frequency doubling是什麼意思,frequency doubling的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
[電子] 倍頻
例句
The results show that crystal ABP has a large effect of frequency doubling.
實驗證明該晶體有強的倍頻效應。
The scheme adopted in the source is Direct Digital frequency Synthesis by frequency doubling and mixing.
頻綜源采用直接數字頻率合成(DDS)加倍頻、混頻方案。
Objective To study the presentation of frequency doubling perimetry (FDP) in patients with primary open angle glaucoma(POAG).
目的探讨早期原發性開角型青光眼(POAG)倍頻視野(FDP)的表現。
The PLL correction circuit enables input signal to multiply with changed frequency doubling factor during correction intervals.
PLL電路在校正間隔期間使輸入信號乘以改變後的倍 頻因子。
The structure of the invention can be used for producing basic-frequency light and frequency doubling light, in particular high-efficiency frequency doubling light.
本發明的結構可用于産生基頻光、倍頻光,特别是高效倍頻光。
同義詞
|frequency multiplication/multiple frequency;[電子]倍頻
專業解析
頻率倍增(Frequency Doubling) 是光學領域的一項關鍵技術,指通過非線性光學過程,将入射光波的頻率精确增加一倍(即波長縮短一半)的現象。其核心原理是利用某些特殊晶體(非線性光學晶體)的特性,将兩個相同頻率的光子合并轉化成一個頻率加倍的光子。
詳細解釋與原理:
-
物理基礎:
- 當高強度激光束(通常為脈沖激光)照射到具有非中心對稱結構的晶體(如磷酸二氫鉀 KDP、偏硼酸鋇 BBO、三硼酸锂 LBO)時,會引發晶體内原子的非線性響應。
- 這種非線性響應導緻電極化強度不僅與入射光的電場強度成正比(線性光學),還包含電場強度的二次方、三次方等高次項。
- 頻率倍增主要依賴于電極化強度的二次項(即二階非線性光學效應),其數學表達式為:
$$
P^{(2)} = epsilon_0 chi^{(2)} E
$$
其中 (P^{(2)}) 是二階非線性極化強度,(epsilon_0) 是真空介電常數,(chi^{(2)}) 是晶體的二階非線性光學系數,(E) 是入射光的電場強度。
- 這個二階極化項會輻射出新的電磁波,其頻率是入射光頻率的兩倍。
-
過程描述:
- 兩個頻率為 (omega) 的光子同時進入非線性晶體。
- 在晶體内部,這兩個光子發生相互作用(通過介質的非線性響應耦合)。
- 相互作用的結果是,兩個光子湮滅,同時産生一個頻率為 (2omega) 的新光子。
- 這個過程需要滿足能量守恒(新光子能量等于兩個入射光子能量之和)和動量守恒(相位匹配條件)。
-
相位匹配:
- 這是實現高效頻率倍增的關鍵技術挑戰。由于色散效應,入射基頻光 ((omega)) 和産生的倍頻光 ((2omega)) 在晶體中傳播速度通常不同(折射率不同),導緻它們之間産生相位差,相互幹涉抵消。
- 為了克服這個問題,需要采用相位匹配技術(如角度相位匹配、溫度相位匹配、準相位匹配),調整晶體的方向或溫度,使得基頻光和倍頻光在晶體中傳播時保持恒定的相位關系,從而實現相幹疊加和高效的能量轉換。
應用領域:
- 激光技術: 最廣泛的應用。例如,将紅外波段的 Nd:YAG 激光器輸出的 1064 nm 激光,通過倍頻晶體(如 KTP)轉換為 532 nm 的綠光激光。這是産生可見光甚至紫外激光的重要手段。
- 光譜學: 産生用于研究物質結構的不同波長的光源。
- 光通信: 用于波長轉換。
- 生物成像: 如二次諧波顯微成像技術,利用樣品本身(如膠原蛋白、肌動蛋白)或引入的探針産生的倍頻信號進行無标記、高分辨率成像。
- 材料加工: 利用倍頻獲得的更短波長激光進行精細加工。
權威參考來源:
- 美國光學學會 (OSA) 出版物: 光學領域的頂級期刊和書籍(如 Optics Express, Journal of the Optical Society of America B, The Handbook of Nonlinear Optics)詳細闡述了非線性光學原理、頻率倍增機制及相位匹配技術。這些出版物是理解該技術最權威的來源之一。
- RP Photonics Encyclopedia: 這是一個廣受認可的光子學線上百科全書,提供關于“Frequency Doubling”以及相關概念(如“Second-Harmonic Generation”, “Nonlinear Optical Crystals”, “Phase Matching”)的詳細、專業的解釋。
- 大學光學實驗室與課程資料: 許多頂尖大學(如麻省理工學院MIT、斯坦福大學Stanford、羅切斯特大學Rochester)的光學工程或物理系在其線上課程資料或研究組網頁中會提供關于非線性光學和頻率倍增的深入教學内容和研究進展。
網絡擴展資料
“Frequency doubling”(倍頻)是一個物理學和工程學領域的專業術語,主要應用于光學和電子技術中。以下是詳細解釋:
1.基本定義
“Frequency doubling”指将原始信號的頻率加倍的過程或現象。例如,輸入光的頻率為$f$,經過特定處理後輸出光的頻率變為$2f$。這一過程通常通過非線性光學材料(如某些晶體)實現。
2.原理與技術
- 非線性效應:利用非線性晶體(如KDP、BBO等)的特性,當強光通過時會産生二次諧波(Second Harmonic Generation, SHG),即輸出光頻率為輸入光的兩倍。
- 公式表達:若輸入光電場為$E = E0 cos(omega t)$,則倍頻後的輸出可表示為$E{SHG} propto chi^{(2)} E$($chi^{(2)}$為非線性極化率)。
3.應用場景
- 激光技術:用于産生高頻率激光,例如将紅外激光轉換為可見綠光。
- 醫學儀器:如“倍頻視野計”(Frequency Doubling Perimetry),用于檢測青光眼患者的視野缺損。
- 通信與電子:在射頻系統中提升信號頻率。
4.實例說明
- 光學領域:紅寶石激光器(Cr³⁺:Al₂O₃)中,通過倍頻效應可将694nm紅光轉換為347nm紫外光。
- 效率影響因素:光束尺寸、晶體溫度、相位匹配條件等均會影響倍頻轉換效率。
如需進一步了解具體應用(如倍頻視野計的工作原理),可參考相關研究文獻或專業教材。
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