非線性光學

非線性光學主要用來研究非線性的光學現象和理論 。 介質產生的極化強度決定於入射光的電場強度 ， 其作用可用多項式展開成多階形式.在通常的弱光條件下 ， 高階項因爲係數很小而可以忽略 ， 此時可近似看成一種線性關係 。 但是在強激光場作用下 （ 通常在108 V / m左右 ， 由激光脈衝提供 ） ， 極化強度的高階項強度不可被忽略 ， 非線性作用出現 ， 從而可以實現光和光之間的相互作用 。 入射光的強度越高 ， 高階非線性效應越明顯 。 非線性光學直到激光出現後 ， 人們對二次諧波產生的發現才發展起來 。 ( Peter Franken et al. at University of Michigan in 1961 ) 非線性光學包括光學倍頻 、 混頻 、 參量振盪 、 克爾效應 、 光孤子等現象 。 利用強度極高的飛秒激光可以產生高達上百倍的倍頻效應 ， 可以用來產生深紫外光和軟 X 射線 。 常用於產生非線性效應的物質有鈮酸鋰 、 鉭酸鋰 、 磷酸氧鈦鉀 （ KTP ） 、 磷酸二氫鉀 （ KDP ） 、 偏硼酸鋇 （ BBO ） 等晶體 （ 具有高的2階非線性係數 ） 及稀有氣體 （ 主要用於產生高階非線性效應 ） 。 光參量振盪 （ OPO ） 是目前產生大範圍連續可調波長 激光的唯一方法 。