B積分

B積分是在非線性光學中對於光非線性相位移的量測，是計算雷射光束中最不穩定空間頻率的指數成長程度，在數值上等效於延著雷射系統光軸的非線性相位移。

基本介紹

• 中文名：B積分
• 外文名：B Integral
• 領域：光學

簡介

B積分是在非線性光學中對於光非線性相位移的量測，是計算雷射光束中最不穩定空間頻率的指數成長程度，在數值上等效於延著雷射系統光軸的非線性相位移。

若用多通道的雷射系統來計算非線性相互作用的累計量，其積分為：

其中是延著光軸的光強度，在光束方向上的位置，是量測克爾非線性的非線性因子。因為是折射率的非線性變化，因此可以知道B積分是經過此設備通道上累計的非線性相位移。

B積分常用在超快放大器（ultrafast amplifier）上，像是再生放大器中泡克耳斯盒之類的光學元件。

非線性光學

非線性光學主要用來研究非線性的光學現象和理論。

介質產生的極化強度決定於入射光的電場強度，其作用可用多項式展開成多階形式.在通常的弱光條件下，高階項因為係數很小而可以忽略，此時可近似看成一種線性關係。但是在強雷射場作用下（通常在10V/m左右，由雷射脈衝提供），極化強度的高階項強度不可被忽略，非線性作用出現，從而可以實現光和光之間的相互作用。入射光的強度越高，高階非線性效應越明顯。非線性光學直到雷射出現後，人們對二次諧波產生的發現才發展起來。(Peter Franken et al. at University of Michigan in 1961)

非線性光學包括光學倍頻、混頻、參量振盪、克爾效應、光孤子等現象。利用強度極高的飛秒雷射可以產生高達上百倍的倍頻效應，可以用來產生深紫外光和軟 X 射線。常用於產生非線性效應的物質有鈮酸鋰、鉭酸鋰、磷酸氧鈦鉀（KTP）、磷酸二氫鉀（KDP）、偏硼酸鋇（BBO）等晶體（具有高的2階非線性係數）及稀有氣體（主要用於產生高階非線性效應）。光參量振盪（OPO）是目前產生大範圍連續可調波長(波長從紅外到可見光甚至紫外光)雷射的唯一方法。

空間頻率

空間頻率，就是在每單位長度上，出現幾個同樣的幾何結構。如果同樣的幾何結構重複的距離為λ，那空間頻率就是λ的倒數。

這個概念與力學中的波動類似，λ可以視為周期T，f就是頻率ν。

克爾效應

克爾效應（Kerr effect），也稱“二次電光效應”，是物質因回響外電場的作用而改變其折射率的一種效應。克爾效應與泡克耳斯效應不同，前者感應出的折射率改變與外電場平方成正比，後者則與外電場成線性關係；前者可以在液體或非晶物質出現，後者只出現於沒有對稱中心的晶體物質。克爾效應或多或少會出現在每一種物質，但在某些液體會比較顯著。這效應最先由蘇格蘭科學家約翰·克爾（John Kerr）在1878年發現。

克爾效應又分為克爾電光效應與克爾光學效應。

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