负折射率材料中二次谐波转换效率的理论分析

摘要

研究了二次谐波是负折射率而基频光是正折射率材料中,在考虑吸收系数、走离效应和相位失配的情况下,推导出平面波振幅缓变近似下,二次谐波的耦合波方程.根据该方程在基频光小信号近似下推导出二次谐波转换效率表达式.最后采用数值计算的方法分别研究了相位失配量Δk、走离角ρ和二次谐波的吸收系数α对转换效率的影响.结果表明,由于相位失配量的存在二次谐波的转换效率随负折射率材料长度的变化存在极大值,即负折射率材料长度存在最佳值,并且随着长度的增加,转换效率呈明显的周期性振荡并且极大值总是逐渐减小;转换效率随失配量的增加而减小;走离效应对转换效率的影响不明显,可以忽略不计;转换效率随吸收系数的增加而减小.这为研究负折射率材料的非线性理论打下了基础.