[发明专利]用于确定二阶非线性光学系数的方法和系统

权利要求书

1.一种用于确定材料的二阶非线性光学系数的方法，包括：提供至少部分由所述材料制成的样品(1；35)的步骤，使第一光信号(S_i1)和第二光信号(S_i2)撞击到所述样品上的步骤，所述第一光信号和第二光信号分别具有第一脉动和第二脉动以及第一偏振态和第二偏振态，以这种方式使得所述样品产生具有第三脉动和第三偏振态的第二谐波光信号(S_u3)，所述第三脉动等于所述第一和第二脉动的和，所述第三偏振态与所述第一和第二偏振态相关；所述方法进一步包括：确定与所述第二谐波光信号相关联的能量的多个测量的步骤，以及基于能量的所述多个测量确定所述二阶非线性光学系数的步骤；

所述方法的特征在于，所述确定能量的所述多个测量的步骤包括随所述第一和第二偏振态的变化来执行所述第二谐波光信号的能量测量的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使第一光信号(S_i1)和第二光信号(S_i2)撞击到所述样本(1；35)上的步骤包括使所述第一和第二光信号以具有线性偏振的方式撞击的步骤，以使得所述第二谐波光信号(S_u3)为线性偏振，所述第一和第二偏振态分别由第一偏振角(φ₁)和第二偏振角(φ₂)限定，所述随所述第一和第二偏振态的变化来执行所述第二谐波光信号的能量的测量步骤包括变化所述第一和第二偏振角的步骤，以使得所述第一和第二偏振角具有多对相应值。

3.根据权利要求3所述的方法，其中，所述使第一光信号(S_i1)和第二光信号(S_i2)撞击到所述样本(1；35)上的步骤包括产生所述第一和第二光信号以使得所述第一和第二光信号的传播方向处于一个相同的平面(xz)中并且在所述第一和第二光信号之间形成相互入射角(β)的步骤，所述相互入射角的角平分线相对于所述样本的法线(n)形成倾斜角(α)，所述第一和第二光信号分别与所述法线形成第一入射角(α₁)和第二入射角(α₂)，所述第二谐波光信号(S_u3)的传播方向处于所述平面内并且所述第二谐波光信号包含第一正交分量和第二正交分量，所述第一正交分量和第二正交分量的偏振方向分别垂直于和平行于所述平面(xz)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述随所述第一和第二偏振态的变化来执行所述第二谐波光信号的能量的测量的步骤包括获得多个测量组的步骤，通过以下步骤来获得每个测量组：

-对于所述相互入射角(β)和所述倾斜角(α)设定与所述每个测量组相关联的配置的值；

-选定相应的正交分量，该正交分量在所述第一正交分量与所述第二正交分量之间选择；

-变化所述第一和第二偏振角(φ₁、φ₂)，以使得所述第一和第二偏振角具有相应多个对的相应值；以及

-针对所述相应多个对的每个对来确定与所述相应的正交分量相关联的能量的测量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于能量的所述多个测量来确定所述二阶非线性光学系数的步骤包括以下步骤：

-建立所述多个测量组以及与所述材料的二阶非线性光学张量中的非零二阶非线性光学系数的布置相关的配置的对应值；以及

-基于相应参数函数，将数值拟合方法应用于所述多个测量组中的每个测量组，所述参数函数包含作为相应参数的所述二阶非线性光学系数中的一个或多个，所述数值拟合方法的应用产生了所述相应参数的值，所述值将所述每个测量组的测量与由所述相应参数函数给定的对应值之间的偏差最小化。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述执行能量的测量的步骤进一步包括确定多个额外测量组，所述额外测量组与二阶非线性光学系数的值已知的参考样本相关，所述参考样本所属的晶体类别与所述材料所属的晶体类别相同，每个额外测量组与所述多个测量组的对应测量组相关联，每个额外测量组和每个对应组测量涉及一个相同的正交分量并且具有相同的配置值；所述方法进一步包括基于将所述数值拟合方法应用于所述对应测量组所使用的相同相应参数函数来将所述数值拟合方法应用于每个额外测量组。