Địa chỉ bạn đã tải: http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html

Nơi bạn có thể thảo luận: http://myyagy.com/mientay/ Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí : http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

Dự án dịch học liệu mở : http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.html

Liên hệ với người quản lí trang web : Yahoo: [email protected]

Gmail: [email protected]

Lịch sử

  Khi xuất hiện nguồn sáng Laser 1960. Những quan sát về hiệu ứng quang học phi tuyến đã nhanh chóng đựơc thực hiện.

1961 sự phát sóng hai bậc hai đã được Franken,Hill,…công bố.

Mô hình

 Dùng bức xạ của Laser Ruby (6943A) chiếu lên tinh thể sẽ cho bức xạ có tần số gấp đôi.

Laser Ruby 6943A  L 2  Tinh thể phi tuyến KDP(KH2PO4) Kính lọc 2 Tế bào quang điện 

Điện trường điều hoà bậc hai tại mặt ra của tinh thể:

E

2  (

z

) 

i

   0 2 

d E

2  ( 0 )

ze i



kz

/ 2    Với z = L ta được: sin 1 2 1 2  

kz kz

   (2.3.23)

E

2  (

L

) 2    0  2 2 

d

2

E

 ( 0 ) 4

L

2    sin 1 2 1 2  

kL kL

   2 (2.4.1)

 Cường độ của sóng  và 2 

I

  1 2    0

E

 (

z

) 2 (2.4.2a)

I

2   1 2

 

2  0

E

2  (

z

) 2 (2.4.2b)

Ta có:

I

 ( 0 ) 

E

 ( 0 ) 4 1 2     0

E

 ( 0 ) 4

I

2  ( 0 )   0  2 (a)

I

2   1 2  1 2     2  0     0 2    1 2     0  2 2 

d

_    1 2       0  2 2 

d

2   * 4 *   

E

 ( 0 ) 4

L

2   sin 1 1 2 

k

.

L

2 

k

.

L

  2

I

 ( 0 ) 2    0     *

L

2 *   sin 1 2 1 2 

k

.

L

  2 

k

.

L

I

2   2 *  0  0 3 2  2  *  2 *

d

 2 *

I

2  ( 0 ) *

L

2 Từ công thức chiết suất: *    sin   1 2 1 2 

k



k

.

L

.

L

     2     2   0  *

n

2   0 *

n

2  Thay vào biểu thức trên, ta được:

I

2  (

L

)  2     0  0    3 2  2  2

d n

2 (  )

n

( 2  )

I

2  ( 0 )

L

2      sin 1 2 1 2 

k

.

L

   2 

k

.

L

  Từ kết quả trên ta được hiệu suất biến hoán của công suất đối với sóng hài bậc hai:

e SHG



I

2  (

L

)

I

 ( 0 )   2   0  0   3 2  2  2

d n

2 (  )

n

( 2  )

I

 ( 0 ) * *

L

2   sin 1 2 1 2 

k

.

L

  2 

k

.

L

(2.4.4)

 Nếu

n

(  ) 

n

( 2  ) ,vậy thì 

k

 0      sin 1 2 1 2 

k



k

.

L

.

L

     2  lim

x

 0 sin 2

x x

2 (2.4.5)  1

Vậy hiệu suất biến hoán:

e SHG

  2   0  0   3 2  2

n

3  2

d I

 ( 0 ).

L

2 (2.4.6)

 Hiệu suất biến hoán phụ thuộc vào hàm sin 2

x x

 

k

 0 thì công suất SHG là lớn nhất, đây được gọi là điều kiện đồng bộ về không gian được thoả mãn

 Điều kiện cực đại của hàm sin 2 x/x 2 :

d dx

  sin

x

2 2

x

   0 Là nghiệm của của phương trình siêu việt x = tgx Và 

kL

 0  

k

 0

n



Z

Chọn n=1 

kL



n

 

L c



n

 

k L c

  

k

Bảng giá trị và vị trí các cực đại x X1=0 X2=4,49 X3=7,37 X4=1 0,10 sin 2

x

1 0.047

0.016

x

^ 2 Xét điều kiện: 

k



k

2   2

k

  4   

n

( 2  ) 

n

(  )   0 0.00

8

n

( 2  ) 

n

(  )

 Do đó điều kiện trên không thỏa mãn trong môi trường tán sắc bình thường (có chiết suất n(  ) tăng khi  tăng)  Trong môi trường tinh thể lưỡng chiết, điều kiện trên có thể thỏa mãn

 Xét tinh thể đơn trục âm KDP:

n H

(  ) 

n

0 (  )  Trong đó n H (  ) v à n o (  ) l à chiết suất của tinh thể ứng với tia bất thường v à tia thường đối với s ó ng c ó tần số  .

 Dựa v à o ellipsoid chiết suất ta t học một g ó c θ ì m được hướng truyền của tia tới lập với trục quang thỏa mãn công thức:

 Gọi θ c ó l à g ó c của hướng truyền hợp với quang trục, ta công thức:

n e

2 1 (  )  cos

n o

2 2   sin

n e

2 2  (2.5.7)  G ó c thỏa mãn điều kiện hợp pha θ d , ta c ó : sin 2 

d



n

0 

n E

2   2   

n n

0 0  2   2  2 (2.5.8)

z k θ nH n0 y z k θ n0 nH y Tinh theå ñôn truïc aâm Tinh theå ñôn truïc aâm

 Xét ví dụ: Laser Ruby   0 .

69 

m

thì đối với KDP,

n

0  

d

 1 .

466 , 2 

n H

 50 .

4 0  1 .

487 ,

n

0   1 .

506 ,

n

0 2   1 .

534   Nếu SHG sẽ cực đại  

d

thoả mãn điều kiện (2.5.8) thì công suất

P

max .

2 

P c

2  Khi thay đổi công suất SHG giảm và:

P c

2 

P

2  max  sin 2 1 

kL

2 1 2

kL

2

P

2  (  )  sin 2  2    max