激光倍頻的原理是通過利用非線性晶體的二次非線性效應，使頻率為ω的激光通過晶體后變?yōu)轭l率為2ω的倍頻光。這一過程被稱為二次諧波生成（SHG），是首個在實驗上被觀測到的非線性光學效應。1961年，美國密歇根大學的Franken等人發(fā)現(xiàn)紅寶石激光（694.3 nm）通過石英晶體后產(chǎn)生了一條波長為347.15 nm的新譜線，新產(chǎn)生的光的頻率正好是原入射光的兩倍，這就是光倍頻現(xiàn)象。 YE*%Y["
激光倍頻的具體過程包括以下幾個關鍵步驟： %`_Rl>@K=
非線性效應：當強激光通過非線性晶體時，會引起晶體材料原子極化，即正負電荷中心分離，這種分離是動態(tài)振動的，振動頻率與激光的頻率一致，振動幅度與激光場強度相關。由于激光電磁場強度與極化強度存在非線性關系，極化強度與激光的電場強度E的平方成比例。 (# c|San
相位匹配：為了實現(xiàn)有效的倍頻，需要滿足相位匹配條件，即基頻光和倍頻光的折射率在晶體中相同。這意味著在晶體中存在一個方向，使得基頻光和倍頻光的折射率一致，從而保證能量能夠從基頻光有效地轉(zhuǎn)換到倍頻光。 tD~
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能量轉(zhuǎn)換：在滿足相位匹配條件下，基頻光的能量通過非線性效應轉(zhuǎn)換為倍頻光。這個過程需要基頻光超前倍頻光0.75π，并且在晶體作用區(qū)域內(nèi)，相位差空間保持不變。
