超快非線性極化強度的時間、空間和各向異性性質研究.pdf

1、本論文用空間、光強和偏振分辨的泵浦-探測方法,從理論和實驗上深入研究了超快非共振非線性極化強度對泵浦-探測信號的影響.它不僅為研究超快非線極化強度的空間效應提供了有益的結果,而且對泵浦-探測實驗中相干假象的研究作了有益的補充.同時,它還提供了一種測量非線性折射率系數(shù)和雙光子吸收系數(shù)的新技術----空間分辨的泵浦-探測技術.具體工作如下:首先,用麥克斯韋方程研究了空間分辨的泵浦-探測理論,即以三階非線性極化強度為場源,采用一階近似的微擾方

2、法求解了高斯光束近似條件下的泵浦-探測雙光束耦合波方程.空間分辨的泵浦-探測信號的數(shù)值計算結果顯示了空間分辨的泵浦-探測信號隨兩光束夾角、光束傳播距離、光斑半徑和頻率失諧的變化關系.其中,光束的高斯分布引起的非線性折射率的相位調制和雙光子吸收的振幅調制效應是泵浦-探測信號空間分布特性的根本原因.其次,研究了GaP晶體和GaAs晶體的空間分辨的泵浦探測實驗信號.GaP晶體的實驗結果證實了泵浦-探測信號的空間分布規(guī)律.用空間分辨的泵浦-探測

3、理論擬合了GaP晶體的實驗結果,得到了GaP晶體的非線性折射率系數(shù)和雙光子吸收系數(shù)值.GaAs晶體的空間分辨泵浦-探測實驗結果證實了超快非線性極化強度的空間效應對測量載流子弛豫信號的影響.因而,實驗結果證實了空間分辨的泵浦-探測技術的可測量性和重要性,以及泵浦-探測實驗中超快非線性極化強度的空間分布特性.再次,用頻率分辨的泵浦-探測技術測量了GaP晶體的非線性折射率系數(shù)和雙光子吸收系數(shù),并與空間分辨的泵浦-探測技術的測量結果做了比較.從

4、而證明了空間分辨的泵浦-探測技術是測量非線性折射率系數(shù)和雙光子吸收系數(shù)的一種新技術.最后,用光強依賴的泵浦-探測實驗研究了GaP晶體和LBO晶體的非線性光學系數(shù)的光強依賴性.用空間分辨的泵浦-探測理論擬合了實驗結果,得到了GaP晶體和LBO晶體的光強依賴的雙光子吸收系數(shù)和非線性折射率系數(shù),以及GaP晶體的非線性折射率系數(shù)的飽和光強值.用偏振相關的泵浦-探測實驗研究了GaP晶體的非線性光學系數(shù)的空間各向異性,進一步深化了對超快非線性極化強