Nonlinear Optics (3rd Edition)

简介：
《非线性光学（第3版）》全面介绍了激光与物质相互作用中的非线性过程，涵盖最新研究进展和技术应用。 ### 非线性光学第三版（Robert W. Boyd） #### 一、非线性光学导论 在《非线性光学》第三版中，Robert W. Boyd 提供了深入理解非线性光学现象的基础知识。本书是该领域的权威指南，涵盖了理论基础和各种应用实例。 **1.1 非线性光学简介** 非线性光学研究的是光与物质相互作用时，在强光场下物质的极化响应不再是线性的复杂情况。这种情况下会产生许多新的光学现象，例如二次谐波产生、参量放大等。本书第一章首先介绍了这些基本概念，并为后续章节奠定了理论基础。 **1.2 非线性光学过程描述** 在这一节中，作者详细讨论了不同类型的非线性光学过程及其实际应用实例，如二次谐波和三次谐波的产生、参量下转换等。通过多个光子之间的相互作用可以生成新的频率成分，这些现象对于理解和解释非线性效应至关重要。 #### 二、非线性光学极化率 **1.3 正式定义非线性极化率** 本节中作者给出了非线性极化率的形式定义，并强调了其在描述物质对强光场响应中的关键作用。这部分内容对于后续章节的理解非常重要，因为它是理解和解释非线性现象的基础。 **1.4 非线性极化率的经典谐振子模型** 通过分析经典谐振子模型来探讨非线性极化率的性质，并帮助读者理解物质在强光场下的响应行为。这种直观的方法有助于更深入地了解相关概念及其实际应用中的重要性。 **1.5 非线性极化率的性质** 本节讨论了非线性极化率的各种特性，包括其张量属性、频率依赖性和温度效应等。这些性质对于设计和选择用于非线性光学应用的理想材料至关重要。 #### 三、时间域描述的光学非线性 **1.6 时间域描述的光学非线性** 这一节深入探讨了如何在时间领域内分析光学非线性的现象，特别适用于理解瞬态过程如超快激光脉冲与物质相互作用的情况。这种方法能够提供对快速变化物理过程的独特视角。 **1.7 电磁诱导透明** 本章还介绍了电磁诱导透明的原理及其应用价值，这是一种特殊的非线性效应，在某些条件下可以显著改变光在介质中的传播特性。 #### 四、量子力学方法 本书详细探讨了如何利用量子力学理论来计算非线性光学极化率。从Schrodinger方程到密度矩阵方法的应用，提供了全面的分析工具和具体实例以帮助读者深入理解这些复杂的物理现象及其应用价值。 **3.1 密度矩阵方法** 本节介绍了密度矩阵在处理多粒子系统中的作用，并展示了如何利用它来描述非线性光学极化率。这种方法对于理解和计算复杂系统的响应非常有帮助。 **3.2 微扰理论的应用** 微扰理论是一种强大的工具，用于解决量子力学中涉及小参数的问题。本节讨论了如何使用该方法求解密度矩阵运动方程，并提供了具体的例子来说明其应用范围和优势。 《非线性光学》第三版为读者提供了一套全面且深入的知识体系，涵盖从基础概念到高级应用的各个方面。无论是研究人员还是工程师，在探索这一领域时都可从中受益匪浅。