元宇宙與非線性光學晶體

1. 非線性光學材料的簡介

利用非線性光學晶體的倍頻、和頻、差頻、光參量放大和多光子吸收等非線性過程可以得到頻率與入射光頻率不同的激光，從而達到光頻率變換的目的。
這類晶體廣泛應用於激光頻率轉換、四波混頻、光束轉向、圖象放大、光信息處理、光存儲、光纖通訊、水下通訊、激光對抗及核聚變等研究領域。
我國在非線性光學晶體研製方面成績卓著，某些晶體處於世界領先地位。

2. 什麼是非線性光學

什麼是非線性器件？

比例關系就是線性關系。不是比例關系就是非線性關系。這是因為比例關系可以用直線表示，而非比例關系不是直線關系。

一個元器件的參數之間的關系是非線性的關系，那麼這個元器件就是非線性元器件。

電阻上的電流和電壓的關系是線性關系，所以電阻就是線性器件。半導體中的伏安特性曲線就不是直線，就不是線性關系，所以半導體也就是非線性器件。

電器元件中常常用到非線性器件，應用電子器件的非線性來完成非線性未完成的各種功能(如振盪,頻率變換等)的電路統稱為非線性電子線路.
分析非線性器件響應特性時,必須註明它的控制變數,控制變數不同,描述非線性器件的函數也不同.
非線性器件的描述與控制變數有關,並且可能出現負值參數。
非線性器件分析不滿足疊加原理。

非線性器件不但在電子電路中應用，在其它領域里也都存在。

具有非線性光學效應的晶體稱為非線性光學晶體。利用晶體的非線性光學效應，可以製成二次諧波發生器，上、下頻率轉換器，光參量振盪器等非線光學器件。激光器產生的激光可通過非線性光學器件進行頻率轉換，從而獲得得更多有用波長的激光，使激光器得到更廣泛的應用。

在液壓系統中，控制閥幾乎都是非線性器件，其輸入與輸出之間的關系或是「凹」,或是「凸」,或是「S」型。甚至還有一些控制閥的動作極不正常,使流量控制問題變得更糟。而變頻驅動(VFD)其本身是一個非線性設備,但是能節省能源。

3. 非線性晶體是什麼

在傳統的線性光學范圍內，一束光通過晶體後，光的頻率不會改變。然而當光通過某種晶體後產生頻率為入射光兩倍的光，則將這種現象稱為非線性光學效應。產生非線性光學效應的晶體叫非線性光學晶體。這種晶體必須是非中心對稱晶體。
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4. 陳創天在非線性光學晶體研究領域有什麼成就

陳創天被認為是非線性光學晶體研究領域的國際權威，2002年，他所領導的研究組和合作者，在國際上首次實現了Nd：YV04激光的6倍頻諧波光和Ti：Sapphire激光的4倍頻和5倍頻諧波光輸出。此項研究131科學家傳奇系列叢書成果先後獲得1987年第三世界科學院化學獎，1990年美國激光工業技術成就獎，1999年度世界知識產權中國專利金獎。

陳創天

5. 非線性光學晶體是什麼

非線性光學晶體是一種可以對激光束進行調制、調幅、調偏、調相的重要的光學晶體材料，是激光器中的一種重要材料。隨著激光技術在工業、農業、軍事、醫學等領域中得到廣泛應用，研製新型非線性光學晶體也成為國際光電子科技領域、新材料科技領域的前沿和熱門課題。

20世紀60年代，美國貝爾實驗室發現了鈮酸鋰晶體（LiNbO33），但由於該晶體具有嚴重的光感應折射變化，因此始終無法在較高功率激光器上作為倍頻器件。70年代，美國杜邦公司中央實驗室首次發現KTP晶體，但直到80年代才獲得有工業應用價值的大尺寸KTP晶體。

自80年代以來，我國在非線性光學晶體材料的研製方面取得了長足進展。機電部209所首次研製出摻5％克分子的Mg：LiN-bO3晶體，使LiNbO3晶體的抗光損傷閾值提高到>10MW／cm2。該生長工藝當時被美國廣泛採用。1989年該所成功研製出摻7％克分子的MgO：LiNbO3和rri：MgO：LiNbO3兩種單晶，在保持高光學均勻性的同時，使晶體的抗光損傷閾值達到60MW／cm2。該晶體作為Nb：YAG激光腔內倍頻晶體，其輸出效率達61％，為同類晶體的國際最高水平。

中國科學院福建物質結構研究所經過多年的實驗研究，於1984年正式宣布發現BBO晶體。該晶體的倍頻系數是KDP晶體的4倍，相匹配范圍可達到2．6μ～400nm（基波），紫外區的最短輸出波長為189nm，從而滿足了科學家們對400～20nm紫外區相干輻射的多方面的需要。因此，當時被國際激光科技界推崇為在光電子技術領域內可與大功率半導體激光器相提並論的最有意義的進展之一。隨後，該所又推出一種更新的非線性光學晶體——LBO。這種晶體的出現解決了KIP、MgO：LiNbO3晶體不能用於強激光（>100MW／cm2）倍頻的困難，並克服了BBO晶體的某些缺點，成為又一個有重要實用價值的新晶體。

在此基礎上，中國科學院福建物質結構研究所於1989年，採用「晶體非線性光學效應離子基團理論」，系統地計算和研究了硼酸鹽體系的基因結構和微觀倍頻效應、晶體紫外區吸收邊的相互關系。在此理論研究的基礎上通過化學合成、物化分析、晶體生長和系統的光學、電學測試，終於發明了一種具有很大實用價值的新型非線性光學晶體材料——三硼酸鋰（LiB3O3）。該晶體在近紅外、可見光和紫外波段高功率脈沖激光及高平均功率激光的倍頻、和頻、參量振盪和放大器件，腔內倍頻器件等方面有廣泛的用途。美國《激光和電光》雜志將這項發明評為1989年度國際十大高技術產品之一，井已在國內外一些實驗室及激光工業界廣泛使用。

新型非線性光學晶體三硼酸鋰的研究成功，進一步促進了國內外研究硼酸鹽非線性光學晶體材料與激光器件的深人發展。

6. 非線性光學晶體的基本定義

對於激光強電場顯示二次以上非線性光學效應的晶體。

7. 幾種非線性光學晶體倍頻系數的測量

非線性光學是現代光學中的一個重要分支，它是在激光器出現以後發展起來的。作為非線性光學晶體中最重要的一類，無機非線性光學晶體由於具有高損傷閾值和化學穩定性，因而在激光技術中獲得了廣泛應用。
倍頻系數是非線性光學晶體的一個基本參量，因而對於每種有用的非線性光學晶體，都需要測量它的倍頻系數。Maker條紋法是實驗測量非線性光學晶體倍頻系數的一種重要方法，本文採用這種方法測量了一系列非線性光學晶體的Maker條紋，並將它們對比作為標準的KDP晶體Maker條紋，得到了這些晶體在1064.2nm波長下的倍頻系數值。本論文共包括以下主要內容：(1)引言。這是本文的基礎部分，簡單介紹了非線性光學的基本理論，給出了處理Maker條紋時用到的一些公式，最後對非線性光學晶體進行了概述。
(2)非線性光學晶體倍頻系數的測量理論。這一部分詳細介紹了測量倍頻系數常用的相位匹配法和Maker條紋法兩種方法，並對這兩種方法進行了對比，指出了測量時的注意事項。
(3)LBO族晶體倍頻系數的測量。首先改進了原有的測量系統，特別是對光電倍增管的線性區進行了優化，從而大大提高了測量精度。然後利用改進後的系統測量了LBO、CBO和CLBO等晶體的倍頻系數，並與之前的數值進行了對比。
(4)KBBF族晶體倍頻性能研究，包括KBBF和RBBF晶體。本文測量得到了它們的Type-I和Rype-IIMaker條紋。鑒於目前RBBF晶體的折射率色散方程尚未擬合，文中參考KBBF的折射率色散方程和RBBF的白光折射率，通過對RBBF的相位匹配角進行數值擬合，得到了RBBF在1064.2nm和532.1nm的折射率數值，進而求解了這兩種晶體的倍頻系數。
(5)BPO晶體倍頻系數的測量。BPO的紫外吸收邊的波長很短，因而可以用來獲得深紫外相干光源。本文採用Maker條紋法測量了它的倍頻系數，為以後對它的進一步研究提供了重要參考。

8. 非線性光學晶體是如何被發現的

在20世紀60年代末，陳創天用來計算的只有手搖計算機，夜深人靜時，為了降低那台手搖計算機發出的聲音，他給手搖計算機墊上棉墊，並把門窗關緊，以便不影響他人休息。夜以繼日孜孜不倦的探索，陳創天和他的研究組及合作者一起，相繼發現了一系列舉世矚目的非線性光學晶體。

9. 非線性光學晶體，激光晶體及精密光學元器件的研發會用到什麼分析儀器

光柵儀，波長計，功率計，光斑分析儀，需要挺多東西的