非线性光学复习思考题

非线性光学复习思考题1、什么叫非线性光学，它与线性光学有何异同？2、试述多波耦合方程的推导及其物理意义。3、如何获得最佳倍频输出，倍频光与基频光特征有何变化？4、试用折射率椭球图示倍频效应的位相匹配条件。5、试设计一个可调谐参量振荡器。6、三次极化产生的非线性效应有哪几种？如何用动量与能量守恒条件解释？7、光散射现象有几种？其物理机理有何不同？散射是一种普遍存在的光学现象。在光通过各种浑浊介质时，有一部分光会向四方散射，沿原来的入射或折射方向传播的光束减弱了，即使不迎着入射光束的方向，人们也能够清楚地看到这些介质散射的光。这种现象就是光的散射。在光学中的定义，散射就是由于介质中存在的微小粒子（异质体）或者分子对光的作用，使光束偏离原来的传播方向而向四周传播的现象。浑浊介质有多种不同的形式。主要是以下几种：1．气体中混有固体微粒，即大气中有烟，灰尘；2．气体中混有微小液滴，就象雾；3．液体中混有固体微粒，称为悬浊液；4．液体中混有另一种液体的微小液滴，称为乳剂。当光通过这些介质时都会发生散射。我们平时说，光是直线传播的（这里不考虑光的衍射），但是实际上光波只有在真空或均匀介质中传播时，才有确定的传播方向。如果介质不均匀，即有异质体存在，就会有散射现象。实验发现，这里的关键是折射率的不同，如果两种物质的折射率相同，把它们混在一起时就和只有一种介质一样，并没有散射光。浑浊介质中的异质体的线度要比光的波长大时，散射作用是很强的，这种散射也称丁达尔散射或者丁达尔效应。丁达尔散射的强度是与光波波长无关的，因此，当入射光是白光时，我们看到的散射光也是白光。另外，即使仔细清除所有的杂质，即在非常纯粹的气体或液体中，由于分子的热运动引起了介质密度的涨落而造成折射率不均匀，也会有散射现象发生。虽然它们的散射强度远远小于丁达尔散射，但这种现象还是普遍存在的。我们称光在这种纯粹物质中的散射为分子散射。实验证明，极微小异质体（异质体线度比入射光波长小很多）产生的散射和分子散射的散射规律与大颗粒异质体散射（丁达尔散射）不同，其散射强度是与入射光的波长有关的，即散射强度与光波波长的四次方成反比，这就是瑞利散射定律。这类散射也称为瑞利散射。瑞利散射时，由于蓝光波长较短，其散射强度就比波长较长的红光强，因此散射光中蓝光的成份较多。我们知道可见光的光波长范围是400纳米（蓝紫色）到700纳米（红色）。红光端波长是蓝紫光波长的1.75倍。其四次方大约是9.38倍。也就是说，在可见光的范围内，短波长的蓝紫光散射强度接近十倍于长波长的红光散射强度。在摄影中就是要超过三档曝光量（三档曝光量是8倍）。在空气条件好的情况下，即空气比较洁净，悬浮尘埃较少时，主要的散射是瑞利散射，散射光中蓝色成份较多。这就是我们所期望看到的蓝天白云。而在一些城市里，特别是大气污染较严重的大城市里，由于空气中充满了线度较大的悬浮尘埃粒子，此时的散射光有很大一部分是丁达尔散射产生的，呈白色。因此，天空就是白茫茫的。下图拍摄时天气很好，天空是蔚蓝色的，但是在靠近地面的地方还是有太多的尘埃，远不如高空那样清澈。白色的太阳光包含着从红到蓝紫各色的光，在太阳光经过大气层时，会发生散射，而且主要是与光波长有关的瑞利散射。在这种散射的作用下，短波长（蓝光）的成份被散射掉了，透射的光中长波长（红光）的成份就较多。透射光中的红光成份比例是与光线穿过大气层的行程长短有关的。从下图我们可以看出早晨和黄昏时的太阳光穿过大气层的行程比中午时长得多（一般来说要长6-10倍），被散射掉的蓝光也要多得多。因此，早晚的太阳看上去就是偏红色的。另外，我们在生活在地球上，有白天和晚上之分的原因也是大气层的散射。如果没有散射，我们在白天看到的天空将与晚上一样，满天星斗在黑色的背景上闪烁，唯一不同的是有一个十分明亮的太阳在黑色的背景上发出耀眼的光芒。这不是幻想，事实上宇航员从太空已经看到了这样的现象。而且正因为地球被大气层包围着，宇航员从太空看地球，看到的是一个美丽的“蓝色的星球”。8、产生自聚焦的条件是什么？它对物质和光波本身产生了什么影响？9、试述CARS光谱的基本原理与用途。10、相位复共轭为何能改善波形，有何用途？11、如何使激光武器更有效地作用？您好很高兴为您解答激光武器是一种定向能武器，利用强大的定向发射的激光束直接伤毁目标或使之失效，又根据能量的强弱而分为强激光武器及弱激光武器两类。强激光武器又称激光炮，利用高度强激光束携带巨大能量，可摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星及士兵等。激光炮的优点极多：速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速及不受外界电滋波干扰等。现时美、俄、英、德、法及以色列等国积极发展强激光武器。低能激光用于干扰目前低能激光已经投入使用，主要用于干扰和致盲等较近距离的光电传感器上，另外，亦用于专门攻击眼睛及一些增强型观察设备上。激光武器发展虽呈多面化，但各国普遍反对建立天基激光武器系统，因为其激光武器的强大威力，能使一些军事强国随心所欲地摧毁地球上任何目标。（这也是激光发展的后期忧虑如果将来太空卫星都可以发射激光那地球和人类将生活在巨大的威胁下）陆军的快速发射高炮的炮管寿命短，连续发射几分钟后就要更换，而激光武器不存在多次发射的寿命问题。可以预计，未来在目前弹炮结合防空武器系统的基础上，将出现将新型防空导弹。高炮和激光武器三结合的对空防御系统。其中，激光武器主要拦截从低空、超低空突然来袭的近距离目标，这有可能大大提高对精确武器的拦截溉率，解决当前存在的极近程防空问题，并可用于保卫重要目标，如重要机构、指挥中心、通讯和动力中枢等。目前研制的激光武器的体积一段较大，重量较重，所以各国首先考虑舰载应用。目前，发达国家的大型水面舰只已开始采用核能作为动力，中型水面舰只的电动化改进也已进入实质阶段，这都为激光武器在舰艇上的应用铺平了道路。1无需进行弹道计算在战场上,交战双方如果都用火炮攻击对方目标,由于受地心引力和空气阻力的作用而容易使弹道弯曲,所以射击时都要根据距离、高度、风向、风速及弹丸初速等因素进行弹道计算。使用普通枪炮射击时,如果目标是运动的,还必须计算射击的提前量。由于激光武器所发射的“光弹”是以光速飞行的,其飞行速度常常要比普通炮弹快今40万倍,比导弹的速度快10万倍。因此,使用激光武器进行射击,无需考虑提前计算航道的问题2操作简便,机动灵活,使用范围广激光武器可通过转动反射镜迅速变换射击方向,在短时间内即能拦截多个来袭目标。激光武器既可直接在地面使用,也可在战车、军舰。飞机等活动作战平台使用,将来还有可能在卫星、航天器等空间作战平台上使用。3无放射性污染,效费比高激光束可使坚硬目标(如坦克装甲)烧蚀和熔化,但又不象核武器爆炸那样产生大量的放射性污染。虽然目前激光武器的研制成本还比较高,但其硬件可以重复使用,每次的发射费用却比较低。例如,一枚“毒刺”防空导弹的价值高达2万美元,而发射一次氟化氘激光的费用仅需1到2千美元。虽然激光武器有着超常的精准、速度超常的拦截摧毁能力但也有弊端---就是需要能量高（某些国家已经开始以核能为能量）,载体大(不方便移动),技术含量高但是总体来讲还是好处多多的！！！人家有咱们也得有啊！！不能落后就是了！！有就比没有强！！将来战场是一定有用的希望对楼主有些帮助！！！12、试述激光加工的物理机理与过程。