[发明专利]一种非线性光学效应的生成方法

说明书

本发明提供了一种非线性光学效应的生成方法，涉及光电子技术领域，包括：固定放置极性离子晶体作为非线性介质，极性离子晶体为具有光学声子模式的双原子晶体或多原子晶体；利用调制太赫兹波在非线性介质中激发受激声子极化激元，以增强入射非线性介质的信号光的非线性效率；调节信号光和/或调制太赫兹波的偏振角度和入射角度，以生成非线性光学效应。本发明基于受激声子极化激元调制的光与物质相互作用特点，利用受激声子极化激元大幅度提高非线性极化率，可以使得多数波长的光实现高效的弱光非线性效应；实现的非线性光学效应具有高刷新率、宽光谱响应、低阈值低功耗等优点。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，具体而言，涉及一种非线性光学效应的生成方法。

背景技术

非线性光学效应是包括光谱测量、光源系统、光电转换、光控制、光通信、光存储、光计算等在内的许多光学和光子学技术的核心原理。发展非线性光学效应产生方法有助于进一步发展非线性光谱技术、光学精密测量、非线性光开关、非线性光计算等技术，进而带来巨大的经济效益和社会效益。现有非线性光学效应产生方法主要依靠材料内电子的非线性极化，主要包含两类：一类是传统上利用电子的瞬时非线性响应，实现的非线性效应刷新率很快，大概在飞秒量级，但效率很低，有效的二阶非线性极化率大约为10^-12m/V到10^-10m/V，三阶非线性极化率大约为10^-19m²/V²到10^-17m²/V²；另一类是基于电子非线性极化累积的弱光非线性效应，典型代表光折变效应，其非线性效率更高，但刷新时间在几个毫秒到几天之间。一些新兴非线光学效应产生的基于有机材料、二维材料等，这些方法虽然产生效率较高，但由于其材料本身性质不稳定，刷新时间也不稳定，产业转化难度大。

因此，如何实现非线性光学效应的高稳定性、高刷新率以及宽光谱响应成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，公开了一种非线性光学效应的生成方法，能够在极端环境下实现高稳定性、高刷新率、宽光谱响应的非线性光学效应。

本发明公开了一种非线性光学效应的生成方法，包括：固定放置极性离子晶体作为非线性介质，极性离子晶体为具有光学声子模式的双原子晶体或多原子晶体；利用调制太赫兹波在非线性介质中激发受激声子极化激元，以增强入射非线性介质的信号光的非线性效率；调节信号光和/或调制太赫兹波的偏振角度和入射角度，以生成非线性光学效应。

根据本发明公开的非线性光学效应的生成方法，优选地，还包括：利用探测设备接收出射的信号光，其中，探测设备包括：光谱仪、定量的时间分辨成像系统、配备单色仪的功率计、干涉仪或光电耦合仪器。

根据本发明公开的非线性光学效应的生成方法，优选地，信号光为飞秒激光，调制太赫兹波由飞秒激光在非线性介质中整流产生。

根据本发明公开的非线性光学效应的生成方法，优选地，利用太赫兹光源发出调制太赫兹波，利用信号光源发出信号光，调制太赫兹波和信号光同时照射非线性介质。

根据本发明公开的非线性光学效应的生成方法，优选地，飞秒激光为从紫外到近红外，脉宽为10～300fs的脉冲激光。。

根据本发明公开的非线性光学效应的生成方法，优选地，信号光源为波长从紫外到远红外之间的连续激光器或脉冲激光器。

根据本发明公开的非线性光学效应的生成方法，优选地，调制太赫兹光源的频率为0.1～30太赫兹。

根据本发明公开的非线性光学效应的生成方法，优选地，非线性介质为铌酸锂或钽酸锂晶体，材料规格包括：厚度在10微米以下的薄膜、厚度在10～500微米的晶片、厚度在500微米以上的方形、楔形、柱形或球形块状材料。