聚焦光场激发下玻璃平板的二次谐波产生

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在电偶极矩近似条件下,中心对称材料体内无法产生二次谐波响应。而在材料表面由于对称性遭到破坏,可以产生电偶极矩条件允许的表面二次谐波非线性响应。基于该特性,二次谐波产生常常作为研究表面和界面的有效技术和方法。但是,在考虑材料内部电四极矩和磁偶极矩高阶相互作用后,在中心对称材料内部也能产生二次谐波信号。因此,对于作为表面和界面探针的二次谐波产生,非常有必要对表面和体响应进行表征。另一方面,具有强高阶响应的中心对称材料也有利于突破非中心对称的限制促进新型非线性光学材料的发展。  与传统非共线双光束表征方法相比,紧聚焦条件下的激发光场,不仅具有高度局域性,同时在焦点区域还存在强场梯度,可以在中心对称材料内部产生不受表面响应影响的二次谐波体响应。本论文利用聚焦光场作为激发光场,研究不同入射光下玻璃平板样品的二次谐波表面和体响应,主要工作如下:  1)研究了传统均匀偏振光(线偏振、椭圆偏振和圆偏振光)的聚焦光场激发下玻璃材料的二次谐波表面和体响应。研究结果表明,当入射光为线偏振或椭圆偏振光时,表面和体二次谐波响应的远场辐射分布均呈现两瓣分布,只是两者的取向互相垂直;随着入射光偏振态的变化,远场辐射的取向也随之改变;当入射光变为圆偏振光时,远场辐射迅速地变为圆环分布;与现有的实验结果相比,说明体参数δ的贡献远大于体参数γ的贡献。  2)研究了聚焦柱矢量光激发下玻璃材料的二次谐波表面和体响应。研究结果表明,除角向偏振光,不同聚焦柱矢量光激发下,表面响应的辐射分布保持不变;体参数δ和γ的远场辐射分布均表现为圆环分布,但是随着柱矢量光偏振角ψ0的改变,参数δ的远场辐射保持不变,而参数γ的远场辐射则出现了明显变化。  3)实验研究了聚焦光场在显微盖玻片内部沿光轴方向不同位置时的二次谐波响应。实验结果表明,在不同盖玻片厚度像差校正条件下,样品体内产生的二次谐波信号峰值的位置不同,但是峰值位置不受激发光功率影响;不同入射光功率下二次谐波信号强度的变化说明,在高激发功率情况下,由于自聚焦效应的影响,二次谐波信号强度随激发功率增强的变化要高于二次方关系。
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