第一篇：寶石特殊光學(xué)效應(yīng)總結(jié)

寶石特殊光學(xué)效應(yīng)總結(jié)

1、貓眼效應(yīng)

貓眼效應(yīng)由寶石所含包裹體產(chǎn)生，當(dāng)這些針狀、柱狀、四絲絹狀的包裹體平行排列，并且寶石切成湖面時(shí)就會(huì)產(chǎn)生貓眼效應(yīng)。此外，貓眼效應(yīng)還與寶石的折射率有關(guān)，包裹體的折射率與寶石的折射率差值越大，則眼線(xiàn)越亮。具有貓眼效應(yīng)的寶石，隨著寶石的擺動(dòng)，“眼線(xiàn)”也隨之?dāng)[動(dòng)，并且眼線(xiàn)沿逆著光源得方向移動(dòng)。若包裹體不與寶石的底面平行，則眼線(xiàn)會(huì)發(fā)生偏離。

常見(jiàn)可以產(chǎn)生貓眼效應(yīng)的寶石：紅寶石、藍(lán)寶石、祖母綠、金綠寶石、變石、海藍(lán)寶石、紫鋰輝石、月光石、碧玉、碧璽、翡翠、透輝石、芙蓉石、石榴石、矽線(xiàn)石、方柱石、紅柱石、坦桑石、石英、孔雀石、藍(lán)晶石、歐泊、磷灰石、藍(lán)晶石、透閃石等。

2、星光效應(yīng)

星光效應(yīng)的產(chǎn)生和貓眼效應(yīng)類(lèi)似，也是由包裹體引起的。以紅、藍(lán)寶石為例，是由內(nèi)部的絲絹狀金紅石包裹體平行排列從而出現(xiàn)了星光效應(yīng)。如有一組包裹體，紅、藍(lán)寶石則產(chǎn)生6線(xiàn)星光；若有兩組包裹體，就會(huì)產(chǎn)生12線(xiàn)星光（若為合成的紅、藍(lán)寶石，則只能產(chǎn)生6線(xiàn)星光）。和其類(lèi)似的有芙蓉石，也可以產(chǎn)生6線(xiàn)和12線(xiàn)星光，而石榴石卻常見(jiàn)4線(xiàn)和6線(xiàn)星光。透輝石也可產(chǎn)生星光效應(yīng)，但一般可以產(chǎn)生星光效應(yīng)的透輝石顏色很深，并且它只能產(chǎn)生4線(xiàn)星光，而且正交。

常見(jiàn)可以產(chǎn)生星光效應(yīng)的寶石：紅、藍(lán)寶石（6、12）、石榴石（4、6）、芙蓉石（6、12）、透輝石（4）、尖晶石（4）、黃晶（12）

3、變色效應(yīng)

變色效應(yīng)是指在不同光源的照射下，寶石呈現(xiàn)不同顏色的效應(yīng)。以變石為例，在日光的照射下呈綠色，在白熾光的照射下呈紫紅色，因此有“白天的祖母綠，夜間的紅寶石”之稱(chēng)。其原因是：變石有二個(gè)透光區(qū)，即紅色波段和綠色波段。日光中綠光的成分偏多白熾光中則紅光偏多，故它們照射到該寶石上時(shí)，分別使綠色加濃和紅色加濃，而分別呈現(xiàn)出綠色和紅色。常見(jiàn)具有變色效應(yīng)的寶石：藍(lán)寶石、鋯石、變石、紅寶石、碧璽、石榴石等。

4、月光效應(yīng)

月光效應(yīng)也稱(chēng)為光彩效應(yīng)，月光效應(yīng)是光彩效應(yīng)中的一種特殊效應(yīng)。月光效應(yīng)是指在一個(gè)弧面型的寶石上，轉(zhuǎn)動(dòng)寶石時(shí)，可見(jiàn)到一種波形的銀白色或淡藍(lán)色浮光，形似柔和的月光（所看到的銀白色或淡藍(lán)色是假色）。以長(zhǎng)石類(lèi)寶石最為常見(jiàn)。其原因是寶石內(nèi)部的包體或特殊結(jié)構(gòu)對(duì)光所產(chǎn)生的一種漫反射效應(yīng)。

月光石溫柔的暈彩又稱(chēng)冰長(zhǎng)石暈彩，它是由正長(zhǎng)石內(nèi)具有的一些微細(xì)鈉長(zhǎng)石雙晶片，對(duì)光線(xiàn)漫反射產(chǎn)生干涉作用產(chǎn)生的。雙晶片越紅薄，所形成的月光就越明亮，加工好有時(shí)能形成似“貓眼”的亮帶，并呈現(xiàn)出淡藍(lán)色光波。常見(jiàn)可以產(chǎn)生光彩效應(yīng)的寶石：月光石

5、砂金效應(yīng)

砂金效應(yīng)是指某些透明寶石表面上呈現(xiàn)許多星點(diǎn)狀閃亮的反光點(diǎn)，如砂金在水中閃爍。其原因是透明寶石內(nèi)部有許多不透明的浸染狀分布的微細(xì)片狀、鱗片狀、粒狀的固態(tài)色體，如云母片、黃鐵礦、赤鐵礦、小金屬片等，對(duì)光進(jìn)行反射，從而產(chǎn)生砂金效應(yīng)。常見(jiàn)可以產(chǎn)生砂金效應(yīng)的寶石： 日光石、青金石

6、變彩效應(yīng)

變彩效應(yīng)是歐泊擁有的最瑰麗神奇的光學(xué)現(xiàn)象。在深色和淺色背景上顯示不規(guī)則的色斑。這些色斑具有絲綢般的美麗光澤。不同的色斑之間有不同的條紋。當(dāng)晃動(dòng)寶石的時(shí)候，暈彩會(huì)隨寶石的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，因此稱(chēng)變彩效應(yīng)。其原因是歐泊是低溫富二氧化硅的水沉積到巖石孔洞和裂縫中形成的。有變彩的歐珀是因?yàn)閮?nèi)部規(guī)則排列的二氧化硅小球體組成。變彩的顏色取決于小球的大小和排列。

7、多色性

多色性——指非均質(zhì)的寶石晶體因各向異性使晶體的不同方向呈現(xiàn)不同的顏色這種特性，有二色性和三色性之分。以藍(lán)寶石為例，藍(lán)寶石晶體順其柱體處長(zhǎng)方向呈藍(lán)綠色，垂直延長(zhǎng)方向呈藍(lán)色。

常見(jiàn)三色性寶石：堇青石、紅柱石、紫鋰輝石、榍石 常見(jiàn)二色性寶石：變石、紅寶石、藍(lán)寶石、海藍(lán)寶石

第二篇：光學(xué)歷年總結(jié)

北京大學(xué)工學(xué)院光學(xué)試題2013年04月07日 23:03:44

我把所有能收集到的題目就亂亂的都貼在一起了~ 版本1：

1.寫(xiě)出惠更斯-菲涅爾原理的內(nèi)容及基爾霍夫衍射積分公式

2.寫(xiě)出光柵的結(jié)構(gòu)因子和單元因子。與投射式光柵相比，反射式閃耀光柵的優(yōu)點(diǎn)是： 3.寫(xiě)出Abbe干涉成像原理的內(nèi)容及其意義

4.澤尼克相襯顯微鏡（1）研究對(duì)象是什么（2）用4f系統(tǒng)和矢量圖解法畫(huà)出工作原理（Ps：這個(gè)是他上課講了但是書(shū)上和ppt上都沒(méi)有的東西……）（3）寫(xiě)出步驟（4）能否將 零級(jí)譜光強(qiáng)完全去除，為什么？

5.波帶片如圖所示（只露出第2、4條半波帶）：（1）寫(xiě)出各焦點(diǎn)的位置（2）為何會(huì)有 多個(gè)焦點(diǎn)？（3）用螺旋式曲線(xiàn)求主焦點(diǎn)和左側(cè)第一次焦點(diǎn)的光強(qiáng)（4）為何對(duì)于圓孔在軸 線(xiàn)上會(huì)有亮暗分布，而圓屏則軸線(xiàn)上各點(diǎn)均是亮點(diǎn)？

6.Apple公司新出的Iphone4，分辨率為326像素/英寸（25.4mm），據(jù)負(fù)責(zé)人Steven說(shuō)已超過(guò)了人眼的分辨率，請(qǐng)問(wèn)是否事實(shí)如此。人眼的極限分辨率是多少？瞳孔直徑2~8mm，接受的波長(zhǎng)范圍400~750nm（Ps：可能具體數(shù)字不準(zhǔn)確……）。將該Iphone4放到多遠(yuǎn)處可看清每個(gè)像素？

7.用波長(zhǎng)為λ的平行光和球面光全息照相得到余弦光柵底片，其透過(guò)率函數(shù)為t(x,y)=t 0 + t1*cosk(x^2+y^2)/2Z.現(xiàn)用與水平面夾角為θ向右下入射的波長(zhǎng)為2λ的平行光照射 該余弦光柵，問(wèn)衍射場(chǎng)的組成及特點(diǎn)。

8.寫(xiě)出透鏡的空間極限頻率與儀器分辨本領(lǐng)的關(guān)系，物放在焦面F處。

9.一臺(tái)光柵光譜儀，兩個(gè)凹面鏡的焦距均為30cm，接收用CCD寬度為2cm，分2000個(gè)像素。接收的波長(zhǎng)范圍是650~750nm，問(wèn)光柵應(yīng)如何選??？若入射光的寬度為1cm，應(yīng)怎樣選擇透鏡以符合其分辨率？

10.根據(jù)惠更斯原理，畫(huà)出平行光正入射到負(fù)晶體上，晶體內(nèi)和晶體外的o光e光傳播方向、偏振方向和波前。光軸方向?yàn)榕c水平面夾角α。

11.兩偏振片垂直放置，中間放有光程差（n0-ne）d=λ/2的晶片，初始時(shí)光軸平行第一 個(gè)偏振片放置，然后晶片以ωt的角速度旋轉(zhuǎn)。I0的自然光垂直入射到第一個(gè)偏振片上，求I1（透過(guò)第一個(gè)偏振片的光）I2（透過(guò)晶片的光）及I3（透過(guò)第二個(gè)偏振片的光）。

版本2：

期中也是，考了好多概念和應(yīng)用的題，不難不復(fù)雜，但是要是原理不清，很可能想不清楚 做不對(duì)（比如本人……）

Ps：光學(xué)本身很妙，但是上wsf的光學(xué)，一定隨著他講課的進(jìn)度及時(shí)自學(xué)，否則到考試前 再自學(xué)恐怕內(nèi)容太多來(lái)不及……ppt和藍(lán)皮書(shū)結(jié)合看還是不錯(cuò)的。別的不說(shuō)啥了，大家懂 得，想選光學(xué)的學(xué)弟學(xué)妹們先去試聽(tīng)一節(jié)再說(shuō)。好自為之……

版本3： 填空題： 簡(jiǎn)述惠更斯原理 兩束光相干的三個(gè)條件 兩種干涉裝置及舉例 傍軸條件和遠(yuǎn)場(chǎng)條件

解答題

1、畫(huà)出邁克爾孫星體干涉儀的簡(jiǎn)圖，說(shuō)明其巧妙性。

2、近視眼能不能看清等傾條紋？能不能看清等厚條紋？

3、已知波長(zhǎng)，求光頻率（這個(gè)比較簡(jiǎn)單……）

4、一個(gè)凸透鏡在中間，左右是兩個(gè)焦面。左焦面上有OQ兩點(diǎn)源，O在光軸上，Q在光軸上方a處。寫(xiě)出兩點(diǎn)波前函數(shù)（透鏡前和透鏡后，一共4個(gè)）和右焦面接受屏上的干涉條紋形狀、間距。

5、凸透鏡劈兩半的那個(gè)干涉裝置。畫(huà)出干涉區(qū)域，求兩像點(diǎn)連線(xiàn)中垂面接受屏上的干涉條紋形狀、零級(jí)亮斑位置。

6、（比較怪誕的題）邁氏干涉儀裝置的變型。但是n和h都是T的函數(shù)。已知dn/dT和dh/dT，還有初始時(shí)的n、h、λ，吞吐了80個(gè)條紋，求最后的溫度。（主要是計(jì)算怪異……據(jù)說(shuō)是270多度？）

7、楊氏干涉裝置中光源寬度的問(wèn)題。求極限寬度、極限縫距（和前面一問(wèn)條件不同）和在第二問(wèn)條件下縫距變?yōu)?/3時(shí)的襯比度。

8、已知相關(guān)數(shù)據(jù)，求邁氏干涉儀的測(cè)長(zhǎng)精度、量程、訊號(hào)頻率。

9、（書(shū)上習(xí)題的翻版）工件上有條溝，已知等厚干涉圖樣、條紋間距和條紋偏離距離，求溝深。

版本4：（送分題部分）

光場(chǎng)時(shí)間相干性和空間相干性的反比公式 惠更斯-菲涅爾原理的表述、做圖、積分式 阿貝成像原理的表述、意義

四種光波的成分分析（一種平面，兩種球面，一種球面加平面）費(fèi)馬定律的表述 用費(fèi)馬定律推導(dǎo)折射定律

（大題部分）

1、類(lèi)似于對(duì)切透鏡，但是只有上半部分。即平行光照射，一個(gè)凸透鏡的上半部分在光軸 上，遠(yuǎn)處在3F處有個(gè)屏，求干涉條紋和一些性質(zhì)。

2、等厚干涉檢驗(yàn)驗(yàn)規(guī)是否等高、平整。和紅書(shū)上那題類(lèi)似。

3、已知電視機(jī)對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度，長(zhǎng)寬比，分辨率，人眼直徑，光波長(zhǎng)，求在多遠(yuǎn)距離之外看電視比較合適。

4、全息圖。把一平面波和一球面波（波長(zhǎng)相等）的波前記錄下來(lái)作為衍射光柵，用另一種波長(zhǎng)是前兩波一半的球面波去重現(xiàn)，求重現(xiàn)波。

5、衍射重復(fù)單元。結(jié)構(gòu)單元是單縫，間距分別為a、2a、a、2a、……求衍射場(chǎng)。

6、平行光照射透射光柵。具體不記得了。但就是關(guān)于光柵性質(zhì)的簡(jiǎn)單計(jì)算。（結(jié)果我還 是算錯(cuò)了……ft）

7、兩個(gè)相同的余弦光柵垂直疊加。求頻譜面上出現(xiàn)幾個(gè)譜斑。然后是濾波：只需要cos（2πf（x+y））成分，畫(huà)圖說(shuō)明怎么濾掉。

8、偏振片干涉。沒(méi)做完，不說(shuō)了。

版本5：

1.岸上一個(gè)信號(hào)發(fā)射器，發(fā)出電磁波，水面船上一個(gè)信號(hào)接收器。已知兩者高度，電磁波波長(zhǎng)。在一個(gè)距離D接收器收到加強(qiáng)信號(hào)，在D-80米處又收到。求D以及下一次收到加強(qiáng)信號(hào)的位置。

2.和現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)4.18題類(lèi)似。

版本6：

1、惠更斯-菲涅爾原理的內(nèi)容、積分式與圖示說(shuō)明，并利用積分式說(shuō)明為什么太陽(yáng)看起 來(lái)是均勻發(fā)光的圓盤(pán)

2、阿貝成像原理的內(nèi)容與意義

3、反射閃耀光柵相比投射光柵的優(yōu)點(diǎn)

4、相襯顯微鏡的原理

5、布儒斯特角相關(guān)，說(shuō)明對(duì)于平行玻璃板，上表面反射光為線(xiàn)偏振光時(shí)，下表面反射 光的偏振狀態(tài)

6、布拉格衍射相關(guān)，說(shuō)明尋找晶體衍射斑的方法及原因；以及微波衍射中，給定波長(zhǎng) 時(shí)設(shè)計(jì)合適的晶面間距使得觀(guān)察效果較好---------概念與計(jì)算的分割線(xiàn)-----------------

7、給定星體角間距，求望遠(yuǎn)鏡的最小口徑及對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)

8、全息圖相關(guān)，給定物光、參考光、與成像時(shí)的入射光，求屏函數(shù)與出射場(chǎng)的成分

9、單縫衍射中，將下半部分以折射率為n，厚度為d的啥（名字不記得了）覆蓋，（其 實(shí)就是增加(n-1)d的光程），求新的衍射場(chǎng)，并在給定縫寬a與(n-1)d的條件下畫(huà)出光強(qiáng) 分布圖

10、透射光柵相關(guān)，給條件求光柵常數(shù)d、縫寬a、總長(zhǎng)度D并說(shuō)明衍射場(chǎng)情況11、4f系統(tǒng)相關(guān)，求正交密接的全同余弦光柵在頻譜面上的光斑形狀，并設(shè)計(jì)濾波器使 得像場(chǎng)與cos(2πf(x+y))成正比。

12、利用四分之一波晶片，求自然光與圓偏振光的混合光中兩者的比例

13、偏振光相關(guān)，叫歐啥棱鏡（名字又不記得了），畫(huà)光路圖并計(jì)算出射光夾角，類(lèi)似 小紅本習(xí)題指導(dǎo)3-14題，但光軸方向不同

第三篇：光學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)

2011年第一學(xué)期光學(xué)實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)

生命科學(xué)學(xué)院

09級(jí)生科3班

余振洋

200900140156 2011/6/1

這個(gè)學(xué)期即將過(guò)去，而光學(xué)實(shí)驗(yàn)也已經(jīng)全部結(jié)束了。老實(shí)說(shuō)，雖然我是一名學(xué)習(xí)生物科學(xué)的理科生，但這卻是我第一次正真意義上的接觸到各種光學(xué)儀器，第一次深入了解不同的光學(xué)原理。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)每一次面對(duì)不同的儀器和不同的方法時(shí)，都需要一個(gè)了解和熟悉的過(guò)程，這也使得實(shí)驗(yàn)的過(guò)程顯得不是那么的順利，但總體來(lái)說(shuō)還算平穩(wěn)，自己也從中收獲了很多。

在這個(gè)學(xué)期中，我跟隨著四位不同的老師，學(xué)習(xí)和體驗(yàn)了六個(gè)不同的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，分別是：應(yīng)用最小偏向角法測(cè)定三棱鏡的折射率；單色儀的調(diào)節(jié)與定標(biāo)；偏振光的產(chǎn)生、檢驗(yàn)及強(qiáng)度測(cè)定；小型旋光儀的結(jié)構(gòu)、原理及使用；測(cè)量牛頓環(huán)直徑并計(jì)算曲率半徑；利用雙棱鏡干涉法測(cè)He—Ne激光波長(zhǎng)。每做完一個(gè)實(shí)驗(yàn)，第一感想都是相同的：其實(shí)實(shí)驗(yàn)本身很簡(jiǎn)單，只要能夠?qū)?shí)驗(yàn)原理有細(xì)致深入的了解，在過(guò)程中足夠細(xì)心，很多之前出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題和狀況是完全可以避免的。

與此同時(shí)，對(duì)于我們所使用的這本《實(shí)驗(yàn)光學(xué)》教材，它在內(nèi)容的編排上也有其獨(dú)到之處。與以往的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材不同，它并不是將每次實(shí)驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?shí)驗(yàn)儀器的操作、實(shí)驗(yàn)步驟堆在一起列舉出來(lái)，而是首先將所有的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器的操作列舉在了書(shū)的前面，而將從中發(fā)散思維而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)潔的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與之分開(kāi)羅列。這樣一來(lái)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的時(shí)候就需要自己查閱課本及相關(guān)資料，再將它們串聯(lián)起來(lái)。這個(gè)過(guò)程中就需要對(duì)本次實(shí)驗(yàn)所涉及的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行查詢(xún)，了解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的背景及相關(guān)資料，從而更好的認(rèn)識(shí)到這次實(shí)驗(yàn)的目的及原理所在，學(xué)習(xí)前輩學(xué)者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路及科學(xué)的思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法，并且對(duì)其進(jìn)行思考，從而有所發(fā)現(xiàn)，加深了對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)重要性的了解，明確了物理實(shí)驗(yàn)課程的地位，作用和任務(wù)。

在試驗(yàn)操作過(guò)程中，也培養(yǎng)了自己的動(dòng)手能力，將學(xué)到的實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐能力，提高了將實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程相結(jié)合的能力，對(duì)以后的實(shí)驗(yàn)操作及理論知識(shí)的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有很大的促進(jìn)作用。

在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的過(guò)程中，掌握了測(cè)量誤差的基本知識(shí)，學(xué)會(huì)了正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。這之中包括：測(cè)量誤差的基本概念，直接測(cè)量量的不確定度計(jì)算，間接測(cè)量量的不確定度計(jì)算以及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一些重要方法。鍛煉了分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的綜合能力，從實(shí)驗(yàn)過(guò)程所遇到的困難中，分析問(wèn)題的癥結(jié)所在，并從以往所學(xué)到的知識(shí)原理中尋找解決措施，從失敗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中分析原因并找出解決方法，從成功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中分析成功的的關(guān)鍵所在，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以便下次實(shí)驗(yàn)的成功。

下面再對(duì)光學(xué)實(shí)驗(yàn)提出一點(diǎn)建議： 1． 關(guān)于實(shí)驗(yàn)儀器：

在整個(gè)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我想所有的同學(xué)包括老師們都知道，有些儀器在操作上并不是那么的準(zhǔn)確，甚至是有問(wèn)題的。而我們學(xué)生在使用時(shí)，事先并不知情，往往是做到第一組數(shù)據(jù)出來(lái)后或者已經(jīng)進(jìn)行到一半了才發(fā)現(xiàn)儀器的問(wèn)題，這樣不僅浪費(fèi)了時(shí)間，也有可能打擊同學(xué)們的積極性。不管是儀器老化還是維護(hù)技術(shù)的問(wèn)題，我希望老師們能定時(shí)地做一次儀器檢測(cè)，能調(diào)整的盡量調(diào)整，不能調(diào)整的，就在旁邊做一個(gè)標(biāo)注，說(shuō)明這臺(tái)儀器有問(wèn)題，建議同學(xué)不要使用。

2.關(guān)于老師的教學(xué)方式：

我在一個(gè)學(xué)期的時(shí)間里接觸到了四位老師，也體驗(yàn)到了不同的教學(xué)方式。但這之中，我覺(jué)得能帶給我們更多啟發(fā)的是教我們“應(yīng)用最小偏向角測(cè)定三棱鏡的折射率”的那位老師（不好意思，由于只接觸了一次，我沒(méi)能記住他的名字）。這位老師在講解實(shí)驗(yàn)原理時(shí)，會(huì)把我們叫到一塊兒，然后根據(jù)黑板上的圖示，挨個(gè)提問(wèn)我們。在我們說(shuō)出自己對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解后，老師會(huì)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的講解并補(bǔ)充相應(yīng)的細(xì)節(jié)。這一整個(gè)環(huán)節(jié)后，大家對(duì)實(shí)驗(yàn)原理就有了透徹的理解，也為接下來(lái)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利進(jìn)行打好了基礎(chǔ)。而雖然其他幾位老師也都將實(shí)驗(yàn)原理及操作方法講的很仔細(xì)，但畢竟只是單方向的輸入，而且同時(shí)也不能排除有些同學(xué)壓根就沒(méi)預(yù)習(xí)，即使老師講了以后也沒(méi)搞懂，最后單純只是依樣畫(huà)葫蘆湊出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)了事，我想這樣純粹是浪費(fèi)時(shí)間。而且我們組的成員都覺(jué)得，在那位老師和我們一起熟悉了實(shí)驗(yàn)原理后，各自都或多或少獲得了一些啟發(fā)性的東西，這樣的話(huà)，該實(shí)驗(yàn)的意義便提高了一個(gè)層次了。3.關(guān)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

每次做完實(shí)驗(yàn)，我們都會(huì)寫(xiě)一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在最后附上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和針對(duì)數(shù)據(jù)的分析以及討論。但是我們并不知道我們所回答的課后習(xí)題是否正確，而且也不知道我們所總結(jié)的實(shí)驗(yàn)收獲是否完整，也無(wú)法了解其余同學(xué)的總結(jié)。所以希望老師們能在每次實(shí)驗(yàn)后將批改完的報(bào)告發(fā)給我們，以便我們進(jìn)行自我修正，并提高自己的報(bào)告水平。有必要的話(huà)，還可以適當(dāng)進(jìn)行講解，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)。4．關(guān)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

由于時(shí)間有限，而實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容又很多，所以每個(gè)同學(xué)每學(xué)期只被安排做6個(gè)實(shí)驗(yàn)，所以很多好的、經(jīng)典的物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們都沒(méi)有機(jī)會(huì)去做，不免讓人感到遺憾。比如說(shuō)全息照相，當(dāng)我聽(tīng)那些做過(guò)的同學(xué)講其中的奧妙和樂(lè)趣時(shí)，心里那個(gè)羨慕啊。但是好像我們?cè)诖髮W(xué)階段就再也無(wú)法接觸到光學(xué)實(shí)驗(yàn)了，所以真的很遺憾。對(duì)于這點(diǎn)，我也沒(méi)有很好的辦法，畢竟我們不是本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，所以只能在這兒發(fā)一下小感慨了。

總之，我在基礎(chǔ)光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)到了許許多多的東西，我在今后的學(xué)習(xí)生活中，一定會(huì)把它們用上的。最后，再一次對(duì)給予我們細(xì)致認(rèn)真講解和啟發(fā)性指導(dǎo)的老師表達(dá)誠(chéng)摯的謝意。

第四篇：光學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)期總結(jié)

光學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)期總結(jié)

09級(jí) 生命基地 劉翠翠（200900140067）

時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間，進(jìn)入山大的第二個(gè)年頭已接近尾聲。當(dāng)初懷揣著夢(mèng)想與憧憬邁進(jìn)山大校門(mén)的我們?cè)诮?jīng)歷了兩年大學(xué)生活的洗禮后，經(jīng)歷了很多不同的體驗(yàn)，也學(xué)到了不少理論知識(shí)與實(shí)踐技能，尤其是實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力得到了很大程度的鍛煉與提升。

回顧本學(xué)期做過(guò)光學(xué)實(shí)驗(yàn)，我掌握了以下實(shí)驗(yàn)的基本原理、方法要點(diǎn)以及實(shí)際操作中的主要注意事項(xiàng)：

一、邁克爾孫干涉儀調(diào)整及干涉現(xiàn)象觀(guān)察

這是我接觸的第一個(gè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)，也是我喜歡上光學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)始。這次實(shí)驗(yàn)讓我更加深入地了解到等厚干涉和等傾干涉條紋的成像原理及特點(diǎn)，同時(shí)也學(xué)到了利用邁式干涉儀測(cè)量波長(zhǎng)差的方法。在小組中，我是最后一個(gè)完成實(shí)驗(yàn)的，但老師仍然耐心等著，還讓我不要著急。此次試驗(yàn)后，我感慨頗深，光學(xué)實(shí)驗(yàn)要求精密操作，所以試驗(yàn)時(shí)一定要有充足的耐心和細(xì)心，心浮氣躁、大手大腳只會(huì)讓你繞更多彎路。

二、激光全息照片拍攝及觀(guān)察

指導(dǎo)該實(shí)驗(yàn)的老師非常注重我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與獨(dú)立動(dòng)手能力，言談也非常幽默，我們都很喜歡他。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我掌握了全息照相的方法、原理及其與普通照相的差別，同時(shí)也體現(xiàn)了一回蹲黑屋子的刺激感。雖然最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是很好，但“一次失敗的實(shí)驗(yàn)相比于一次成功的實(shí)驗(yàn)往往會(huì)讓你收獲更多”。

三、分光儀調(diào)節(jié)及棱鏡頂角的測(cè)定

分光儀的調(diào)節(jié)是所有實(shí)驗(yàn)中最費(fèi)時(shí)，也是最考驗(yàn)操作者耐心的。這次試驗(yàn)讓我再次成為小組的“最后一員”，而且由于之前預(yù)習(xí)不到位，造成剛開(kāi)始的讀數(shù)換算錯(cuò)誤，最后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄得一塌糊涂，連自己一時(shí)都找不著記在哪一頁(yè)。實(shí)驗(yàn)后，我進(jìn)行了深刻反省，并告誡自己：今后實(shí)驗(yàn)一定要嚴(yán)謹(jǐn)，一切記錄都要規(guī)規(guī)整整，有條有理，切不可粗枝大葉。

四、應(yīng)用阿貝折射儀測(cè)量固、液體折射率 這次實(shí)驗(yàn)原理非常簡(jiǎn)單，也是用時(shí)最短的一次實(shí)驗(yàn)。但測(cè)量液體后我的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與其他人存在偏差，后來(lái)我又理了一下實(shí)驗(yàn)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)液體測(cè)量時(shí)的測(cè)量順序與別人不同，頓時(shí)才恍然大悟：液體測(cè)量時(shí)容易出現(xiàn)每次測(cè)量后擦拭不徹底的問(wèn)題，正確的測(cè)量順序應(yīng)該是液體折射率由小到大，這樣就算沒(méi)有完全擦拭干凈，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響也相對(duì)比較小。

五、小型攝譜儀調(diào)整及最佳攝譜位置的確定 我覺(jué)得該實(shí)驗(yàn)是最有意思，也是我們做得最盡興的一次實(shí)驗(yàn)。由于之前預(yù)習(xí)比較充分，老師稍加指點(diǎn)后我們便開(kāi)始動(dòng)手了。本次實(shí)驗(yàn)要求兩人一組，先在實(shí)驗(yàn)室調(diào)整攝譜儀并攝影，然后轉(zhuǎn)入暗室洗片，與我們之前做過(guò)的“激光全息照片拍攝及觀(guān)察”有相同之處，但也有細(xì)微差別（要求全黑環(huán)境）。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我們的實(shí)際動(dòng)手與小組協(xié)調(diào)能力都得到了進(jìn)一步鍛煉。

六、應(yīng)用焦距儀測(cè)定焦距與頂焦距

本次實(shí)驗(yàn)是根據(jù)透鏡成像的比例關(guān)系確定透鏡焦距，由于厚透鏡成像較小，觀(guān)察時(shí)很不容易，所以老師給我們降低了要求，只讓我們測(cè)相對(duì)較容易觀(guān)察的兩個(gè)透鏡。而且，我使用的是5號(hào)儀器，與前四臺(tái)儀器有些差別，所以調(diào)節(jié)和測(cè)量時(shí)要特別注意。在測(cè)量凹透鏡焦距時(shí)，可能是由于調(diào)節(jié)過(guò)快，一直找不到其在玻羅分化板上的像，所以我又選擇了厚透鏡測(cè)量，雖然觀(guān)察時(shí)很累眼睛，但總算是測(cè)出來(lái)了。看來(lái)還是得重申一下第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的感想：實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要耐心加細(xì)心。

雖然本學(xué)期我們只做了六次實(shí)驗(yàn)，但總結(jié)起來(lái)，還是學(xué)到了不少生化實(shí)驗(yàn)的操作技巧與方法。但實(shí)驗(yàn)技能的提升要依靠理論積累和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，而且通過(guò)自己實(shí)際動(dòng)手操作會(huì)學(xué)到更多知識(shí)，理解與掌握也更加牢固。

說(shuō)實(shí)話(huà)，對(duì)于本學(xué)期的光學(xué)實(shí)驗(yàn)我還是比較喜歡的，它正是我理想中大學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作模式。這短短幾周的光學(xué)實(shí)驗(yàn)讓我受益匪淺。

在一些生化類(lèi)實(shí)驗(yàn)室中，常會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)試劑或儀器不足的現(xiàn)象，這樣常常會(huì)影響試驗(yàn)進(jìn)度，對(duì)于一些對(duì)時(shí)間要求比較嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)，還會(huì)造成操作時(shí)間的延誤，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。然而在光學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，我們不用擔(dān)心會(huì)被這種情況困擾，基本上是每人一臺(tái)儀器，真正鍛煉了每個(gè)實(shí)驗(yàn)者的實(shí)際動(dòng)手和獨(dú)立操作能力。除非必要，我還是比較喜歡自己獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)自己實(shí)際動(dòng)手操作，往往會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解得更加透徹，對(duì)操作方法也會(huì)掌握得更加牢固。

同時(shí)，在一些小組合作的實(shí)驗(yàn)中，我們的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力也得到了很大程度的提升。例如在“全息照相”和“攝譜儀的調(diào)整和最佳攝譜位置的確定”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)小組中各個(gè)人員的分工協(xié)作取得了不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)也增進(jìn)了彼此的友誼。

在這里，我還想冒昧地提兩點(diǎn)小建議。

首先，希望老師能多重視同學(xué)們的反饋，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的一些設(shè)備進(jìn)行定期檢查與更新，雖然我知道老師們一直在盡心于該項(xiàng)工作。通過(guò)幾次實(shí)驗(yàn)操作以及一些同學(xué)的反映來(lái)看，實(shí)驗(yàn)室中某些儀器確實(shí)存在一些問(wèn)題，例如全息照相中的1號(hào)儀器。雖然老師說(shuō)過(guò)，“永遠(yuǎn)別懷疑實(shí)驗(yàn)儀器，要從自身找原因”，但不可否認(rèn)，個(gè)別儀器確實(shí)較難調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài)，不然怎么會(huì)連續(xù)幾組都在同一臺(tái)儀器上出現(xiàn)問(wèn)題？我想除了實(shí)驗(yàn)者的操作技巧，肯定還有某些實(shí)驗(yàn)儀器因素的干擾。

另外，希望老師能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性及實(shí)驗(yàn)分析多加重視，而不要過(guò)于計(jì)較實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，畢竟每個(gè)人的操作能力有限，而且實(shí)驗(yàn)更需要考察的是操作者認(rèn)真誠(chéng)實(shí)的態(tài)度和錯(cuò)誤分析及總結(jié)能力。不難發(fā)現(xiàn)，抄襲現(xiàn)象在同學(xué)之間非常普遍。當(dāng)然，我不是反對(duì)借鑒，實(shí)驗(yàn)原理、步驟以及搞不明白的思考題等這些有固定答案的部分都可以參考，但是我很不支持連結(jié)果分析都照辦不誤的做法，每個(gè)人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析總結(jié)不可能完全相同，這樣一種對(duì)自己不負(fù)責(zé)的做法，不僅對(duì)自身牢固掌握實(shí)驗(yàn)技能幫助不大，也不利于今后適應(yīng)社會(huì)工作。我知道，老師們目前都很注重鍛煉我們的獨(dú)立動(dòng)手與數(shù)據(jù)分析能力，像指導(dǎo)我們“邁克爾孫干涉儀調(diào)整及干涉現(xiàn)象觀(guān)察”的平易近人的XXX老師，指導(dǎo)我們“激光全息照片拍攝及觀(guān)察”的詼諧幽默的XXX老師，以及指導(dǎo)我們“小型攝譜儀調(diào)整及最佳攝譜位置的確定”的匠心獨(dú)具的XXX老師都令我印象深刻，他們的教學(xué)方法也是我比較樂(lè)于接受的。

以上兩點(diǎn)只是我個(gè)人的一點(diǎn)建議，若有不妥，還希望老師不要見(jiàn)意。在此祝愿實(shí)驗(yàn)室的條件能越來(lái)越好，實(shí)驗(yàn)者的操作技能及素質(zhì)越來(lái)越高，也祝愿老師們身體健康，工作順利。

第五篇：非線(xiàn)性光學(xué)復(fù)習(xí)總結(jié)（本站推薦）

一.非線(xiàn)性基本概念 線(xiàn)性極化率的基本概念:

一、電場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示法：

E(r,t)=1/2E(r,ω)exp(-iωt)+c.c.(1)E(r,t)=Re{E(r,ω)exp(-iωt)}(2)E(r,t)=1/2E(r,ω)exp(-iωt)(3)

以上三者物理含義是一致的，其嚴(yán)格數(shù)學(xué)表示是（1）式。（注意是數(shù)學(xué)表達(dá)式，所以這種表示法主要還是為了運(yùn)算的方便，具體那些系數(shù)、共軛神馬的物理意義是其次的，不用太糾結(jié)。）

稱(chēng)為復(fù)振幅，不存在。1/2是歸一化系數(shù)。

對(duì)于線(xiàn)性算符，可采用（3）式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，然后加c.c.或Re{ }即可 對(duì)非線(xiàn)性算符，必須采用（1）式的數(shù)學(xué)形式計(jì)算

二、因果性原理：某時(shí)刻的電場(chǎng)只能引起在此時(shí)刻以后介質(zhì)的響應(yīng)，而對(duì)此時(shí)刻以前的介質(zhì)響應(yīng)沒(méi)有貢獻(xiàn)。也可以這樣說(shuō)，當(dāng)光在介質(zhì)中傳播時(shí)，t時(shí)刻介質(zhì)所感應(yīng)的極化強(qiáng)度P(t)不僅與t時(shí)刻的光電場(chǎng)有關(guān)，也與此前的光電場(chǎng)有關(guān)。（先有電場(chǎng)E，后有極化P）

與此相關(guān)的是時(shí)間不變性原理：在某時(shí)刻介質(zhì)對(duì)外電場(chǎng)的響應(yīng)只與此前所加電場(chǎng)的時(shí)間差有關(guān)，而與所取的時(shí)間原點(diǎn)無(wú)關(guān)。

于是，極化強(qiáng)度表達(dá)的思路即是先找到時(shí)刻t之前附近的一段微小時(shí)間t-τ=dτ內(nèi)電場(chǎng)的作用，再對(duì)從電場(chǎng)產(chǎn)生開(kāi)始以來(lái)的時(shí)間進(jìn)行積分，求得總的效應(yīng)。

τ時(shí)刻電場(chǎng)，影響其后的極化：t時(shí)刻的極化，來(lái)自其前面時(shí)刻的電場(chǎng)貢獻(xiàn)：

代表頻率為的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，的頻率僅是數(shù)學(xué)描述，物理上

或t時(shí)刻的極化，來(lái)自前面

時(shí)刻的電場(chǎng)貢獻(xiàn)：

三、線(xiàn)性極化率：

其中

四、介電常數(shù)（各向同性介質(zhì)）：

五、色散：由于因果性原理，導(dǎo)致

必然是頻率的函數(shù)，即介質(zhì)的折射率和損耗都隨光波長(zhǎng)變化，稱(chēng)為色散現(xiàn)象。正常色散：折射率隨波長(zhǎng)增加而減小。

六、KK關(guān)系:

以上兩式為著名的KK色散關(guān)系，由K-K關(guān)系課件，只要知道極化率的實(shí)部和虛部中任何一個(gè)與頻率的函數(shù)關(guān)系（光譜特性）就可通過(guò)此關(guān)系求出另外一個(gè)。

線(xiàn)性極化率張量

同樣滿(mǎn)足真實(shí)性條件：,所以，這兩式是線(xiàn)性極化率的KK關(guān)系。

七、極化率的一維諧振子經(jīng)典模型:沒(méi)希望考了。非線(xiàn)性極化率的基本概念:

一、非線(xiàn)性極化強(qiáng)度：即與電場(chǎng)強(qiáng)度成二次、三次等冪次方關(guān)系的電極化強(qiáng)度。下圖是課件里的標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)法

并不需要這么寫(xiě)就是了，可以寫(xiě)成下圖所示，這是張量形式。

二、非線(xiàn)性極化率：對(duì)于二階和頻ω3=ω1+ω2，P(2)(ω1+ω2)=ε0Dχ(2)(-ω1-ω2,ω1,ω2):E(r,ω1)E(r,ω2)。課件里介紹了很多方法求解極化強(qiáng)度和極化率，但都是近似求解，表達(dá)式又那么復(fù)雜??所以一般可以用這種表達(dá)式表示極化率的關(guān)系式。

三、張量性質(zhì)：把上面所說(shuō)的張量形式寫(xiě)成各分量的形式（標(biāo)量形式）后

可看出極化率分別是二階、三階、四階張量，分別有9、27、81個(gè)分量。

可以這么粗略的理解：極化率與極化強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)，極化強(qiáng)度有3個(gè)分量，電場(chǎng)強(qiáng)度有3、32、33個(gè)分量，所以組合起來(lái)就是上面那么多個(gè)分量了。

四、簡(jiǎn)并因子D：作用是使得非線(xiàn)性極化率的值對(duì)幾種不同的同階非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)能互相銜接，而不致發(fā)生突變。D來(lái)源于本征對(duì)易性，是光場(chǎng)部分的簡(jiǎn)并，因?yàn)椴煌l率光場(chǎng)在產(chǎn)生極化時(shí)不應(yīng)該有不同的地位，尤其當(dāng)幾個(gè)光場(chǎng)頻率相等時(shí)，這幾個(gè)光場(chǎng)是不可分辨的。對(duì)n階非線(xiàn)性，如果有m個(gè)相同頻率，和波矢相關(guān)，要考慮方向的，例如四波混頻，則簡(jiǎn)并度D=n!/m!

極化率的性質(zhì):

五、真實(shí)性條件:ω的復(fù)共軛關(guān)系。保證P和E都是實(shí)函數(shù)。a．對(duì)線(xiàn)性極化

所以：b．對(duì)非線(xiàn)性極化

六、本征對(duì)易性：光場(chǎng)ω的次序交換。

各光場(chǎng)頻率在極化率表達(dá)式中的次序可以互換而不改變極化率。二階非線(xiàn)性過(guò)程：

三階非線(xiàn)性過(guò)程：

七、完全對(duì)易性:光場(chǎng)和信號(hào)場(chǎng)（即極化場(chǎng)）的ω次序交換。在遠(yuǎn)離共振區(qū)的條件下（，介質(zhì)是無(wú)損耗的）

.可以這樣看：當(dāng)介質(zhì)對(duì)光場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生不可逆（吸收損耗等）的作用，整個(gè)過(guò)程就可類(lèi)似于光線(xiàn)可逆來(lái)看。二階非線(xiàn)性過(guò)程：（）

之間任意交換不變，共6種

三階非線(xiàn)性過(guò)程：（24種）

之間任意交換不變，共

八、時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性:-ω=ω

線(xiàn)性

所以線(xiàn)性極化率是對(duì)稱(chēng)張量。

九、空間對(duì)稱(chēng)性：介質(zhì)的晶格對(duì)稱(chēng)性導(dǎo)致的。

晶格周期性排列導(dǎo)致空間對(duì)稱(chēng)性，這種對(duì)稱(chēng)性體現(xiàn)在物理性質(zhì)上，就是晶體的物理性質(zhì)的對(duì)稱(chēng)性。對(duì)極化率來(lái)說(shuō)，空間對(duì)稱(chēng)性使得極化率張量的分量之間存在一定關(guān)系，相等、反號(hào)或等于零，使獨(dú)立元素減少。

這里值得注意的是二階極化強(qiáng)度，與物質(zhì)直接相關(guān)的是極化率，反演對(duì)稱(chēng)性即是說(shuō)χ在對(duì)稱(chēng)操作下不變，-P=P，所以P=0。通過(guò)反演操作可知，對(duì)具有反演中心的晶類(lèi)，偶數(shù)階的非線(xiàn)性極化率為零。

二.光的傳播及耦合波方程 光在晶體中的傳播:

一、各向同性與各向異性: 1)各向同性與各向異性：

各向同性介質(zhì)即指介電常數(shù)在各方向上是相等的，光在各向同性介質(zhì)中傳播：D與E方向相同，且垂直于光波的傳播方向k，能流方向I與k一致。

光在各向異性介質(zhì)中傳播的特點(diǎn)是：光波的傳播方向(k)與能流方向(I=E×H)不同，其間有一個(gè)夾角。因?yàn)樵诮橘|(zhì)中電感應(yīng)強(qiáng)度D垂直于光波傳播方向，電場(chǎng)E總是垂直于能留傳播方向，因此D和E之間具有夾角。事實(shí)上不太大，對(duì)于大多數(shù)晶體

二、單軸晶體和雙軸晶體：

單軸晶體：介電常數(shù)和折射率有這種關(guān)系D方向平行，非尋常光的E、D不平行。

雙軸晶體：介電張量三個(gè)主值都不相等的晶體有兩個(gè)光軸，稱(chēng)為雙軸晶體。

三、o光和e光, 滿(mǎn)足n???的光波，其折射率與光波傳播方向無(wú)關(guān)，稱(chēng)為尋常光（o光），折射率為n0。光波的折射率與光波的傳播方向有關(guān)，稱(chēng)為非常光（e光），折射率表示為n=n（θ）2。，尋常光的E、四、e光的折射率：n(θ=π/2)=?角。1//2，n(θ=0)=(??)1/2=n0 ,這個(gè)方向稱(chēng)為光軸方向。

221cos?sin?=ne.。所以寫(xiě)成2?2?2。e光的能流方向和波矢方向的夾角稱(chēng)為走離

nnnoe

五、走離效應(yīng)：即離散效應(yīng)。由于光在雙折射晶體中傳播的方向與光軸的夾角不等于0°或90°時(shí)，e光的能流方向和波矢方向不是同一的，o、e光會(huì)逐漸分開(kāi)。因此由角度相位匹配方法（見(jiàn) 十二 相位匹配角計(jì)算）得到的θm不等于90°時(shí)，產(chǎn)生的倍頻光與基頻光在空間上會(huì)離散開(kāi)來(lái)。

耦合波方程:

六、慢變包絡(luò)近似,：可忽略在一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)振幅的變化，或者說(shuō)在波長(zhǎng)量級(jí)的距離內(nèi)光波振幅的變化非常慢（隨z的變化是慢變）。是對(duì)振幅空間緩慢變化的近似：

七、準(zhǔn)單色近似：振幅時(shí)間慢變近似。

假設(shè)波的振幅隨時(shí)間緩慢變化（隨t的變化是慢的），即滿(mǎn)足以下近似

八、Manley-Rowe關(guān)系：

??d?I?d?Id?I12312?????????，其中I??cnEi0ii，i=1,2,3??????dz??dz?212?3???dz??是光強(qiáng)即電磁場(chǎng)輻射能流率。它表明了相互作用中三個(gè)光電場(chǎng)光子數(shù)的變化關(guān)系，兩個(gè)光子湮滅產(chǎn)生一個(gè)光子是和頻和倍頻過(guò)程，一個(gè)光子湮滅產(chǎn)生兩個(gè)光子是參量產(chǎn)生過(guò)程。也是在無(wú)損耗介質(zhì)中非線(xiàn)

?I?I?con性相互作用的能量守恒關(guān)系，可寫(xiě)成：I，初始時(shí)光電場(chǎng)的總光強(qiáng)。公式推導(dǎo)時(shí)，123電場(chǎng)和極化強(qiáng)度采用的是復(fù)數(shù)表達(dá)形式，三個(gè)耦合波方程的極化率系數(shù)由對(duì)稱(chēng)性可知是相等的。

?Eni?nNLi?kz?Pne?z2?0cn作為二階三階非線(xiàn)性作用的出發(fā)點(diǎn)，從耦合波方程：和極化強(qiáng)度PNL就可以導(dǎo)出各種效應(yīng)和關(guān)系。

石順祥和錢(qián)士雄的書(shū)上采用的相位相反??不知老師有提過(guò)沒(méi)，不要給判錯(cuò)了。此處采用錢(qián)士雄的，?k?k3?k1?k2，要大大的寫(xiě)出來(lái)，不然可能會(huì)誤解。n1E1*dE1i?2?**i?kz??E1E2E3e?1dzc

（1）

*n2E2dE2i?2?**i?kz??E1E2E3e?2dzc

（2）*n3E3dE3i?2?*-i?kz??E1E2E3e?3dzc

（3）

相位匹配:

九、第一類(lèi)與第二類(lèi)相位匹配：

第一類(lèi)相位匹配：兩基頻光取同樣的偏振方向，稱(chēng)為第一類(lèi)相位匹配，其偏振性質(zhì)對(duì)負(fù)單軸晶體表為o+o→e，對(duì)正單軸晶體表為e+e→o。

第二類(lèi)相位匹配：取兩基頻光的偏振方向相互垂直：一束為o光，一束為e光。其偏振性質(zhì)對(duì)負(fù)單軸晶體可表為o+e→o，對(duì)正單軸晶體可表為o+e→o。

十、臨界和非臨界

臨界相位匹配：角度相位匹配。臨界相位匹配可以推廣到和頻過(guò)程，同樣可以有第I類(lèi)和第II類(lèi)兩種匹配，匹配角計(jì)算復(fù)雜一些：

非臨界相位匹配：溫度相位匹配，通過(guò)溫度控制折射率的微小改變，使θm在某一溫度時(shí)達(dá)到90°。

十一、影響相位匹配的因素

1.走離效應(yīng)：通過(guò)調(diào)整光傳播方向的角度實(shí)現(xiàn)相位匹配時(shí)，參與非線(xiàn)性作用的光束選取不同的偏振態(tài)，就是的有限孔徑內(nèi)的光束之間發(fā)生分離。對(duì)于第一類(lèi)相位匹配：降低倍頻光的功率密度，擴(kuò)大孔徑。對(duì)于第二類(lèi)相位匹配，影響倍頻效率（基波分別為o光和e光，當(dāng)它們?cè)诳臻g上完全分離時(shí)，就不能產(chǎn)生二次諧波）。薄晶體可以改善；非臨界相位匹配可以避免。2.輸入光發(fā)散引起相位失配（光束發(fā)散角）：實(shí)際上光束都不是理想均勻平面波，而是具有一定的發(fā)散角。根據(jù)傅里葉光學(xué)，任一非理想的平面波都可視為具有不同方向波矢的均勻平面波的疊加。而具有不同波矢方向的平面波不可能在同一相位匹配角方向引入了附加的，方向達(dá)到相位匹配。波矢k偏離z

正比于發(fā)散角。光束聚焦可以提高光強(qiáng)，有利于倍頻效率，但細(xì)光束的發(fā)散角變大，會(huì)降低倍頻效率。需要提高光束的亮度（單位立體角內(nèi)的能流密度）

3.輸入光束的譜線(xiàn)寬度引起相位失配（光譜寬度）：任何一束光都是具有一定譜線(xiàn)寬度的非理想單色波，所有頻率分量不同不可能在同一個(gè)匹配角下達(dá)到相位匹配。其他光譜分量偏離加的，引起附正比于光譜寬度；短脈沖容易實(shí)現(xiàn)高功率和高光強(qiáng)；超短脈沖還有色散展寬效應(yīng)，降低了峰值功率，影響效率。

十二、相位匹配角的計(jì)算：調(diào)節(jié)入射光波矢與晶體光軸之間的夾角θ，通過(guò)改變e光折射率n(θ)使之滿(mǎn)足???k3?k1?k2?0。記住Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)的相位匹配條件，代入e光折射率表達(dá)式中即可求出角度。倍頻光處在低折射率的偏振方向上。負(fù)單軸Ⅰ類(lèi)是

ne?2?,?m??no???，Ⅱ類(lèi)是ne?2?,?m??1?ne??,?m??no????2，如上表。1/2系數(shù)的出現(xiàn)是因?yàn)榛l光兩折射率不相同。

三.二階非線(xiàn)性過(guò)程

都是圍繞能量和動(dòng)量守恒

倍頻:

一、有效倍頻系數(shù)：（這部分還是看書(shū)好，具體參數(shù)不用深究了，記住結(jié)果就好了。）KDP晶體(負(fù)單軸晶體)，屬于2m晶體，→e

二、最佳相位匹配：就在滿(mǎn)足相位匹配角條件下，選擇光線(xiàn)傳播方位角使有效倍頻系數(shù)最大。KDP晶體的Ⅰ型最佳是（匹配角41°，方位角45°）。有匹配條件和

使得

最大。匹配角

為非零元素。負(fù)單軸晶體（）第一類(lèi)相位匹配，o+o的數(shù)值決定，即由材料本身的波長(zhǎng)決定。

混頻和參量過(guò)程:

三、和頻, 光學(xué)和頻可以用于頻率上轉(zhuǎn)換，就是借助近紅外的強(qiáng)泵浦光（頻率率）轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光（頻率），把入射的紅外弱信號(hào)光（頻）。光學(xué)和頻是一種產(chǎn)生較短波長(zhǎng)相干輻射的有效手段。和頻轉(zhuǎn)換??效率?32sin?gL??1

轉(zhuǎn)換效率相關(guān)：小信號(hào)：當(dāng)相互作用超過(guò)一個(gè)相干長(zhǎng)度（gL=pi/2時(shí)的L值），更長(zhǎng)的介質(zhì)對(duì)增加效率也是沒(méi)用的，所以需要滿(mǎn)足相位匹配條件；轉(zhuǎn)換效率取決于介質(zhì)中基頻光的強(qiáng)度，采用聚焦可以提高基頻光的強(qiáng)度；選取合適的基頻光偏振方向，可以獲得大的倍頻系數(shù)增加效率。能量與動(dòng)量守恒關(guān)系：差頻（前兩個(gè)）、和頻極化強(qiáng)度：，四、差頻 輸入，得到和的過(guò)程稱(chēng)為光學(xué)差頻過(guò)程?？捎糜陬l率下轉(zhuǎn)換。理論上和和頻沒(méi)多大差別。，能量與動(dòng)量守恒關(guān)系：

五、頻率上轉(zhuǎn)換 輸入和，得到

稱(chēng)為和頻過(guò)程。當(dāng)作為泵浦光，作為信號(hào)光，得到，稱(chēng)為參量上轉(zhuǎn)換。

六、參量放大（OPA）

在類(lèi)似于差頻的過(guò)程中，隨傳輸距離的增加，泵浦光的能量逐漸轉(zhuǎn)移到信號(hào)光中去，使之放大，同時(shí)產(chǎn)生閑頻光，這種過(guò)程與微波波段的參量放大類(lèi)似，故稱(chēng)光學(xué)參量放大。（利用參量轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)弱信號(hào)的放大，稱(chēng)為參量放大。OPA特點(diǎn)是可調(diào)諧，信噪比高。）

七、光學(xué)參量振蕩器（OPO）

由于單次通過(guò)的光參量放大倍數(shù)較小，為提高能量轉(zhuǎn)換效率，可把參量放大器置于諧振腔內(nèi)。使頻率為（和）的光在腔內(nèi)振蕩增強(qiáng)，當(dāng)頻率為的泵浦光的能量超過(guò)某一閥值時(shí)，非線(xiàn)性相互作用的增益克服腔內(nèi)損耗，即可產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率為（和）的光振蕩輸出，這一過(guò)程稱(chēng)為參量振蕩，這種裝置稱(chēng)為光學(xué)參量振蕩器。（利用參量放大實(shí)現(xiàn)激光振蕩輸出，稱(chēng)為參量振蕩。OPO特點(diǎn)是連續(xù)可調(diào)諧，光束質(zhì)量高。）

線(xiàn)性電光效應(yīng): 作用于介質(zhì)的是光電場(chǎng)和直流場(chǎng)或低頻場(chǎng)。

八、非線(xiàn)性極化強(qiáng)度

九、有效折射率：

一堆，見(jiàn)石順祥版教材P115

十、介電常數(shù)：可以將介電常數(shù)按E的冪次方展開(kāi)，然后由D=ε·E+PNL對(duì)應(yīng)E的同次冪系數(shù)得到?2???,0?(???)eff?????2????，取極化強(qiáng)度高次冪就可以得到非線(xiàn)性光電效應(yīng)，如克爾效應(yīng)。

十一、Pockel盒

利用Pockel效應(yīng)制成的電光效應(yīng)元件,由透明晶體在選定的加壓方向設(shè)置電極而成。有時(shí)為防潮、防塵將調(diào)制晶體密封在有石英或光學(xué)玻璃窗的盒內(nèi),故有此稱(chēng)。

四.三階非線(xiàn)性過(guò)程-參量過(guò)程

非參量過(guò)程：與相位匹配無(wú)關(guān)，進(jìn)行中有關(guān)相位總是自行匹配，Δk恒等于零。非線(xiàn)性介質(zhì)在于光相互作用后的終態(tài)和初態(tài)不同，與極化率的虛部相關(guān)。

參量過(guò)程：與相位匹配相關(guān)，需要采取措施才能實(shí)現(xiàn)相位匹配。相互作用后介質(zhì)仍回到初態(tài)，不考慮損耗時(shí)只與極化率實(shí)部相關(guān)。耦合波方程和極化強(qiáng)度（矢量表述）：

引入有效極化率，化為標(biāo)量表述：

光Kerr效應(yīng)χ(3)(ω;ω,ω,-ω): 克爾效應(yīng)：外加電場(chǎng)導(dǎo)致折射率改變。折射率該變量正比于電場(chǎng)的平方，也稱(chēng)為非線(xiàn)性電光效應(yīng)。線(xiàn)偏振光經(jīng)過(guò)外加電場(chǎng)的介質(zhì)變成橢圓偏振光。

光克爾效應(yīng)：光電場(chǎng)直接引起的折射率變化（即非線(xiàn)性折射率）的效應(yīng)，其折射率變化大小與光電場(chǎng)的平方成正比，即。這種效應(yīng)屬于三階非線(xiàn)性光效應(yīng)，被稱(chēng)為光學(xué)克爾效應(yīng)，或簡(jiǎn)稱(chēng)為克爾效應(yīng)。具有克爾效應(yīng)的介質(zhì)稱(chēng)為克爾介質(zhì)。

?3????;?',??',??E???E??'?P?3?????6?0?eff2

一、非線(xiàn)性折射率

二、自作用和互作用克爾效應(yīng)

自作用光克爾效應(yīng)：利用頻率為的信號(hào)光自身的光強(qiáng)引起介質(zhì)折射率變化，同時(shí)用同一束信號(hào)光直接探測(cè)在該頻率下的非線(xiàn)性極化率實(shí)部或非線(xiàn)性折射率的大小。

互作用光克爾效應(yīng)：演示這種光克爾效應(yīng)，需要兩種光：泵浦光——引起折射率變化的強(qiáng)光；信號(hào)光——探測(cè)介質(zhì)折射率變化大小的弱光。也就是用頻率不同（）或偏振方向不同的強(qiáng)泵浦光引起介質(zhì)折射率變化，同時(shí)用頻率為的弱信號(hào)光探測(cè)介質(zhì)非線(xiàn)性極化率實(shí)部或非線(xiàn)性折射率的大小。

極化強(qiáng)度分別如下：

三、自聚焦

當(dāng)外加光電場(chǎng)的頻率與入射光電場(chǎng)的頻率相同時(shí)，即本身也能產(chǎn)生自作用效應(yīng)，使得介質(zhì)折射率會(huì)疊加上與光強(qiáng)相關(guān)的非線(xiàn)性折射率，即光的自聚焦效應(yīng)。（同自作用克爾效應(yīng)）穩(wěn)態(tài)自聚焦：介質(zhì)的響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)小于入射激光的脈沖寬度，可作穩(wěn)態(tài)處理。動(dòng)態(tài)自聚焦：入射激光是短脈沖時(shí)，必須考慮光束參量隨時(shí)間的變化。

?3????;?,??,??，折射率對(duì)應(yīng)其實(shí)部。?極化率：

近軸近似：徑向坐標(biāo)遠(yuǎn)小于光束半徑

四、Z-Scan 不僅可用單光束測(cè)量，而且可以用同一裝置測(cè)出非線(xiàn)性極化率的實(shí)部和虛部，即非線(xiàn)性吸收系數(shù)和非線(xiàn)性折射率。

① 焦點(diǎn)前后光強(qiáng)的劇烈變化體現(xiàn)了非線(xiàn)性過(guò)程的變化，反映在遠(yuǎn)場(chǎng)的通過(guò)率上

② 小孔時(shí)測(cè)量非線(xiàn)性折射率系數(shù)，判斷自聚焦和自散焦。（先不加樣品側(cè)得PI，加上樣品測(cè)得PT，計(jì)算出歸一化透射率T(z)=PT/PI。然后讓樣品研光束傳播方向在焦點(diǎn)前后連續(xù)移動(dòng)，可測(cè)得歸一化透射率T(z)隨z變化的曲線(xiàn)，從而確定樣品非線(xiàn)性折射率的大小和性質(zhì)。）

開(kāi)孔是測(cè)量非線(xiàn)性吸收，判斷飽和吸收還是反飽和吸收。

三倍頻：χχ(3)(3ω;ω,ω,ω)：(3)(3ω;ω,ω,ω):

非線(xiàn)性系數(shù)小，相位匹配困難，效率低，通常采用“倍頻+和頻”兩步得到三倍頻。在金屬氣體中利用共振增強(qiáng)使增大。

四波混頻：χ(3)(ω4;ω1,ω2,ω3):

五、簡(jiǎn)并四波混頻

四個(gè)波頻率相等稱(chēng)為簡(jiǎn)并四波混頻。如果共線(xiàn)退化為光kerr效應(yīng)。一般實(shí)驗(yàn)取反向參量放大式：，三個(gè)同頻率的基頻光在三階極化率的作用下產(chǎn)生同頻的光

六、相位匹配方式，包括其他差頻方式

七、相位共軛概念

1)沿z方向傳播，頻率為的光波電場(chǎng)一般可表為如下復(fù)數(shù)加其復(fù)數(shù)共軛的形式，即，如果該光波入射一個(gè)系統(tǒng)，其輸出光電場(chǎng)的復(fù)振幅電場(chǎng)復(fù)振幅的復(fù)共軛

是原光，，則稱(chēng)輸出光波是輸入光波的相位共軛波。其光電場(chǎng)表示為

八、原理和產(chǎn)生方法

原理：上式中k取+號(hào)，原光波的前向相位共軛波，傳播方向相同，振幅為復(fù)共軛，波陣面用的空間分布與原光波成鏡像對(duì)稱(chēng)。k取-號(hào)，原光波的后向相位共軛波，傳播方向相反，振幅為復(fù)共軛，波陣面用的空間分布與原光波相同，為原光波的時(shí)間反演波。產(chǎn)生方法：全息術(shù)，四波混頻，SBS（受激布里淵散射）

三階非線(xiàn)性過(guò)程-非參量過(guò)程 受激Raman散射;

一、原理, 由介質(zhì)內(nèi)部原子、分子的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，也是一種非彈性散射，散射光頻率與入射光頻率不同，頻移量較大，相應(yīng)于振動(dòng)能級(jí)差。散射光頻率下移者（紅移），稱(chēng)為斯托克斯散射光；散射光頻率上移者（藍(lán)移），稱(chēng)為反斯托克斯散射光。

二、特點(diǎn), ① 高輸出強(qiáng)度：可與泵浦光相當(dāng)，轉(zhuǎn)換效率60%以上，個(gè)別可以到100%。② 高方向性：空間發(fā)散角與入射光相當(dāng)，可以近衍射極限。③ 高單色性：與入射光相當(dāng)，甚至更窄。④ 脈沖寬度短：一般可以短于泵浦脈沖。

⑤ 明顯的閥值性：以上特性在一定泵浦閥值以上才發(fā)生。⑥ 多級(jí)散射：經(jīng)?？梢钥吹蕉嗉?jí)的級(jí)聯(lián)的散射。相位特性：與泵浦光有固定的相位關(guān)系。

三、相位匹配關(guān)系：，能量守恒：相位關(guān)系是：

v下標(biāo)的是拉曼頻率，即介質(zhì)振動(dòng)調(diào)制頻率。

四、非線(xiàn)性極化強(qiáng)度

斯托克斯散射光?s：

反斯托克斯散射光?a：一級(jí)反斯托克斯可以認(rèn)為是一級(jí)斯托克斯散射光和入射激光通過(guò)三階非

?3???as;?p,?p,??s??EpEpEs*P?3???as??3?0?R線(xiàn)性極化強(qiáng)度，所以

實(shí)部反映相位調(diào)制，虛部反映強(qiáng)度變化。虛部小于零，g為增益因子，斯托克斯散射光按指數(shù)增長(zhǎng)。

受激Brillouin散射;

五、原理, 在激光的電場(chǎng)作用下，通過(guò)電致伸縮效應(yīng)，使介質(zhì)發(fā)生周期性密度和介電常數(shù)的變化，而導(dǎo)致入射光與聲波場(chǎng)間發(fā)生相干散射過(guò)程。

六、特點(diǎn), 以反向散射為主。（其余同BRB）

七、相位匹配關(guān)系：下標(biāo)b代表聲子，p為入射光。，八、非線(xiàn)性極化強(qiáng)度

()

雙光子吸收;

九、原理, 當(dāng)頻率為和的兩束光波通過(guò)非線(xiàn)性介質(zhì)時(shí)，如果

與介質(zhì)的某個(gè)躍遷頻率接近，就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩束光同時(shí)衰減，這是因?yàn)榻橘|(zhì)同時(shí)吸收兩個(gè)光子所致，這種現(xiàn)象稱(chēng)為雙光子吸收。

P?3?????6?0??3????1,?2,??2,?1?E??2?E??1?2

十、特點(diǎn), 不同于一般的線(xiàn)性吸收，它依賴(lài)于另一光場(chǎng)的存在，是種非線(xiàn)性吸收。

十一、相位匹配關(guān)系

?2??1??1??2，?k2?k1?k1?k2

十二、非線(xiàn)性極化強(qiáng)度

五.其他非線(xiàn)性現(xiàn)象 光纖中的非線(xiàn)性效應(yīng):

一、單模與多模光纖

在 V<2.405時(shí),在光纖中只能存在一個(gè)基模，稱(chēng)為單模光纖。

二、群速度色散（GVD）

?1?將傳播常數(shù)β對(duì)某個(gè)頻率ω展開(kāi)，一階系數(shù)是

d?1?d??g，vg是群速度。二階系數(shù)為?3d2n?2?2?c2d?2。也即群速度色散系數(shù)。GVD就是不同波長(zhǎng)成分傳播群速度不同。

三、自相位調(diào)制

一堆方程??簡(jiǎn)言之就是非線(xiàn)性折射率作用后，光脈沖在光纖中的傳播將保持原有脈沖形狀不變，只是在相位上產(chǎn)生了與強(qiáng)度有關(guān)的相移。

四、光孤子

在具有反常色散特性的光纖中，SPM效應(yīng)產(chǎn)生正的啁啾。由于?2?0，GVD會(huì)產(chǎn)生負(fù)的啁啾，故對(duì)SPM效應(yīng)起補(bǔ)償作用，使得光脈沖在光纖中傳播時(shí)會(huì)保持一個(gè)無(wú)啁啾的脈沖。因此產(chǎn)生了光孤子。

題目：

選擇題：1/3, 多項(xiàng)選擇=判斷對(duì)錯(cuò), 圍繞基本概念,原理,性質(zhì)等 問(wèn)答題：1/3, 名詞解釋和回答問(wèn)題, 圍繞基本概念,原理,性質(zhì)等 計(jì)算題: 1/3, 公式推導(dǎo)和簡(jiǎn)單計(jì)算等，最終計(jì)算式列出即可(Manley-Rowe關(guān)系和相位匹配角計(jì)算)考概念和理解, 不用背公式, 需要用到的公式都會(huì)給出.需要記憶的公式: 非線(xiàn)性極化率表達(dá)式；簡(jiǎn)并系數(shù)計(jì)算； 單軸晶體中o光和e光的折射率公式； 慢變包絡(luò)近似, 準(zhǔn)單色近似, 傍軸近似；

晶體是負(fù)單軸