《非線性光學》教學大綱

1、非線性光學32學時/2學分英文譯名：Nonlinear Optics適用領域：光學工程、光學教學目的：要求學生掌握分析各種非線性光學現(xiàn)象總體思路和方式方法。了解非線性光學現(xiàn)象的物理本質和數(shù)學處理方法，建立非線性光學基本理論框架，為將來利用各種非線性光學技術打下一個堅實的理論基礎?；疽螅豪斫鈳追N典型的非線性光學現(xiàn)象及微觀本質。掌握幾種典型的非線性光過程處理方法，了解非線性光學技術在一些領域的各種實際應用。最高要求：根據(jù)已有非線性光學的理論和方法，自行設計出非線性光學的某種特定應用，能夠根據(jù)具體情況的實際應用情況獨立解決或解釋一些非線性光學理論問題和實際應用問題。 教學方式及學時分配：本課程采

2、用電化教學多媒體手段輔助下的教師講授與課堂討論相結合方法為其主要教學手段（30學時），并有非線性光學現(xiàn)象演示實驗（2學時）。同時學生課后網(wǎng)上搜集資料。教學內容與學時分配：緒論 1.1 線性光學的特點 1.2 線性光學的基本理論 1.3 非線性光學的特點 1.4 非線性光學現(xiàn)象的起源 1.5 基本非線性光學現(xiàn)象 2學時 第二章 非線性光學極化率 2.1 非線性光學相互作用的簡單描述 2.1.1 二階光學非線性相互作用的簡單描述（非線性光學現(xiàn)象演示） 2學時 2.1.2 三階光學非線性相互作用的簡單描述 2.2 非線性極化率的經(jīng)典非簡諧振子模型 2.3 非線性光學中物理量在不同單位制之間的轉化方法

3、 2學時2.4 非線性極化率的構造 2.4.1 時域響應函數(shù) 2.4.2 極化率張量及其特性 2.4.3 單色波迭加場的極化強度分析 2學時2.5 密度算符 運動方程及其求解 2.5.1 量子力學回顧 2.5.2 密度算符及其運動方程 2.5.3 熱平衡狀態(tài) 2.5.4 密度算符的微擾級數(shù)求解 2學時2.6 獨立原子的極化率張量 2.6.1 電極化率張量的表示式 2.6.2 獨立分子體系的電極化率張量特性 2.7 非線性極化率張量的對稱性 2.7.1 費曼圖示法求任意階電極化率張量元的表示式 2.7.2 非線性極化率張量的各種對稱性 2學時 第三章 電磁波在非線性光學介質內的傳輸 3.1 穩(wěn)態(tài)

4、耦合波方程 3.2 瞬態(tài)耦合波方程 3.3 Manley-Rowe關系 2學時 第四章 光學二次諧波產(chǎn)生及光混頻 4.1 穩(wěn)態(tài)小信號解 4.2 倍頻和混頻時的嚴格解 4.2.1 倍頻情況 4.2.2 混頻情況 2學時 4.3 位相匹配條件的物理解釋 4.4 位相匹配的實現(xiàn) 4.5 有效非線性極化率 2學時 光學參量放大及振蕩 5.1 基本概念 5.2 光學參量放大器的增益 5.3 光學參量放大器的閾值 2學時5.4 光學參量振蕩器的轉換效益 5.4.1 雙共振光學參量振蕩器(DRO) 5.4.2 單共振光學參量振蕩器 2學時 第六章 光強有關折射率 6.1 介紹 6.2光強有關折射率的描述 6

5、.3 三階極化率的張量特性 6.4 各向同性Kerr介質中光傳輸 2學時 第七章 自聚焦 7.1 自聚焦 7.2 光束自陷 7.3自聚焦焦距的簡單估算 7.4自聚焦現(xiàn)象嚴格理論描述-穩(wěn)態(tài)自聚焦方程 7.5 自聚焦和自散焦的應用 2學時 第八章 受激光散射 8.1 介紹 8.2 受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering) 8.3 受激布里淵散射 2學時 第九章 相位共軛光學 9.1介紹 9.2 相位共軛波的特性 9.2.1相位共軛波的定義 9.2.2 相位共軛波的性質 2學時 9.3 三波混頻獲得相位共軛波 9.4 四波混頻獲得相位共軛光波 9.4.1 四波混頻的一般

6、描述 9.4.2 透明介質中簡并四波混頻 9.4.3 近簡并四波混頻 9.4.4 存在非飽和背景吸收的類Kerr介質中的簡并四波混頻 9.4.5 共振或近共振吸收介質的簡并的四波混頻 2學時考核方式：考試采用開卷；筆試方式進行內容摘要：本課程的目的是使學生對導致非線性光學過程的微觀機制有較系統(tǒng)的理解，理解非線性光學極化率理論構建及對各種非線性過程的解釋；了解各種非線性光學效應在社會發(fā)展中的重要應用。非線性光學目前已形成多個分支學科：半導體非線性光學，光折變非線性光學，有機材料非線性光學等。主要教材： 主要教參： 石順祥 非線性光學西安電子科技大學出版社沈元壤，非線性光學，科學出版社王奎雄，非線性光學，國防工業(yè)出版社范琦康，非線性光學，江蘇科學技術出