聚焦光束在体块晶体与薄膜中非线性光学相互作用的建模:一种唯象方法
光学
2023-04-12 v2
摘要
相干非线性光学微光谱是现代材料科学中常用的工具,因其对许多不同的局域可观测量敏感,其中包括晶体对称性和振动特性等。然而,信息的丰富性可能带来数据解读的挑战,因为必须厘清多种不同效应,如多次反射、界面处的相位跳变或古伊相位的影响。为便于解读,本文提出一种易于使用的半解析建模方案,其基于已知的采用高斯光束的解析解。具体而言,我们应用该方案计算(薄膜)光学材料的非线性光学响应。我们试图保留如古伊相位和非线性相干相互作用长度等直观参数的含义。特别地,相干长度的概念得到扩展,这在使用聚焦光束时是必需的。该模型随后被应用于二次谐波和三次谐波产生的示例情形。我们观察到其与实验数据非常吻合,此外,尽管解析方案存在约束与局限,我们的模型表现与更严格的模拟相当。然而,在计算能力方面其优于后者,所需计算时间减少三个数量级以上,且对计算机系统性能要求更低。
引用
@article{arxiv.2211.08207,
title = {Modeling nonlinear optical interactions of focused beams in bulk crystals and thin films: A phenomenological approach},
author = {Kai J. Spychala and Zeeshan H. Amber and Lukas M. Eng and Michael Rüsing},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.08207},
year = {2023}
}