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负折射率材料中二次谐波转换效率的理论分析
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN248.1[电子电信—物理电子学] TB33[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]济南大学理学院,济南250022, [2]山东财政学院统计与数理学院,济南250014
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60471042)资助的课题.
中文摘要:

研究了二次谐波是负折射率而基频光是正折射率材料中,在考虑吸收系数、走离效应和相位失配的情况下,推导出平面波振幅缓变近似下,二次谐波的耦合波方程.根据该方程在基频光小信号近似下推导出二次谐波转换效率表达式.最后采用数值计算的方法分别研究了相位失配量Δk、走离角ρ和二次谐波的吸收系数α对转换效率的影响.结果表明,由于相位失配量的存在二次谐波的转换效率随负折射率材料长度的变化存在极大值,即负折射率材料长度存在最佳值,并且随着长度的增加,转换效率呈明显的周期性振荡并且极大值总是逐渐减小;转换效率随失配量的增加而减小;走离效应对转换效率的影响不明显,可以忽略不计;转换效率随吸收系数的增加而减小.这为研究负折射率材料的非线性理论打下了基础.

英文摘要:

For negative-index materials(NIM) of second-harmonic wave(SHW) and positive-index materials of fundamental frequency wave(FFW),the equations of the coupled wave was deduced,taking account of absorption coefficient,walk-off effect,phase mismatching capacity and the approximation of slow-varying amplitudes of the plane wave. On the basis of the equations,a formulation of SHW conversion efficiency was obtained in condition of small signal approximation for FFW. Through numerical simulation, the effects of phase mismatching capacity,walk-off angle and absorption coefficient of SHW on the conversion efficiency of SHW were scrutinized respectively. The maximum conversion efficiency of SHW was realized via increasing the length of NIM,that is,there exists an optimum length of NIM; however, the conversion efficiency of SHW shows an evidencet periodic evolution and the maximum conversion efficiency always diminishes. The conversion efficiency decreases with the increases of the phase mismatching capacity and the absorption coefficient. The influence of walk-off effect is not evident so that it may be neglected with respect to the conversion efficiency of SHW. This study provides a basis for investigating nonlinear theory of negative-index materials.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876