介質(zhì)的色散特性對其分子雙光子吸收的影響.pdf

1、雙光子吸收是介質(zhì)在強光作用下其分子表現(xiàn)出來的非線性光學效應之一，該過程的研究是目前國內(nèi)外光電子領域的熱點研究內(nèi)容之一。描述介質(zhì)雙光子吸收特性的重要物理量是介質(zhì)分子的雙光子吸收截面。根據(jù)目前雙光子吸收的理論，雙光子吸收過程對應三階非線性光學效應，也即對應分子的三階電極化率。
　　我們在將一維振子經(jīng)典模型中，應用到氫原子中，并試圖體現(xiàn)“能級差所決定的躍遷吸收頻率與共振吸收峰對應的頻率統(tǒng)一的物理思想”這一過程中發(fā)現(xiàn)：描述介質(zhì)線性吸收的兩

2、個關鍵物理量：“線性吸收系數(shù)和一階電極化率的虛部”的共振吸收峰在一個頻率上根本無法實現(xiàn)統(tǒng)一。經(jīng)仔細研究和分析該模型，我們發(fā)現(xiàn)：該模型中的阻尼模型的引入具有一定的“人為性”。根據(jù)電介質(zhì)極化的經(jīng)典理論，極化過程是組成介質(zhì)的原子或分子中的電子在光電場的作用下做受迫振動。而電子的這種受迫振動表現(xiàn)出的是一種交流振蕩行為。論文取得了以下具體結果。
　　1、將一維振子經(jīng)典模型應用到氫原子，推導出了計算一維振子固有頻率的參考公式；通過調(diào)整阻尼系數(shù)

3、，數(shù)值模擬了相應的一階電極化率、折射率及線性吸收系數(shù)隨頻率的變化，發(fā)現(xiàn)一階電極化率的虛部峰值與線性吸收系數(shù)的峰值不能在同一個頻率下重合。
　　2、在一維振子經(jīng)典模型的阻尼模型中引入了容抗項，并以氫原子為例，在能極差所給出的躍遷吸收頻率條件下，計算了容抗對一階電極化率的虛部與線性吸收系數(shù)的影響，結果顯示：阻尼模型中的容抗項的引入可以縮小兩個物理量的峰值所對應的波長之間的差距。在一維振子經(jīng)典模型的阻尼模型中進一步考慮了感抗的影響。結果

4、表明，在一維振子原有的阻尼模型的基礎上，考慮容抗和感抗的影響，可以實現(xiàn)一階電極化率的虛部峰值與線性吸收系數(shù)的峰值在能級差所決定的同一個躍遷頻率下重合。
　　3、推導了三階電極化率的實部和虛部，圖示分析了三階電極化率的實部和虛部的曲線隨激發(fā)光的頻率變化特征。將包含有容抗和感抗的阻尼模型帶入到一維非簡諧振子經(jīng)典模型中，分析了三階電極化率隨頻率變化的曲線，從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)出現(xiàn)雙光子吸收，色散比雙光子吸收大很多，所以雙光子吸收效應可以略