非线性光学

非线性光学是当强光和材料相互作用时发生的各种非线性材料响应（现象，与光的电磁场不成正比）。尽管随着激光的出现已经发展了这个领域，但是非线性光学效应在激光本身中起着至关重要的作用，并支配着它的特性。 它与量子光学密切相关。

光学材料的光学常数，例如折射率和吸收率，可以认为是弱光时的常数。但是，当光线变强时（必须考虑非线性），它会根据光线强度而变化。由轻物质相互作用的非线性产生的这种现象称为非线性光学现象。

一种现象，通过某种频率的入射光从物质发出频率为整数倍的光。这是在非线性光学效应中观察到的最基本的过程，并且以两次（二次谐波产生：SHG）和三次（三次谐波产生：THG）发射光。很重要。主要应用是将激光波长转换为短波长区域。

一种现象，其中两个发出的光的频率之和等于入射光的频率。在频率转换方面，有时将其称为光学混合。光学参数生成，受激拉曼散射，相干拉曼散射，受激布里渊散射，受激康普顿散射，四波混合等。

现象一种现象，其中多个光子同时被吸收或发射并转变为与光子能量之和或差相对应的本征态。通常，当n为奇数时，n光子跃迁在跃迁的初始状态和最终状态之间具有偶数/奇数奇偶校验规则，而当n为偶数时，n-光子跃迁具有偶数/奇数奇偶校验规则。在n = 2的最简单情况下，存在同时吸收两个光子的双光子吸收和吸收一个光子并发射一个光子的拉曼散射。但是，受激拉曼散射和相干拉曼散射是非线性光学过程，但是普通拉曼散射（自发发射拉曼散射）并未归类为非线性光学过程。用于高灵敏度，高分辨率光谱和同位素分离。

通常产生一种现象，其中，介质的折射率不依赖于光强度，并且入射光强度强，从而在介质中形成折射率分布。通过将折射率扩展为复数，可以将双光子吸收视为非线性折射率变化。光束在介质中会聚到一个点的现象（自会聚），频率被调制（自相位调制），透射光的强度取决于入射光强度的历史（光学双稳态）是多彩的。自会聚会损坏光学组件，因此是大功率激光器的重要技术问题，自相位调制是使用超短激光脉冲和光纤的信息通信技术的光学双稳态。对于光交换技术很重要。

介质的折射率根据施加到介质上的电场而变化的现象。它是一种非线性的折射率变化。这被称为电光效应，而普克尔斯效应和克尔效应被称为二阶和三阶非线性光学效应。不必要的运动部件可变焦距透镜，利用等。

作为实现自适应光学的一种方法，已有研究。

由于非线性光学效应会出现在任何物质中，因此不仅针对普通气体，液体和固体，还针对等离子体，活生物体和粒子束。在非线性光学中，不仅现象本身是研究的主题，而且还涉及光电子学，例如光的产生，控制和测量，通过非线性光学效应探索物理性质的非线性光谱学以及使用这些知识和技术进行的激光工程。有广泛的应用领域。