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  • 现代光学及光子技术的应用

    作者:姚淑娜等 来源:北京联合大学 时间:2014-11-20 13:21 阅读:1396 [投稿]
    光学是研究光的产生和传播、光的本性、光与物质相互作用的科学。

    光学是研究光的产生和传播、光的本性、光与物质相互作用的科学。光学作为一门诞生340余年的古老科学,经历了漫长的发展过程,它的发展也表征着人类社会的文明进程。20世纪以前的光学,以经典光学为标志,为光学的发展奠定了良好的基础;20世纪的光学,以近代光学为标志取得了重要进展,推动了激光、全息、光纤、光记录、光存储、光显示等技术的出现,走过辉煌的百年历程;展望21世纪的现代光学,将迈进光子时代,光子学已不仅仅是物理学的学术上的突破,它的理论及其光子技术正在或已经成为现代应用技术的主角,光子学的发展和光子技术的广泛应用将对人类生活产生巨大影响。

    1.现代光学的诞生和发展

    20世纪60年代激光器的发明带来了一场新的光学革命,促进了光学与光电子学相结合,也标志着现代光学的诞生。此后,光学开始进入了一个新的历史时期,成为现代物理学和现代科学技术前沿的重要组成部分。

    非线性光学(也叫强光光学)是现代光学的重要组成部分,是系统地研究光与物质的非线性相互作用的一门分支学科。激光问世之前,基本上是研究弱光束在介质中的传播,确定介质光学性质的折射率或极化率是与光强无关的常量,介质的极化强度与光波的电场强度成正比,光波叠加时遵守线性叠加原理。在上述条件下研究光学问题属于线性光学范畴。而对很强的激光,例如当光波的电场强度可与原子内部的库仑场相比拟时,光与介质的相互作用将产生非线性效应,反映介质性质的物理量(如极化强度等)不仅与场强E的一次方有关,而且还决定于E的更高幂次项,从而出现在线性光学中不明显的许多新现象。非线性光学主要涉及二阶、三阶非线性光学效应,在激光技术、信息和图像的处理与存储、光计算、光通信等方面有着重要的应用。

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