增益损耗耦合腔中二次谐波的研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

#本选题研究的目的及意义非线性光学是研究光和物质在强光场相互作用下产生的非线性现象及其应用的学科，是现代光学的重要分支之一。

二次谐波产生（secondharmonicgeneration，shg）作为非线性光学中的一个重要现象，是指两束频率相同的入射光束在非线性介质中相互作用，产生频率为入射光束两倍的新光束的现象。

二次谐波产生在激光频率转换、光学信息处理、生物成像等领域具有广泛的应用前景，因此一直是非线性光学领域的研究热点之一。

2. 本选题国内外研究状况综述

#本选题国内外研究状况综述二次谐波产生作为非线性光学领域的重要研究方向，一直受到国内外学者的广泛关注。

近年来，随着增益损耗耦合腔等新型光学微纳结构的兴起，利用这些结构增强和调控二次谐波产生成为了一个新的研究热点。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

#本选题研究的主要内容及写作提纲##主要内容本论文将着重研究增益损耗耦合腔中二次谐波产生的物理机制和增强方法，并通过数值模拟验证理论分析结果。

具体研究内容包括：
1.增益损耗耦合腔中二次谐波产生的理论模型:建立描述增益损耗耦合腔中二次谐波产生的理论模型，推导二次谐波转换效率的表达式，分析增益损耗、耦合系数、相位匹配等因素对二次谐波产生的影响规律。

2.增益损耗耦合腔中二次谐波增强的研究:研究利用模式耦合增强二次谐波的方法，分析不同模式耦合条件下二次谐波的产生效率，探索最佳的模式耦合方案。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。

首先，通过理论分析建立描述增益损耗耦合腔中二次谐波产生的理论模型，推导二次谐波转换效率的表达式，分析增益损耗、耦合系数、相位匹配等因素对二次谐波产生的影响规律，并探索增强二次谐波产生的可能途径。

其次，利用有限元方法或时域有限差分方法对增益损耗耦合腔中二次谐波产生进行数值模拟，验证理论分析结果，并研究不同参数条件下二次谐波的产生特性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.系统研究增益损耗对二次谐波产生的影响:之前的研究大多集中在利用增益损耗耦合腔增强线性光学效应，本研究将系统研究增益损耗对二次谐波产生的影响，揭示增益损耗与二次谐波产生之间的内在联系，为利用增益损耗调控二次谐波产生提供理论依据。

2.提出利用模式耦合和非线性增强协同增强二次谐波的新思路:本研究将探索利用模式耦合和非线性增强协同增强二次谐波的方法，通过优化增益损耗耦合腔的结构参数，实现二次谐波转换效率的显著提升，为设计高效率的二次谐波产生器件提供新的思路。

3.结合数值模拟和实验验证，实现对增益损耗耦合腔中二次谐波产生的有效调控:本研究将结合数值模拟和实验验证，系统研究不同参数条件下增益损耗耦合腔中二次谐波的产生特性，并通过参数优化实现对二次谐波产生的有效调控，为实际应用提供技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘伟,彭翔,王兆华,等.光学微腔中二次谐波产生及应用[j].物理学报,2020,69(10):104206.

[2] 李勇,王浩,龚尚庆,等.基于回音壁模式微腔增强的二次谐波产生[j].光学学报,2019,39(10):1023001.

[3] 张文富,王兴军,郭旗,等.铌酸锂微环谐振腔倍频效应研究[j].人工晶体学报,2019,48(12):2223-2227.