非线性光学  080300M01002H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科核心课 | 任课教师:屈一至
授课时间: 星期二,第10、11、12 节
授课地点: 教一楼404
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13
授课时间: 星期四,第10、11、12 节
授课地点: 教一楼404
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13
课程编号: 080300M01002H 课时: 60 学分: 3.00
课程属性: 一级学科核心课 主讲教师:屈一至 助教:
英文名称: Nonlinear Optics 召集人:

教学目的、要求

本课程为光学及其相关专业研究生的专业基础课。主要讲授非线性光学的基本原理,并择要介绍重要的应用。包括非线性极化率理论,耦合波方程,二阶、三阶非线性光学效应,四波混频,非线性光学晶体等。可供物理、化学有关研究生选修,为学生今后从事有关的科研工作打下必要的基础。

预修课程

电动力学、量子力学 

教 材

1、 石头顺祥、陈国夫、赵卫、刘继芳编著,《非线性光学》(第二版),西安电子科技大学出版社,2012。

主要内容

第一章  非线性光学进展(6)
1、线性光学与非线性光学
2、非线性光学发展的历程
3、课程总体安排

第二章  光与物质相互作用的经典理论(6)
1、非线性光学极化率的经典理论
2、非线性光学极化率的一般性质
3、晶体性质及其数学描述、对称性

第三章 非线性极化率的量子理论 (3)
1、密度算符及其运动方程
2、非线性极化率的微观理论

第四章 光波在非线性介质中传播的基本方程 (9)
1、光波在非线性介质中的传播、晶体光学
2、非线性光学耦合波方程
3、非线性光学相位匹配与准相位匹配

第五章 二阶非线性光学效应 (9)
1、线性电光效应
2、和频的产生
3、谐波的产生
4、差频的产生
5、光参量放大与振荡

第六章 三阶非线性光学效应(9) 
1、三次谐波的产生
2、受激喇曼散射
3、受激布里渊散射

第七章  非线性光学相位共轭 (3)
1、非线性光学相位共轭技术
2、三波混频、四波混频相位共轭技术
3、光学相位共轭技术的应用

第八章  光折变非线性光学 (3)
1、光折变效应
2、光折变效应的动力学模型

第九章 非线性光学晶体材料 (6)
1、非线性光学晶体材料的研究概况
2、常用非线性晶体材料
3、寻找新型非线性光学晶体材料的途径

第十章 超短光脉冲非线性光学 (6)
1、超短光脉冲的传播方程
2、超短光脉冲的二次谐波产生
3、超短光脉冲的参量作用与放大
4、非线性光学课程习题与讨论

参考文献

1、R. W. Boyd,Nonlinear optics,Academic Press,2003。
2、沈元壤,《非线性光学的原理》,科学出版社,1987。 
Y.R.Shen,The Principles of Nonlinear Optics,John Wiley Sons,1984. 
3、钱士雄、王恭明编著,《非线性光学--原理与进展》,复旦大学出版社,2001。
4、叶佩弦主编,《非线性光学物理》,北京大学出版社,2007。
5、张克从、王希敏,《非线性光学晶体材料科学》(第二版),科学出版社,2005。
6、李家泽、阎吉祥编著,《光电子学基础》,北京理工大学出版社,北京,2002