谐波的概念及应用

文章来源：睐芯科技LightSense

原文作者：LIG

本文简单介绍了谐波的概念及应用。  

谐波是一种n个光子同时与材料相互作用并转换为一个光子的非线性光学过程。

二次谐波（second harmonic generation，SHG，两个光子变成一个光子）和三次谐波（third harmonic generation ，THG，三个光子变成一个光子）。

原子对之间的化学键（称为偶极）在特定的频率（波长、能级）下共振。在某些条件下，这种谐振导致在特定谐振频率下的光的吸收和再发射。通常，与谐振波长不同的光不受影响。

然而，如果你得到两个光子，它们的总能量加起来就是共振所需的能量，与偶极子非常接近，偶极子将吸收这两个光子并用两个吸收的光子的组合能量重新发射一个光子。

不同类型激光系统的发射光谱涵盖了电磁光谱的大多数可见和接近可见部分。然而，光谱的短波长部分比长波长部分更难产生激光发射。为了避免这种困境，通常基于非线性混频效应利用现有波长的激光产生新波长激光。一种常见方法是利用Nd:YAG激光产生的1064nm激光，混频得到 532nm的绿光。

倍频的第一个例子使用694.3nm的红宝石激光器和KDP晶体在347.2nm产生（非常弱的）二次谐波。