张丽娟，赵丽明

(1. 晋中学院 信息技术与工程学院，山西 晋中 030600； 2. 首都师范大学 物理系，北京 100048)



一维光子晶体中二次谐波产生的增强效应

张丽娟1，赵丽明2

(1. 晋中学院 信息技术与工程学院，山西 晋中 030600； 2. 首都师范大学 物理系，北京 100048)

通过对基频场及介质方向进行调制的方法研究了光子晶体中二次谐波产生转换效率的影响因素. 该方法运用转移矩阵法计算得出二次谐波产生的转换效率，通过改变空气层厚度实现对基频场的调制，运用模拟退火的方法来实现对介质层方向的优化，然后通过场能量，基频波透射率和倍频波透射率随空气层厚度的变化规律，分析了一维光子晶体中影响二次谐波产生转换效率的因素. 结果表明：传统的准相位匹配条件对一维光子晶体已不再适用； 除了光子晶体的带边效应，基频场以及倍频场的分布同样对二次谐波产生有重大影响，当达到透射共振时，二次谐波转换效率会有很大提高； 通过调制介质层的极化方向，二次谐波产生转换效率会大大提高. 这些结论为非线性光子晶体中提高二次谐波产生转化效率提供理论指导.

非线性光学； 二次谐波转换效率； 模拟退火算法； 转移矩阵； 一维光子晶体

在非线性光学混频中，二次谐波产生是最典型，最重要，最基本，也是应用最广泛的一种技术. 1961年，夫朗肯等人用石英晶体对红宝石激光(0.694 3 μm)，进行了二次谐波产生的实验，获得了0.347 1 μm的紫外光，不过当时倍频波的转换效率很低，仅为10-8量级[1]；……