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用单、双光束技术研究非线性光学材料的倍频特性

王芙香  
【摘要】: 本文主要利用表面倍频响应理论精确确定材料的二阶非线性极化率张量元。利用单、双光束倍频探测技术,以非中心对称的TSe有机分子和中心对称的熔融石英材料等为研究对象,我们分别确定了它们的非零极化率张量元。 与材料的宏观结构直接相关的二阶非线性极化率是一个具有27个分量的三阶张量。通常,材料的空间对称性结构可以减少非零独立张量元的数目。但张量元是一个不可直接测量的量,必须藉由合适的理论模型从可直接测量的展开系数中抽取。常用于确定展开系数的方法是基于连续测量偏振的倍频信号对入射光偏振态的依赖关系曲线。 对非手性分子来说,我们发现以p偏振起始光为基础的传统单光束倍频探测不能产生唯一的展开系数。虽然选择不同线偏振起始光的联合允许我们剔除不正确的展开系数,但这要求大量的实验测量。 于是,我们提出了一个基于双光束倍频探测的新技术。因为它的两个重要优点:相关展开系数的唯一性不受起始光偏振条件的限制和不同展开系数之间的联合能够检验获得的张量元的质量,因此在确定材料的相对张量元方面,我们认为双光束倍频探测技术的精确性更高。此外,利用双光束倍频探测技术,我们不仅实现了中心对:称材料的表面和内部响应贡献的分离,也提出了一个比Maker条纹方法更为简单的新方法来校准材料的绝对非线性系数值。这种简单新颖的校准方法适用于所有的非线性晶体。


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