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本论文用空间、光强和偏振分辨的泵浦-探测方法,从理论和实验上深入研究了超快非共振非线性极化强度对泵浦-探测信号的影响.它不仅为研究超快非线极化强度的空间效应提供了有益的结果,而且对泵浦-探测实验中相干假象的研究作了有益的补充.同时,它还提供了一种测量非线性折射率系数和双光子吸收系数的新技术----空间分辨的泵浦-探测技术.具体工作如下:首先,用麦克斯韦方程研究了空间分辨的泵浦-探测理论,即以三阶非线性极化强度为场源,采用一阶近似的微扰方法求解了高斯光束近似条件下的泵浦-探测双光束耦合波方程.空间分辨的泵浦-探测信号的数值计算结果显示了空间分辨的泵浦-探测信号随两光束夹角、光束传播距离、光斑半径和频率失谐的变化关系.其中,光束的高斯分布引起的非线性折射率的相位调制和双光子吸收的振幅调制效应是泵浦-探测信号空间分布特性的根本原因.其次,研究了GaP晶体和GaAs晶体的空间分辨的泵浦探测实验信号.GaP晶体的实验结果证实了泵浦-探测信号的空间分布规律.用空间分辨的泵浦-探测理论拟合了GaP晶体的实验结果,得到了GaP晶体的非线性折射率系数和双光子吸收系数值.GaAs晶体的空间分辨泵浦-探测实验结果证实了超快非线性极化强度的空间效应对测量载流子弛豫信号的影响.因而,实验结果证实了空间分辨的泵浦-探测技术的可测量性和重要性,以及泵浦-探测实验中超快非线性极化强度的空间分布特性.再次,用频率分辨的泵浦-探测技术测量了GaP晶体的非线性折射率系数和双光子吸收系数,并与空间分辨的泵浦-探测技术的测量结果做了比较.从而证明了空间分辨的泵浦-探测技术是测量非线性折射率系数和双光子吸收系数的一种新技术.最后,用光强依赖的泵浦-探测实验研究了GaP晶体和LBO晶体的非线性光学系数的光强依赖性.用空间分辨的泵浦-探测理论拟合了实验结果,得到了GaP晶体和LBO晶体的光强依赖的双光子吸收系数和非线性折射率系数,以及GaP晶体的非线性折射率系数的饱和光强值.用偏振相关的泵浦-探测实验研究了GaP晶体的非线性光学系数的空间各向异性,进一步深化了对超快非线性极化强度空间效应的研究.