光學變頻

不同頻率的光波之間進行能量變換，引起頻率轉換的各種混頻現象叫做光學變頻效應．光學變頻效應包括由介質的二階非線性電極化所引起的光學倍頻、光學和頻與差頻效應、光學參量放大與振盪效應，還包括由介質的三階非線性電極化 光學倍頻現象的實質，是在非線性介質內兩個基頻入射光子的湮滅和一個倍頻光子的產生．整個過程由兩個階段組成：第一階段，兩個基頻入射光子湮滅，同時組成介質的一個分子(或原子)離開所處能級(通常為基態能級)而與光場共處於某種中間狀態(用虛能級表示)；第二階段，介質的分子重新躍遷回到其初始能級並同時發射出一個倍頻光子．由於分子在中間狀態停留的時間為無窮小，因此上述兩個階段實際上是幾乎同時發生的，介質分子的狀態並未發生變化，即分子的動量和能量守恆． 以上各種非線性光學變頻效應是目前比較成熟的相干光變頻手段．當入射雷射滿足相位匹配條件(即動量守恆條件)且其中一種為可調諧時，可通過這些效應獲得高頻率可調諧變頻相干光輸出．另一方面，相干光混頻效應也為人們提供了一條研究物態結構、分子躍遷和凝聚態物理過程的新途徑．當前，帶有二倍頻器、三倍頻器和四倍頻器的固體雷射器和光參量振盪器作為獨立元件已很容易獲得，並在許多系統(如光刻照相和材料處理)中得到運用．

不同頻率的光波之間進行能量變換，引起頻率轉換的各種混頻現象叫做光學變頻效應．光學變頻效應包括由介質的二階非線性電極化所引起的光學倍頻、光學和頻與差頻效應、光學參量放大與振盪效應，還包括由介質的三階非線性電極化
所引起的四波混頻效應．
光學倍頻現象的實質，是在非線性介質內兩個基頻入射光子的湮滅和一個倍頻光子的產生．整個過程由兩個階段組成：第一階段，兩個基頻入射光子湮滅，同時組成介質的一個分子(或原子)離開所處能級(通常為基態能級)而與光場共處於某種中間狀態(用虛能級表示)；第二階段，介質的分子重新躍遷回到其初始能級並同時發射出一個倍頻光子．由於分子在中間狀態停留的時間為無窮小，因此上述兩個階段實際上是幾乎同時發生的，介質分子的狀態並未發生變化，即分子的動量和能量守恆．
以上各種非線性光學變頻效應是目前比較成熟的相干光變頻手段．當入射雷射滿足相位匹配條件(即動量守恆條件)且其中一種為可調諧時，可通過這些效應獲得高頻率可調諧變頻相干光輸出．另一方面，相干光混頻效應也為人們提供了一條研究物態結構、分子躍遷和凝聚態物理過程的新途徑．當前，帶有二倍頻器、三倍頻器和四倍頻器的固體雷射器和光參量振盪器作為獨立元件已很容易獲得，並在許多系統(如光刻照相和材料處理)中得到運用．