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非线性光学从零学起

共计 30 章节
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01
课程导入
非线性光学的研究对象 · 发展简史 · 典型应用（如频率转换
课程导入非线性光学的研究…
02
线性光学基础回顾
麦克斯韦方程组 · 线性极化率 · 折射率与色散
线性光学基础回顾麦克斯韦方程组
03
非线性极化的起源
原子/分子尺度上的非线性响应 · 非简谐振荡模型 · 非线性极化率的对称性及其与光强的关系
非线性极化的起源原子
04
非线性波动方程
从麦克斯韦方程组推导非线性波动方程 · 慢变包络近似（SVEA） · 耦合波方程的基本形式
非线性波动方程从麦克斯韦方程组…
05
二阶非线性效应（一）
二次谐波产生（SHG）的物理图像 · 相位匹配条件 · 转换效率与相干长度
二阶非线性效应SHG
06
二阶非线性效应（二）
和频与差频产生（SFG/DFG） · 光学参量放大与振荡（OPA/OPO）…
二阶非线性效应SFG/DFG
07
三阶非线性效应（一）
光学克尔效应 · 自聚焦与自相位调制（SPM） · 非线性折射率n2的测量方法
三阶非线性效应光学克尔效应
08
三阶非线性效应（二）
四波混频（FWM） · 交叉相位调制（XPM） · 受激拉曼散射（SRS）与受激布里渊散…
三阶非线性效应FWM
09
相位匹配技术
角度匹配 · 温度匹配 · 准相位匹配（QPM）
相位匹配技术角度匹配
10
非线性光学材料
常用晶体（KDP · BBO · LBO
非线性光学材料KDP
11
超快非线性光学
超短脉冲与非线性相互作用的特殊性 · 群速度失配 · 脉冲走离效应
超快非线性光学超短脉冲
12
非线性光学中的量子图像
光子与非线性过程的量子描述 · 自发参量下转换（SPDC） · 纠缠光子对产生
非线性光学量子图像
13
非线性光学实验基础
激光光源选择 · 光路对准 · 探测器与光谱仪使用
非线性光学实验基…激光光源选择
14
案例实战（一）
搭建SHG实验——从晶体选择 · 光路调节到测量二次谐波信号并分析相位…
案例实战SHG
15
案例实战（二）
利用自相位调制进行超连续谱产生——光…
案例实战利用自相位调制进…
16
案例实战（三）
OPO调谐实验——实现宽波段可调谐激…
案例实战OPO
17
数值模拟方法
分步傅里叶法求解非线性薛定谔方程（N… · 模拟脉冲传播与频谱演化
数值模拟方法分步傅里叶法求解…
18
非线性光学中的常见问题与解决
相位失配 · 热效应 · 光损伤
非线性光学常见问题
19
非线性光学前沿应用
频率梳 · 生物成像中的谐波显微 · 量子通信中的非线性光源
非线性光学前沿应…频率梳
20
非线性光学与光子学集成
片上非线性波导 · 微环谐振腔中的非线性增强效应
非线性光学光子学集成
21
高阶非线性效应
多光子吸收 · 非线性吸收系数 · Z扫描技术测量非线性折射与吸收
高阶非线性效应多光子吸收
22
非线性光学中的对称性
晶体对称性对非线性极化率张量的约束 · 非中心对称与中心对称材料的区别
非线性光学对称性
23
非线性光学中的色散管理
色散长度与非线性长度 · 孤子形成条件 · 色散波产生
非线性光学色散管理
24
非线性光学中的噪声与量子噪声
散粒噪声 · 参量放大中的噪声特性 · 压缩态光场简介
非线性光学噪声
25
非线性光学在光纤通信中的应用
四波混频对WDM系统的影响 · 非线性补偿技术 · 光信号处理
非线性光学光纤通信
26
非线性光学在激光器设计中的应用
锁模激光器中的非线性机制 · 克尔透镜锁模 · 半导体可饱和吸收镜
非线性光学激光器设计
27
非线性光学中的太赫兹产生
光学整流 · 差频产生太赫兹波 · 太赫兹时域光谱系统
非线性光学太赫兹产生
28
非线性光学中的空间光调制与涡旋光
非线性过程中的轨道角动量转移 · 涡旋光束的频率转换
非线性光学空间光调制
29
综合项目（一）
设计一个基于SHG的倍频激光系统——… · 器件选型 · 系统搭建到性能测试
综合项目SHG
30
综合项目（二）
非线性光学研究综述与展望——阅读经典… · 总结当前热点 · 规划个人研究方向
综合项目非线性光学研究综…