1、非線性光學資料的非線性光學資料的性能及其改良性能及其改良 入射光波電場材料的原子或分子體系感生電偶極矩并進而輻射電磁波：光與材料的相互作用 強光場或其它外加場的擾動原子或分子內除線性振動外還電容率受到偏離線性的附加擾動，材料的極化響變為時間或空間的函數，材料的與光波電場存在非線性應關系。材電料的子的運動材料的非線性極：化一、資料的非線性極化一、資料的非線性極化00ijiijjjiPPEE 引起的滿足線性關系式中為極化率， 為真空電容極化。電強 率度較弱光波料由電場材：一、資料的非線性極化一、資料的非線性極化 強光場或其它外加場的擾動導致不同頻率光波之間的，能量耦合頻率、振幅、偏振及傳從而是入射

2、光波的發生改變。播方向非線性極化引起材料的變化，光學性質材料的非線性光學效應：10ijijkijklijjjjkkjjkklljkljkliPPEEEEEEEEEE（ ）（2）（3）引起的滿足非線性關系式中、分別為電場、對應的角頻率， 右邊第一項表示線性光學 效應； 第二、第三項分別表示二次、三次非線性光學效應。電極化強度 較強光波電材料：場由（激光）一、資料的非線性極化一、資料的非線性極化產生產生和頻差頻光整流四波混頻受激散射 、和等過程；、和 光學克爾效等現象， 應。光波頻率的二次諧波三次諧在光電子技術中廣泛應變換波用來實現二次非線性極化三次非線性極化一、資料的非線性極化一、資料的非線性極

3、化3)ijk 1212312312312非線性光學材料內（12；當= ，=2 時，所產生的諧波稱為當=時，所產生的諧波稱為統稱為；當=時，所產生的諧波稱為當=0時，產生直流電極化稱為。倍頻光和頻混頻差頻光整流和的兩束光耦合作用：3)3 ,iijklP 241234（3）非線性光學材料內（13；四波混頻三倍頻效應、當出現第四種頻率的極化波， 進而輻射出相同頻率的光波現象稱為當基頻波時，此效應稱為， 三 由輻射出的光波稱為諧波。次和的：三束光耦合作用二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料ijkijkl非線性光學系數(、.)要大；能實現相位匹配（基頻光與倍頻光）；透光波段要寬，透明度要高；

4、具有較高的抗光損傷閾值和光轉換效率；物化性能穩定，硬度大，不潮解，溫度穩定性：好。非線性光學材料的性能要求KDPm為人工生長的多功能性晶體（半個多世紀），具有較大的非線性光學系數和較高的抗激光損傷閾值，從近紅外到紫外波段都有很高的透過率，可對1.06激光實現二倍頻、三倍頻和四倍頻。（磷酸：二氫鉀）晶體二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料KDPYAGKTPm20世紀70年代發現、80年代得到廣泛應用，具有非常大的非線性光學系數（約為的520倍）；在室溫下能實現相位匹配，對溫度和角度變化不敏感；在0.354.5波段內透光性能良好；機械性能優良，化學性質穩定，不潮解，耐高溫，主要用于激光

5、器的腔內、腔外倍頻， 以便獲得高功率的綠色激光光源。：（磷酸鈦氧鉀）晶體二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料YAGBBO20世紀70年代末由中科院福建物質結構所發現和研制，80年代后遠銷歐、美、日等國家和地區，主要用于激光器的二倍頻、三倍頻及四倍頻泵浦的 參量振蕩器和光參量放大器等。（偏硼酸鋇：）晶體LN一種重要的多功能晶體，具有較大的非線性光學系數；能實現非臨界相位匹配；但由于其激光損傷閾值較低而降低了其激光二次諧波發生作用，主要用于制作激光倍頻器件、光參量振蕩器和集成光學元件等。（鈮酸鋰）晶：體二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料AgGaS2一種半導體型非線性光學晶

6、體，主要用于制作紅外波段的激光倍頻、混頻等器件。晶體：LLAPLm一種由天然堿性氨基酸（即 精氨酸分子）和無機酸（即磷酸分子）組成的有機鹽晶體，性能優良，是當前較好的紫外頻率變換材料，對1.064的激光可實現倍頻、三倍頻和四倍頻，并可制成多頻率轉換器，還是用于激光核聚變的最佳材料之一。（ 精氨酸磷酸鹽：）晶體二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料在新型光學處置資料中非線性光學NLO資料以其能實現倍頻和三倍頻的才干尤為矚目。這種才干為實現全光學計算、開關和遠間隔通訊提供了能夠。傳統的NLO資料如鈮酸鋰、鈦酸鋇、石英、硒化鎘和磷酸氫鉀極難生長成單晶，其價錢每克高達2000美圓。能實現倍頻

7、的二級NLO資料由于本錢緣由，其未來將為聚合物占有。三級NLO資料以三倍頻、光學克爾效應、光學雙穩態、相位共軛、光折射等效運用于光學開關、計算、動態數據存儲、放大、光束導向和圖象處置，但適用價值高的光學計算間隔商品化至少需求20年。在無機晶體當中鈮酸鋰站在商品化的前列。其它大有希望的NLO資料有硼酸鋰,磷酸鈦鉀(KTP)和-硼酸鋇.KTP已用于使Nd:YAG倍頻產生532nm的綠光，以商品的方式用于外科手術中。處于研討階段的有摻鈰鈮酸鍶鋇,二氧化硅鉍和鈦酸鋇。GaAs也具有NLO性能,但激活能低,很難制成有用的器件,故已把目光轉向GaAs/GaAlAs和HgTe/CdTe超晶格。 二、主要的非

8、線性光學資料二、主要的非線性光學資料近年來高速光通訊、光信息處置等領域的飛速開展，對非線性光學資料的研討起到了較大的推進作用。其中極化聚合物由于具有非線性系數大、呼應時間快、損傷閥值高、介電常數低、易于分子設計等優點而倍受關注。然而普通情況下引入的生色團在聚合物薄膜中恣意陳列分布，整個聚合物具有中心對稱。為了在聚合物薄膜中產生較強的二階光學效應，就必需破壞這種中心對稱性。高溫電暈極化是一種有效的方法1。聚氨酯酰亞胺PUI作為一種新型的二階非線性光學資料，兼具PU溶解性和成膜性好以及PI玻璃化轉變溫度較高，耐高溫的優點2。 二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料KTP內腔倍頻和內腔倍頻

9、和Q開關的同時運轉開關的同時運轉霍玉晶霍玉晶 陳飛陳飛 何淑芳何淑芳 沈德忠沈德忠 馬笑衍馬笑衍 陸泳陸泳摘摘 要要詳細分析了詳細分析了KTP晶體的電光特性，報告了用晶體的電光特性，報告了用KTP作內腔調制的作內腔調制的二極管泵浦二極管泵浦Nd:YVO4激光的激光的Q開關運轉情況。此開關運轉情況。此KTP晶體晶體同時起著電光同時起著電光Q開關和開關和II型倍頻器的雙重作用，以獲得脈沖綠光。型倍頻器的雙重作用，以獲得脈沖綠光。以通常完成倍頻和調以通常完成倍頻和調Q需運用兩塊晶體的構造比較需運用兩塊晶體的構造比較起來，我們的實驗中只運用一塊起來，我們的實驗中只運用一塊KTP晶體，故具有損耗小，效率

10、晶體，故具有損耗小，效率高的特點。用這種新型的摻雜高的特點。用這種新型的摻雜KTP晶體，可長時間不晶體，可長時間不延續地獲得強脈沖綠光，而看不出該晶體有任何電致色變的景象。延續地獲得強脈沖綠光，而看不出該晶體有任何電致色變的景象。在這篇論文中，我們論證了這種比較新的、緊湊在這篇論文中，我們論證了這種比較新的、緊湊的二極管縱向泵浦的短腔型內腔倍頻調的二極管縱向泵浦的短腔型內腔倍頻調Q的的Nd:YVO4激光器。激光器。 二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料大功率全固化綠光激光器大功率全固化綠光激光器馮寶華馮寶華 吳星吳星 何京良何京良 王建明王建明 肖瑩肖瑩 趙宗源趙宗源 許祖彥許祖彥

11、中國激光，中國激光，Vol.23,No.9(2019)摘要：最近，我們利用中國科學院物理所生長的摘要：最近，我們利用中國科學院物理所生長的Nd:YVO4，KTP晶體和晶體和福建物構所生長的福建物構所生長的LBO晶體，采用角度相位匹晶體，采用角度相位匹配的配的KTP腔內倍頻和溫度相位匹配的腔內倍頻和溫度相位匹配的LBO腔內倍頻，勝利地研制了一臺腔內倍頻，勝利地研制了一臺LD泵浦的全固化大功率綠光激光器。泵浦的全固化大功率綠光激光器。 二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料多波長光參量激光器類別：發明獎等級：一等 (初評經過、待終評)授獎單位：中國科學院授獎時間：2019年暑名完成者及任

12、務單位許祖彥1, 吳柏昌2, 劉 翔1, 陳創天2, 鄧道群1, 張東香1, 張秀蘭1, 馮寶華1, 孔羽飛1, 林樹杰2, 朱湘安1, 徐瑤1, 蔡妙全1, 陶世平1, 張雨東2 1.中科院物理所, 2.中科院福建物構所二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料內容簡介：內容簡介： 多波長激光器是一種特殊激光光原，可同時輸出不同波長的幾種相關光，因多波長激光器是一種特殊激光光原，可同時輸出不同波長的幾種相關光，因在光譜學、非線性光學、原子分子物理、醫學研討、光通訊、污染檢測及高在光譜學、非線性光學、原子分子物理、醫學研討、光通訊、污染檢測及高精細丈量等科技領域有廣泛運用而遭到注重。自精

13、細丈量等科技領域有廣泛運用而遭到注重。自1973年初次實現年初次實現Nd:YAG晶體晶體雙波長激光器以來，如今多波長激光器已有十種，涉及氣體、固體和液體多雙波長激光器以來，如今多波長激光器已有十種，涉及氣體、固體和液體多種類型，但這些多波長激光器的綜合性能有限：如輸出波長少，功率低，調種類型，但這些多波長激光器的綜合性能有限：如輸出波長少，功率低，調諧范圍不寬或運用不便等等。諧范圍不寬或運用不便等等。 本發明的多波長光參量激光器本發明的多波長光參量激光器 是一種新型多波長激光源，其根本原理是發是一種新型多波長激光源，其根本原理是發明人的兩個科學發現：明人的兩個科學發現：(a)非線性晶體非線性晶

14、體LBO(LiB3O5)的相位匹配折返景象；的相位匹配折返景象；(b)此景象存在的普遍性實際證明。主要內容是利用此景象存在的普遍性實際證明。主要內容是利用LBO晶體的相位匹配折返特晶體的相位匹配折返特性，采用可快速呼應的角度調諧方法，以寬頻帶高效率光參量放大特別設計性，采用可快速呼應的角度調諧方法，以寬頻帶高效率光參量放大特別設計光路、高精度波長再現性精細機械設計和計算機技術開發勝利多波長光參量光路、高精度波長再現性精細機械設計和計算機技術開發勝利多波長光參量激光器產品。與已有的各種多波長激光器相比，在調諧范圍、調諧速度、輸激光器產品。與已有的各種多波長激光器相比，在調諧范圍、調諧速度、輸出功

15、率、輸出波長數，超短脈沖特性等主要技術性能方面具有明顯的優勢，出功率、輸出波長數，超短脈沖特性等主要技術性能方面具有明顯的優勢，尤其是可調諧寬度有量級的提高，因此相應拓寬了多波長激光器的運用。目尤其是可調諧寬度有量級的提高，因此相應拓寬了多波長激光器的運用。目前多波長光參量激光器產品已提供國內外，用于資料科學、非線性光學和光前多波長光參量激光器產品已提供國內外，用于資料科學、非線性光學和光譜研討，均獲勝利，市場正在擴展中。譜研討，均獲勝利，市場正在擴展中。二、主要的非線性光學資料二、主要的非線性光學資料新型的非線性光學資料 中國茶(2019年院級鑒定成果)完成者: 張洪鈞，戴建華，王鵬業，吳令

16、安完成單位: 中科院物理所內容簡介: 我們發現中國茶等是一種非線性效應很強的克爾介質，它的非線性系數比二硫化碳高六個量級。在這種新型克爾介質中,我們研討了光的自聚焦，自散焦，自陷，自位相調制景象，即使對較弱的氦氖激光(5毫瓦)也可察看到上述非線性光學效應。我們還發如今一定的濃度范圍內，中國茶的非線性系數 n2 變化不大。我們還用不同的溶劑(如 乙醇, 水等 )及類似茶的物質( 中藥液，葉綠素溶液等 )進展了一系列實驗，發現它們均具有很強的非線性效應，也是具有高非線性系數的克爾介質。至今仍有一些學者在對這類資料進展研討。 自1989年我們的文章發表后，在國際同行引起較大反響，公認中國茶是新型的非

17、線性光學資料。1993年在美國物理雜志上(AMERICAN JOURNAL of PHYSICS 61 , 937)的一篇文章中報導：中國茶因其具有非線性系數高，可在He- Ne激光下任務，價廉等優點，很適用于在大學的非線性教學中作示范實驗。以為我們的研討結果提供了一種簡單的實現自聚焦，光學雙穩等非線性景象的途徑。 在新型光學處置資料中非線性光學NLO資料以其能實現倍頻和三倍頻的才干尤為矚目，這種才干為實現全光學計算、開關和遠間隔通訊提供了能夠。5三、非線性光學資料的改性三、非線性光學資料的改性 傳統的NLO資料如鈮酸鋰、鈦酸鋇、石英、硒化鎘和磷酸氫鉀極難生長成單晶，其價錢每克高達2000美圓

18、。能實現倍頻的二級NLO資料由于本錢緣由，其未來將為聚合物占有。三級NLO資料以三倍頻、光學克爾效應、光學雙穩態、相位共軛、光折射等效運用于光學開關、計算、動態數據存儲、放大、光束導向和圖象處置，但適用價值高的光學計算間隔商品化至少需求20年。在無機晶體當中鈮酸鋰站在商品化的前列。其它大有希望的NLO資料有硼酸鋰，磷酸鈦鉀(KTP)和-硼酸鋇。KTP已用于使Nd:YAG倍頻產生532nm的綠光，以商品的方式用于外科手術中。處于研討階段的有摻鈰鈮酸鍶鋇,二氧化硅鉍和鈦酸鋇。GaAs也具有NLO性能,但激活能低,很難制成有用的器件,故已把目光轉向GaAs/GaAlAs和HgTe/CdTe超晶格。

19、人們發現現成的資料滿足不了多姿多彩的非線性光學景象和運用的需求于是人們更為迫切地探尋新的功能強大的非線性光學資料，尤其是構造可以調控以滿足不同實踐需求的資料，大體可分為三類9 ：三、非線性光學資料的改性三、非線性光學資料的改性(1) 礦物氧化物和鐵電單晶 這類資料都有良好的光學透過和機械鞏固 度主要經過自然界中資料的挑選來滿足不同實踐需求但是，這 類 資料往往難以批量生長出大單晶；(3)(3)有機非線性光學資料有機非線性光學資料 在非線性光學資料探求的早期就有一系列有在非線性光學資料探求的早期就有一系列有 機非線性光學資料發現，如機非線性光學資料發現，如mm硝基苯胺、香豆素、孔雀綠、尿素、硝基

20、苯胺、香豆素、孔雀綠、尿素、 苦味酸等，有機晶體在合成和生長方面的特性使這類資料最有時機苦味酸等，有機晶體在合成和生長方面的特性使這類資料最有時機 成為可分子設計的光電功能資料而且，有機資料在快速非線性光成為可分子設計的光電功能資料而且，有機資料在快速非線性光 學呼應，大尺寸單晶生長、三次諧波產生等方面都極富吸引力。學呼應，大尺寸單晶生長、三次諧波產生等方面都極富吸引力。(2)V(2)V族半導體資料族半導體資料 它們在它們在“限制資料限制資料 (Confined-stuctures) (Confined-stuctures) 方面有很好的前景。方面有很好的前景。 -V -V族半導體資料所謂的族

21、半導體資料所謂的“帶隙工程技術帶隙工程技術是是 經過調理資料的能隙，有效地改動電子的躍遷幾率，從而控制資料經過調理資料的能隙，有效地改動電子的躍遷幾率，從而控制資料 的非線性光學呼應然而，這類資料在實踐運用中存在共振條件限的非線性光學呼應然而，這類資料在實踐運用中存在共振條件限 制，即激光運作波長通常在量子阱激子能級附近；制，即激光運作波長通常在量子阱激子能級附近； 全光學安裝的任務原理基于資料的非線性光學效應，對光信號直接進展切換和處置，不用將其轉換成電子方式。全光學安裝所采用的資料必需具備足夠高的非線性折射率和亞皮秒級(subpicosecond)的呼應時間。在這方面光學玻璃具有較大的優勢

22、和潛力,雖然玻璃的非線性光學折射率n2要低于其它一些有機和半導體非線性光學資料，但是，由于玻璃的吸收系數低，呼應時間短，因此具有非常優良的綜合質量。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術全光學安裝1： 據報導，如今電子元件的最高分辨力可到達皮秒級(10-12s)，然而，與尚處于實驗階段，速度已到達飛秒級(femtosecond，10-15s)的全光學元件相比，仍要慢1000倍。 在激光資料的研討中，通常總是希望減小資料的非線性光學效應，以防止由自聚焦或自散焦帶來的光波面畸變或光致資料損傷。與此相反，對于全光學安裝資料來講，研討的重點那么放在提高資料的非線性光學效應上，以便使

23、所需的光源功率盡能夠地降低，從而到達適用的目的。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術 材料 n2 (m2W-1) (cm-1) 品質指數 FGaAs/GaAlAs （半導體）10-8103102Polydiacetylenes （有機聚合物）10-1510104Glass （玻璃）(Pb Glass, Ti Glass)10-1810-2105表1 幾種非線性光學資料的性能1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術 玻璃 化學組成mol() no X3(10-14esu) n2 (10-20m2W-1)BeF2（氟化鈹）1.280.0780.75Fluor

24、oberyllateB-102（鈹酸氟）48.5BeF2 ,26.7KF ,13.8CaF2 ,9.9AlF3,1.1NdF31.34#0.111.0FluorophosphateE-115（磷酸氟）17.9Al(PO3) 3 ,54.2NaF ,26.9Ca2 ,1.0NdF31.470.312.4SiO21.450.362.7BorosilicateBK-7（硼硅酸鹽）74SiO2 ,10B2O3,9.5Na2O,5.5K2O1.510.513.4表2 幾種低折射率玻璃的光學性能注：除帶#為587.6nm波長外，其他均為1.06m波長。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性

25、技術 玻璃 化學組成mol() (m) no n2 (10-20m2W-1) X3(10-14esu)SchottSF-56（氟化硫）1.061.75265.1CorningQS（硅酸鹽）40PbO,40SiO21.061.94348.0OthersK-1261(NBS)79TeO2,20Na2O31.061.995112As2 S3 （硫化砷）1.062.48174表3 幾種高折射率玻璃的光學性能 經過在玻璃的網絡里添加不同的、具有高的分子折射度的調整體來提高其非線性折射率。高折射率玻璃普通分為兩類：一類是含重金屬網絡調整體離子(如鉛和鉍)的玻璃，列于表3的SF(Schott)系列玻璃(鉛含

26、量) 70wt及QS (Corning)實驗玻璃屬于此類；另一類那么是含具有提高折射指數才干的網絡中間體離子(如鈦、鉭、鈮或碲等)的玻璃，列于表3的K- 1261(NBS)等玻璃屬于此類。在此類玻璃中，過渡金屬元素因能有效地提高資料的折射指數而倍受注目，而對氧化碲系統玻璃進展的最新研討那么闡明，其X3已到達10-12，約為SiO2玻璃的50倍。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術玻璃非線性光學資料1： 具有一樣線性折射率的資料，其非線性折射率能夠會相差一個數量級，玻璃的線性或非線性光學性能的顯著改動是經過改動而非僅僅調整玻璃的網絡而實現的。 資料的非線性折射率n2大致隨其

27、線性折射率no的添加而提高，并導出了表示兩者之間關系的閱歷公式。玻璃組成對其非線性光學效應的影響具有復雜性，通常以為，低折射率玻璃的非線性光學效應主要受陰離子極化的影響，而網絡構成和調整陽離子的作用可忽略不計。與此相反，當易極化的陽離子濃度添加到一定值時，那么陽離子的極化對非線性光學效應的影響將起主導作用，而與陰離子的形狀無關。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術玻璃非線性光學資料： 對不同玻璃系統進展的旨在提高玻璃非線性光學折射率的研討，是近十多年來無機非金屬資料領域中的搶手課題。在研討玻璃的非線性折射率時，引入了一個與玻璃組分有關的新概念離子超折射度(hyperpol

28、arizability)3，并且提出了與三次極化張量3的關系： 3=L24Ni(3)i 式中 L為與資料的微觀部分電場和宏觀可測電場有關的因子； i為組分序號；N為i組分的離子濃度。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術As2S3玻璃1：由于陰離子硫對氧的交換，其X3比氧化物玻璃為大，且是迄今為止所報導的具有最大 3 的非共振玻璃。不過由于硫屬玻璃的本征吸收最小值位于46um (硅酸鹽玻璃位于1um)，顯然在1.06um波長測得的X3 有相當部分屬于共振吸收分量。為了減少這種影響，曾對一系列硫屬玻璃進展過2um的 3 測試，也很難排除共振吸收對丈量值的影響。用多孔玻璃制備含

29、有金微粒的非線性資料4： 含有金或銀的透明資料具有很高的三階非線性極化率 3。這是由于其外表等離子體振子(surfaceplasmon)的激發引起部分場強的添加所致。部分場強的添加與基體的介電常數和所含金屬粒子有關，因此基體對資料的非線性光學性質起著重要作用。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術 無機玻璃具有較強的機械強度及較高的熱或光化學穩定性(與有機基體相比)等優點，所以人們對無機玻璃中摻入金粒子的研討越來越多。所運用的方法普通為熔融法、溶膠一凝膠法、離子注入法、濺射法、浸漬法等。其中浸漬法是將多孔玻璃浸入HAuCl4的水溶液中，使AuCl4含浸到多孔玻璃的孔隙中，然

30、后進展高溫處置促使氯金酸熱分解而析出金原子。 所制得的玻璃樣品的三階非線性極化率 3為10-l2esu，假設設法提高玻璃中金粒子的體積比或Au/Si的比值，將會提高X3的值。KTPKTP內腔倍頻和內腔倍頻和Q Q開關的同時運轉：開關的同時運轉：22 用用KTPKTP晶體作內腔調制二極管泵浦晶體作內腔調制二極管泵浦Nd:YVO4Nd:YVO4激光的激光的Q Q開關運轉。此開關運轉。此KTPKTP晶體同晶體同時起著電光時起著電光Q Q開關和開關和II II型倍頻器的雙重作用，型倍頻器的雙重作用，以獲得脈沖綠光。以通常完成倍頻和調以獲得脈沖綠光。以通常完成倍頻和調Q Q需需運用兩塊晶體的構造比較起來

31、，實驗中只運運用兩塊晶體的構造比較起來，實驗中只運用一塊用一塊KTPKTP晶體，故具有損耗小，效率高的晶體，故具有損耗小，效率高的特點。用這種新型的摻雜特點。用這種新型的摻雜KTPKTP晶體，可長時晶體，可長時間不延續地獲得強脈沖綠光，而看不出該晶間不延續地獲得強脈沖綠光，而看不出該晶體有任何電致色變的景象。體有任何電致色變的景象。 大功率全固化綠光激光器：大功率全固化綠光激光器：(中國激光，中國激光，Vol.23,No.9(2019) 利用中科院物理所生長的利用中科院物理所生長的Nd:YVO4、KTP晶體和福建物構所生長的晶體和福建物構所生長的LBO晶體，采晶體，采用角度相位匹配的用角度相位

32、匹配的KTP腔內倍頻和溫度相位腔內倍頻和溫度相位匹配的匹配的LBO腔內倍頻，勝利地研制了一臺腔內倍頻，勝利地研制了一臺LD泵浦的全固化大功率綠光激光器。泵浦的全固化大功率綠光激光器。 1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術 一種新型多波長激光源，其根本原理主要利用非線性晶體LBO(LiB3O5)的相位匹配折返特性，采用可快速呼應的角度調諧方法，以寬頻帶高效率光參量放大特別設計光路、高精度波長再現性精細機械設計和計算機技術開發勝利多波長光參量激光器產品。與已有的各種多波長激光器相比，在調諧范圍、調諧速度、輸出功率、輸出波長數，超短脈沖特性等主要技術性能方面具有明顯的優勢，尤其

33、是可調諧寬度有量級的提高。目前多波長光參量激光器產品已提供國內外，用于資料科學、非線性光學和光譜研討，均獲勝利，市場正在擴展中。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術多波長光參量激光器3： 中科院物理所,中科福建物構所 多波長激光器可同時輸出不同波長的幾種相關光，但目前其綜合性能有限：如輸出波長少，功率低，調諧范圍不寬或運用不便等。1. 1.無機非線性資料的改性技術無機非線性資料的改性技術L-arginine(LAP)無機/有機摻雜晶體5： L-arginine(LAP)是一種有效的藥物成分我國山東大學的研討人員在LAP單晶中初次發現良好的SHG呼應 LAP晶體屬KDP族資

34、料，它是在無機磷酸鹽中參與有機精氨酸分子，利用有機精氨酸分子的電荷轉移才干，提高和改善晶體的非線性光學性能，同時也堅持了無機資料的獨特性質，紫外截止波束短于250m，有良好的相匹配性能和高的損傷閾值；是無機有機雜合資料(inorganic-organichybridcompounds)的一種例子。氘化的LAP晶體(DLAP)在紅外區有更良好的光譜性能。 極化聚合物具有非線性系數大、呼應時間快、損傷閥值高、介電常數低、易于分子設計等優點。 2.2.有機非線性資料的改性技術有機非線性資料的改性技術 普通情況下引入的生色團在聚合物薄膜中恣意陳列分布，整個聚合物具有中心對稱。為了在聚合物薄膜中產生較強

35、的二階光學效應，就必需破壞這種中心對稱性，高溫電暈極化是一種有效的方法1。當極化時間為10min時，極化程度尚不完全，隨著極化時間的進一步增長，極化程度逐漸完全，當極化時間增長到30min時，極化膜的SHG強度最大。 但當極化時間進一步延伸，到達60min時，極化膜的SHG相對強度反而下降，這能夠是由于長時間高溫處置對染料生色團產生破壞。聚氨酯酰亞胺PUI7 ： 一種新型的二階非線性光學資料，兼具PU溶解性和成膜性好以及PI玻璃化轉變溫度較高，耐高溫的優點2。 在最正確極化條件下，經過不同時間中的測定，可以研討極化膜的取向松弛。極化膜在80 性能參數可以堅持300h不變，而在150 的高溫下經

36、300h后中也能堅持65，較普通的PU更穩定。其良好的取向穩定性應歸結于酰亞胺鍵的引入提高了聚合物的玻璃化轉變溫度，從而限制了生色團的運動。2.2.有機非線性資料的改性技術有機非線性資料的改性技術 聚氨酯酰亞胺PUI ： 研討在未加外電場情況下對聚合物膜熱處置前后的紫外譜圖發現，假設將聚合物薄膜在Ts溫度放置60 min，其紫外光譜發生了明顯變化；而在30 min以內那么無明顯變化。闡明極化時間到達60 min時，極化膜內的生色團會出現分解或升華，而極化時間為30 min時，生色團沒有分解或升華。極化膜的紫外吸收光譜變化是由于生色團的取向引起的，因此最正確極化時間應為30 min左右。實驗得到

37、，PUI體系的最正確極化條件為：極化溫度Ts810左右，極化電壓3 100V，極化電流2mA，極化時間為30min。 光電作用強制排列促使場：材料中具有非線性系數的形發色團基成具有的非線性有非中心對稱的結構發色團基效顯現熱穩定性225 CCC 的刺激實現在介穩狀態下穩定存熱在（已發現可在下工作其二次諧波沒有明顯變化1000的極化聚合物)h材在熱力學上屬于的介穩狀態逐漸恢復到原本自由排列；這類非線性光學材料的和短暫的分別為 （）和（8010020非降低）。分子鏈段的運動中心對稱排列形態不穩定操作溫度加工溫度02502.2.有機非線性資料的改性技術有機非線性資料的改性技術 自1989年有關論文發表

38、后，在國際同行引起較大反響，公認中國茶是新型的非線性光學資料。1993年在美國物理雜志上一篇文章中報導：中國茶因其具有非線性系數高，可在He- Ne激光下任務，價廉等優點，很適用于在大學的非線性教學中作示范實驗。以為我們的研討結果提供了一種簡單的實現自聚焦，光學雙穩等非線性景象的途徑。2.2.有機非線性資料的改性技術有機非線性資料的改性技術 新型的非線性光學資料新型的非線性光學資料 中國茶中科院物中國茶中科院物理所理所 中國茶等是一種非線性效應很強的克中國茶等是一種非線性效應很強的克爾介質，它的非線性系數比二硫化碳爾介質，它的非線性系數比二硫化碳CS2CS2高高六個量級，即使對較弱的氦氖六個量

39、級，即使對較弱的氦氖HeHeNeNe激光激光(5mW)(5mW)也可察看到上述非線性光學效應，而也可察看到上述非線性光學效應，而且在一定的濃度范圍內，中國茶的非線性系且在一定的濃度范圍內，中國茶的非線性系數數 n2 n2 變化不大。用不同的溶劑變化不大。用不同的溶劑( (如如 乙醇乙醇, , 水水等等 ) )及類似茶的物質及類似茶的物質( ( 中藥液，葉綠素溶液等中藥液，葉綠素溶液等 ) )進展了一系列實驗，發現它們均具有很強的進展了一系列實驗，發現它們均具有很強的非線性效應，也是具有高非線性系數的克爾非線性效應，也是具有高非線性系數的克爾介質。介質。 光學雙穩態是指輸入某一光信號，雙穩元件可以具有兩種穩定的輸出態，終究輸出哪一種形狀，可以根據需求來確定。2.2.有機非線性資料的改性技術有機非線性資料的改性技術 光強在光束橫截面上呈高斯分布的光束， 的介質相當于一個凸透鏡，對高斯光束有會聚作用，這就是自聚焦效應， 的介質相當于一個凹透鏡，使高斯光束發散，這就是自散焦效應。二階有機非線性光學資料的分類：13 有機晶體資料 尿素及其衍生物；間二取代苯及其衍生物；芳香 族硝基化合物；有機鹽 (離子型有機晶體)，其中許多 資料已得到實踐運用，如尿素擱甲