《非线性光学》

导论5

第一章非线性光学极化率理论5

1-1非线性光学极化率的非简谐振子模型5

1-2非线性光学极化率的微观理论7

1-2-1密度矩阵算符7

1-2-2非线性光学极化率张量的定义16

1-2-3非线性光学极化率张量的内禀交换对称性17

1-2-4非线性光学极化率张量的显式18

1-2-5独立原子或分子系集的极化率张量21

1-2-6非线性极化率张量的各种对称性25

1-2-7粒子间弱相互作用的影响34

1-3二能级原子系统的光学极化率36

第二章 电磁波在非线性介质内的传播40

2-1电磁波在非线性介质内的传播方程40

2-2稳态耦合波方程41

2-3瞬态耦合波方程45

2-4门雷－罗威（Manley-Rowe）关系46

第三章 光学二次谐波产生及光混频48

3-1引言48

3-2光倍频及光混频的稳态小讯号解49

3-3光倍频及光混频高转换效率时的稳态解51

3-4相位匹配技术56

3-5有效非线性极化率64

3-6高斯光束的倍频66

3-7超短脉冲的光倍频71

3-8非线性（二阶）光学材料74

参考文献81

第四章光学参量放大及振荡82

4-1引言82

4-2光学参量放大器的增益83

4-3光学参量振荡器的阈值85

4-4转换效率87

4-5建立时间91

4-6光学参量振荡器输出频率的波动92

4-7光学参量振荡器的调谐及线宽控制94

参考文献95

第五章激光束的自聚焦、自散焦和自调制96

5-1引言96

5-2激光束的稳态自聚焦98

5-3小尺度自聚焦102

5-4准稳态自聚焦105

5-5光束的自调制107

5-6瞬态自聚焦109

参考文献111

第六章受激散射112

6-1引言112

6-1-1光散射的一般概念112

6-1-2散射截面113

6-2受激喇曼散射114

6-2-1受激喇曼散射的量子理论114

6-2-2受激喇曼散射的增益和阈值118

6-2-3反斯托克斯喇曼散射的方向性122

6-2-4 高阶受激喇曼散射124

6-2-5受激喇曼散射的实验观察及其应用126

6-3相干反斯托克斯喇曼散射（OARS）130

6-4受激自旋反转喇曼散射134

6-5受激布里渊散射137

6-5-1受激布里渊散射的一般描述137

6-5-2受激布里渊散射的经典理论139

6-5-3多级受激布里渊散射144

6-5-4受激布里渊散射的介质及其特性146

参考文献147

第七章气体介质的非线性效应148

7-1引言148

7-2参量过程和非参量过程149

7-3双谐振泵浦152

7-4和频和谐波的产生155

7-4-1最佳聚焦和相位匹配理论155

7-4-2相位匹配技术158

7-4-3各种限制过程161

7-5受激电子喇曼散射165

7-5-1受激电子喇曼散射的增益166

7-5-2受激电子喇曼散射的阈值167

7-5-3谱线加宽168

7-6非线性光学极化率的计算168

参考文献171

第八章 相位复共轭光学172

8-1引言172

8-2相位共轭波的特性172

8-3获得相位共轭波的非线性光学方法176

8-3-1弹性光散射176

8-3-2非弹性光散射188

8-4非线性光学相位共轭的应用190

8-4-1在自适应光学技术中的应用190

8-4-2干涉仪191

8-4-3在信息处理等方面的应用192

8-4-4 相位共轭腔193

参考文献197

第九章 表面非线性光学198

9-1表面极化率与表面波的概述198

9-2表面电磁波及其线性激发200

9-3表面电磁波的非线性激发和非线性相互作用204

9-4表面声子型极化声子的非线性激发207

9-5表面激子型极化声子的非线性激发209

9-6表面等离子体型极化声子的非线性激发和表面增强、二次谐波产生210

9-7表面相干反斯托克斯喇曼（OARS）散射212

9-8表面非线性光学在表面探测中的应用214

第十章光学双稳态217

10-1引言217

10-2光学双稳态理论218

10-3光学双稳态器件的不稳定性224

10-4非线性介质界面的光学双稳态现象225

10-5各种类型的光学双稳态器件233

10-5-1波导型光学双稳态器件234

10-5-2薄膜型干涉滤光片式的光学双稳态器件235

10-5-3半导体光学双稳态器件236

10-6光学双稳态器件的应用237

参考文献238

附录 国际单位制和高斯单位制中主要公式和基本常数对照表239

参考书目240