第1章 绪论 1
1.1 非线性光学的意义 1
1.1.1 非线性光学与物理学和光学的关系 1
1.1.2 非线性光学是研究激光与物质相互作用的学科 2
1.2 非线性光学的发展 6
1.2.1 非线性光学的发展简史 6
1.2.2 非线性光学研究的发展趋势 7
1.3 非线性光学的应用 8
1.3.1 非线性光学是光子学的基础 8
1.3.2 非线性光学的广泛应用 9
参考文献 10
第2章 介质的非线性极化 13
2.1 非线性介质的波方程 13
2.1.1 非线性介质的麦克斯韦方程 13
2.1.2 各向异性介质的时域波方程 14
2.1.3 各向异性非线性介质的频域波方程 15
2.1.4 各向同性非线性介质频域波方程 16
2.1.5 各向同性非线性介质时域波方程 17
2.2 非线性极化率 18
2.2.1 极化强度的频域表达式 18
2.2.2 极化率的对称性 20
2.2.3 简并因子 21
2.3 Kramers-Kronig色散关系 22
2.3.1 极化率实部与虚部的关系 22
2.3.2 极化率实部和虚部的物理意义 23
2.3.3 非线性折射率与非线性吸收系数间的关系 26
附录A K-K关系推导 26
附录B：两种单位制 29
参考文献 30
第3章 光学三波耦合过程 31
3.1 三波耦合方程 31
3.1.1 各向同性介质中的二阶非线性光学效应 31
3.1.2 各向异性晶体介质中二阶非线性效应的近似描述 32
3.2 光学二次谐波 35
3.2.1 小信号近似情况 36
3.2.2 基波光高消耗情况 38
3.2.3 相位匹配技术 40
3.3 光学和频、差频和参量过程 44
3.3.1 光学和频与频率上转换 44
3.3.2 光学差频与频率下转换 47
3.3.3 光学参量放大与振荡 48
参考文献 54
第4章 光学四波耦合过程 55
4.1 三次谐波与四波混频 55
4.1.1 三次谐波 55
4.1.2 四波混频 57
4.2 光学相位共轭 59
4.2.1 光学相位共轭的定义 59
4.2.2 四波混频过程的光学相位共轭 60
参考文献 65
第5章 光致折射率变化 66
5.1 光学克尔效应 66
5.1.1 自相位调制光克尔效应 67
5.1.2 交叉相位调制光克尔效应 70
5.2 光束的自聚焦 72
5.2.1 稳态自聚焦 72
5.2.2 动态自聚焦 78
5.2.3 自相位调制 82
5.2.4 三阶非线性极化率的Z扫描测量法 84
参考文献 89
第6章 非线性光散射 91
6.1 自发辐射与受激辐射光散射 91
6.1.1 自发辐射光散射分类 91
6.1.2 受激散射与自发散射的区别 92
6.2 受激拉曼散射 93
6.2.1 受激拉曼散射的物理图像 93
6.2.2 受激拉曼散射的经典理论 96
6.3 受激布里渊散射 101
6.3.1 受激布里渊散射的物理图像 101
6.3.2 受激布里渊散射的经典理论 102
参考文献 105
第7章 非线性光吸收与光折射 106
7.1 饱和吸收与反饱和吸收 106
7.1.1 饱和吸收 106
7.1.2 反饱和吸收 112
7.2 饱和折射与反饱和折射 118
7.2.1 饱和折射与反饱和折射 118
7.2.2 非线性折射系数的物理意义 122
7.3 双光子吸收 123
7.3.1 双光子吸收的基本概念 123
7.3.2 半导体中的光吸收 125
参考文献 129
第8章 光学双稳性及其不稳定性 131
8.1 光学双稳性 131
8.1.1 光学双稳性的基本概念 131
8.1.2 全光型光学双稳性原理 133
8.1.3 光电混合型光学双稳性原理 140
8.2 光学双稳性的不稳定性 144
8.2.1 光学双稳性的稳定性 144
8.2.2 光学双稳性的不稳定性 147
参考文献 154
第9章 光脉冲在光纤中的传输 155
9.1 非线性薛定谔方程 155
9.1.1 亥姆赫兹方程推导 155
9.1.2 非线性薛定谔方程推导 156
9.2 群速色散与自相位调制 161
9.2.1 不计色散和非线性的脉冲传输 161
9.2.2 色散对脉冲传输的影响 161
9.2.3 自相位调制对脉冲传输的影响 164
9.2.4 色散和自相位调制共同作用 167
9.3 光孤子的形成与特性 169
9.3.1 时间光弧子 169
9.3.2 空间光弧子 172
参考文献 173
第10章 非线性全光开关 174
10.1 光开关综述 174
10.1.1 光开关的重要性 174
10.1.2 光开关的分类与参量 177
10.2 非线性耦合器全光开关 180
10.2.1 对称光耦合器 180
10.2.2 对称耦合器及自相位调制全光开关 182
10.2.3 非对称耦合器及交叉相位调制全光开关 185
10.2.4 具有共振非线性的非线性耦合器全光开关 188
10.3 非线性M-Z干涉仪全光开关 192
10.3.1 两臂非线性折射率不同的M-Z干涉仪光开关 193
10.3.2 两臂长度不同的M-Z干涉仪光开关 194
10.4 非线性环共振器全光开关 195
10.4.1 与M-Z干涉仪一臂耦合的非线性环腔全光开关 196
10.4.2 与两直波导耦合的环腔全光开关 200
10.4.3 含光放大器的环腔全光开关 203
10.5 非线性Sagnac干涉仪全光开关 205
10.5.1 非线性Sagnac干涉仪理论 205
10.5.2 含非对称耦合器的Sagnac干涉仪光开关 208
10.5.3 采用不同频率泵浦光的Sagnac干涉仪光开关 210
10.5.4 在光纤环中非对称放置光放大器的Sagnac干涉仪光开关 212
10.5.5 采用非线性耦合器的Sagnac干涉仪光开关 214
10.6 纳米波导非线性干涉仪全光开关 218
10.6.1 纳米波导环共振器全光开关 218
10.6.2 光子晶体全光开关 225
参考文献 229