Nonlinear Optics
课程编码：10·1017
实用学科：光学
学时：36学分：2
先修课程：电磁场理论，电动力学，量子力学
教学目的和要求
该课程的教学目的是使学生在了解非线性光学现象的基础上，对非线性光学的理论基础有一定的认识。
激光是本世纪科学史上最重大的发明之一，它的出现开创了许多新的研究领域，非线性光学正是激光出现后发展起来的一门崭新的学科，研究光与物质的非线性相互作用以及由此导致的光波之间的非线性相互作用，是现阶段光学研究的前沿领域之一，也是非线性光通信的重要理论基础。非线性光学是一门介于基础与应用之间的学科，随着实验与理论研究的深入，它几乎在所有科学领域中都获得广泛的应用。非线性光学的产生和发展，不仅给光学这门古老的学科增添了新的活力，而且在未来的科技世界中将占有重要的一席之地。
本课程除了讨论非线性光学的理论基础外，还主要介绍在非线性介质中产生的各类非线性光学现象，并且注意介绍与光通信及光电子有关的最新进展，是通信及其光学各专业研究生必须具备的理论基础。
授课内容
1光学介质的非线性极化
1．1非线性极化率张量
1．2非简谐振子模型
1．3密度矩阵方程
1．4非线性极化率的微式
1．5非线性极化率的对称性
2平面波在非线性介质中的传播
2．1波动方程
2．2非线性介质中的电磁场能
2．3电磁波在各向异性晶体中的传播
2．4非线性介质中的耦合波方程
3二阶非线性光学效应
3．1三波相互作用的耦合波方程
3．2光学二次谐波
3．3非线性相互作用中的相位匹配
3．4光学参量放大和振荡
3．5线性电光效应
4受激散射
4．1受激拉曼散射
4．2受激布里渊散射
4．3相干反射托克斯拉曼散射
5四波相互作用过程
5．1原子自电离对三阶非线性光学效应的贡献
5．2三次谐波的产生
5．3双光子吸收
5．4四波混频
5．5光学相位共轭
5．6自聚焦
6光场感生双折射效应
6．1光克尔效应和椭圆偏振光
6．2光学双稳态
7光波导内的非线性光学
7．1波导模之间的耦合
7．2周期性波导
7．3电介质波导中的电光调制和模式耦合
7．4导波中的非线性效应
8光学瞬态相干效应
8．1二能级体系中的磁共振
8．2光学布洛赫效应
8．3自感应透明
8．4光学章动和自由感应衰减效应
8．5光子回波
9光学孤子
9．1基态孤子和高阶孤子
9．2孤子激光器
9．3孤子通信系统
9．4高阶非线性效应
教材
石顺祥．非线性光学．西安电子科技大学出版，2003
主要参考书
1沈元壤著．顾世杰译．非线性光学原理．科学出版社，1987
2 F．T．阿雷克，E．O．舒尔茨-杜菠依斯．非线性光学和材料．科学出版社，1978
3 P．L．Knight，W．J．Firth ．The Elements of Nonlinear Optics．1991
4 Robert W．Boyd ．Nonlinear Optics．Academic Press，INC，1992
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