系统（Complexsystem）,线性和非线性（数学和物理上）,目前发展起来的非线性物理学科包括：

*非线性光学（NonlinearOptics）*非线性声学（NonlinearAcoustics）*非线性动力学（NonlinearDynamics）*量子混沌（QuantumChaos）,第一章绪论,1、研究范畴,极化响应过程,辐射过程,非线性光学是研究强光与物质相互作用过程中出现的各种新现象和新效应,其中，0为真空介电常数，为线性极化率,强激光入射介质（远离介质共振区），可以采用下面的级数形式表示,普通光入射介质，对应极化强度与入射光场的关系,极化响应的过程,弱光下，二阶以上非线性极化强度可忽略强光下，二阶以上非线性极化强度不可忽略,这就是许多非线性光学现象产生的物理根源,由非线性光学理论可以证明,2、学科特点,激光技术催生非线性光学的出现并推动了其发展。

线性光学：

若介质对光的响应是呈线性关系，在线性范畴内光在介质中的传播满足独立传播原理和线性叠加原理,非线性光学：

若介质对光的响应是呈非线性关系，在非线性范畴内光在介质中的传播产生新的频率，不同光波之间会耦合，独立传播原理和线性叠加原理不成立,3、发展历史（三阶段）,1）非线性光学的早期10年（1961-1970）,1961，红宝石激光倍频（SHG）（标志非线性光学真正诞生）,随后发现了几种非线性光学的基本现象和各种瞬态光学效应：

和频、差频、参量振荡；

受激拉曼散射、受激布里渊散射、相干（反）斯托克斯；

光子回波、光学章动、光学自感生透明；

自聚焦、自相位调制、光学相位共轭,1965年，Bloembergen等人出版NonlinearOpticalphenomena一书，基本建立了以非线性介质极化和耦合波方程组为基础的非线性光学理论,2）非线性光学研究全面深入的20年（1971-1990）,3）20世纪90年代以来的研究进展,2）非线性光学研究全面深入的20年（1971-1990）,3）20世纪90年代以来的研究进展,4）非线性光学研究的未来发展趋势,5、非线性光学的应用价值和科学意义,1）提供了产生强相干光辐射并扩展其波段的新手段；

2）解决激光技术本身提出的一些课题；

5）是促进基础理论发展的一种动力。

fordevelopmentofmethodstocoolandtrapatomswithlaserlight,1997年诺贝尔物理奖得主StevenChu,ClaudeCohen-Tannoudji,WilliamD.Phillips,StanfordUniversityStanford,CA,USA,CollgedeFrance;

coleNormaleSuprieureParis,France,NationalInstituteofStandardsandTechnologyGaithersburg,MD,USA,Acollectionofsodiumatoms（yellowdotinmiddleofpicture）trappedinaMOT（Magnetic-OpticalTrap）.,A,采用可调激光技术控制激光频率,DopplerCooling,B,RingsonthewaterOverahundredresearchgroupsarenowworkingonlasercooling.ManyapplicationshavebeentriedsuchasBose-Einsteincondensation（2001诺贝尔物理学奖）,atomoptics,atominterferometry,atomclocks,opticallattices,opticaltweezers,atomlasers,high-resolutionspectroscopyandfundamentalinvestigationsoftheinteractionbetweenlightandmatter.,StevenChu“指挥原子跳舞的人”,fortheachievementofBose-Einsteincondensationindilutegasesofalkaliatoms,andforearlyfundamentalstudiesofthepropertiesofthecondensates,2001年诺贝尔物理奖得主,EricA.Cornell（USA）,WolfgangKetterle（Germany）,CarlE.Wieman（USA）,杨振宁说：

”虽然朱等3人没有做这种奇特的BEC现象，但却为BEC的工作铺了路。

“激光冷却技术的发明直接导致了玻色-爱因斯坦凝聚这一著名理论论断的实验验证,这成为20世纪末物理学的重大突破之一。

2005年诺贝尔物理奖得主霍尔（J.L.Hall）、汉什（T.W.Hnsch）和葛劳柏（RoyJ.Glauber）,美国科学家约翰-霍尔德国科学家汉什美国科学家葛劳柏,forhiscontributiontothequantumtheoryofopticalcoherence,fortheircontributionstothedevelopmentoflaser-basedprecisionspectroscopy,includingtheopticalfrequencycombtechnique,光梳测量光频的基本原理,光子晶体,光梳测量光频的实验装置示意图,飞秒激光光频梳精确测量光频的重要意义：

1.解决了光谱学中需要测量光频（1014Hz）的百年难题；

2.有利于发展精确计时的原子钟；

5.可以用于检测反物质（如反氢原子）与正物质的光谱是否有差别；

.,3.有利于提高全球定位系统的精度；

4.精确测量光梳就有可能检测在空间各个方向上时间是否均匀，从而检测相对论；

课程主要内容,第一章绪论第二章非线性电极化过程和耦合波的基础知识第三章光学倍频效应/和频、差频效应（三波混频）/光学参量振荡和放大效应第四章四波混频/光学相位共轭第五章光学克尔效应/光束自聚焦/自相位调制/光学双稳态效应第六章受激拉曼散射/受激布里渊散射,36课时,课程要求和目的课堂要求考核方式,