非线性光学复习思考题及答案

非线性光学复习思考题1、什么叫非线性光学，它与线性光学有何异同？非线性光学是激光产生以后发展起来的现代光学的一个分支学科，是研究激光与物质相互作用产生各种非线性效应的科学。在激光问世之前，当单一频率的辐射入射到非吸收的透明介质时，除莱曼散射外，其频率是不会发生变化的。在光与物质相互作用或光波之间相互作用时，非线性光学和线性光学所表现的特性不同，主要区别如下：线性光学非线性光学光在介质中传播，通过干涉、衍射、折射可以改变光能量的空间分布和传播方向，但不能改变光的频率一定频率的光入射介质，可能通过与介质的相互作用转换成二次谐波和三次谐波。还可以在光谱上产生频率周期分布的光多束光在介质中交叉传播，不发生能量交换，不改变各自的频率多束光在介质中交叉传播，可能发生能量相互转移，改变各自频率或产生新频率光作用于介质，不改变介质的物理量，介质物理量与光场强度无关光与介质相互作用，介质的物理量如极化率、吸收系数、折射率等是光场强度的函数光束通过光学系统，入射光强与透射光强之间一般呈线性关系光束通过光学系统，入射光强与投射光强之间可能呈非线性关系和双稳回线关系多束光在介质中交叉传播，各光束的相位信息彼此不能相互传递在介质中传播的光束之间可以相互传递相位信息，而且两束光的相位可以互成共轭关系2、试述多波耦合方程的推导及其物理意义。3、如何获得最佳倍频输出，倍频光与基频光特征有何变化？4、试用折射率椭球图示倍频效应的位相匹配条件。5、试设计一个可调谐参量振荡器。6、三次极化产生的非线性效应有哪几种？如何用动量与能量守恒条件解释？受激拉曼效应、双光子吸收、三次谐波产生、克尔效应、自聚焦7、光散射现象有几种？其物理机理有何不同？8、产生自聚焦的条件是什么？它对物质和光波本身产生了什么影响？产生自聚焦的条件：1).入射光束的强度在横截面上非均匀分布2).介质折射率随入射光场强而变，变化越大，聚焦越明显由于强光与介质相互作用的结果，有可能使介质折射率发生不均匀的变化，从而使不同截面部分的光所经历的光程长度彼此不同，也可能对光束相位、强度和频谱分布带来影响，9、试述CARS光谱的基本原理与用途。10、相位复共轭为何能改善波形，有何用途？11、如何使激光武器更有效地作用？12、试述激光加工的物理机理与过程。