倍频(Frequency Doubling)

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分类:非线性光学

简称:SHG = second-harmonic generation

定义:非线性材料中的输入波可以产生两倍光频的波的现象

更新时间:2024-11-23 14:45:36

倍频(Frequency Doubling) 详述

目录

1. 诞生背景

倍频现象的发现源于20世纪60年代,当时科学家们在研究激光与物质相互作用的过程中,发现在某些非线性材料中,输入的激光波可以产生两倍频率的光波,这就是倍频现象。倍频现象的发现,为光电子学的发展开辟了新的研究领域,也为科学技术的发展和应用提供了新的可能。

2. 相关理论或原理

倍频现象的产生,主要依赖于非线性光学的原理。在非线性光学中,物质对电场的响应不再是线性的,而是呈现出非线性特性。当激光通过非线性材料时,材料中的电子会被激发并产生振动,这种振动的频率是输入激光频率的两倍,因此产生的光波的频率也是两倍。这就是倍频现象的基本原理。

3. 重要参数指标

倍频效应的效率主要取决于两个参数:一是非线性系数,二是相位匹配条件。非线性系数决定了材料产生倍频效应的能力,相位匹配条件则决定了倍频效应的效率。只有当这两个条件都满足时,才能有效地产生倍频效应。

4. 应用

倍频技术在科学研究和工业生产中都有广泛的应用。在科学研究中,倍频技术可以用于产生高频激光,用于光谱分析、激光冷却等研究。在工业生产中,倍频技术可以用于激光切割激光焊接等工艺。

5. 分类

根据非线性材料的类型和结构,倍频效应可以分为二阶倍频和三阶倍频。二阶倍频是在二阶非线性材料中产生的,而三阶倍频则是在三阶非线性材料中产生的。二阶倍频的效率通常高于三阶倍频。

6. 未来发展趋势

随着非线性光学和激光技术的发展,倍频技术的应用将更加广泛。未来的研究将更加注重提高倍频效率,优化非线性材料的性能,以及开发新的应用领域。

7. 相关产品及生产商

目前市场上主要的倍频激光器生产商有Coherent、IPG Photonics、Spectra-Physics等。这些公司的产品广泛应用于科研、医疗、工业等领域。

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