第五章++三阶非线性光学效应11
非线性光学现象的原理和应用
非线性光学现象的原理和应用随着人类科技的不断进步，我们逐渐认识到自然界的复杂性和多样性。
在这些多样性中，非线性光学现象是一种非常有趣和重要的现象。
它的研究已成为光学研究的重要领域之一。
本文将简要介绍非线性光学现象的基本原理以及其在实际应用中所扮演的重要角色。
一、基本原理光学中的线性效应是指当光通过材料时，其振幅和相位会保持不变。
这是因为材料中的原子和分子对光的响应是线性的。
然而，当光的振幅很大时，就会出现非线性效应。
这通常是由于材料中的原子和分子之间的电磁相互作用导致的。
其中最常见的非线性光学效应包括二次谐波生成（SHG）、三阶非线性效应和自聚焦效应。
二次谐波生成是指当光通过某些材料时，会同时发射出两个频率相同但光子数不同的光子，其波长是原来光的一半。
三阶非线性效应是指当光通过材料时，可能产生的光子间三阶乘积。
这将导致吸收、散射和非共线涌动。
二、应用1、激光技术在激光技术中，非线性光学效应是一种非常有用的技术。
二次谐波产生技术使得可见光可被频率加倍，从而可用于制造绿光激光器。
红橙光激光器也可以通过导出 SHG 来产生。
同时，三阶非线性效应可用于减少和抑制激光中的非线性光学效应。
2、光通信和数据存储非线性光学效应在光通信和数据存储中也扮演着重要角色。
通过使用非线性光学效应技术，可以在光纤中传输更多的数据。
此外，非线性效应还在数据存储中扮演着关键角色。
其中，非线性光学效应也可使用于制造高容量的光纤通量。
3、光电子学非线性光学现象还广泛用于光电子学领域，特别是图像处理和光学计算方面。
例如，使用自聚焦效应，可以实现高分辨率的图像处理。
同时，非线性光学效应还可用于储存和处理信息，使得计算机相比传统计算机更具优势。
总之，非线性光学效应虽然在自然界中十分特殊，但是其在现代科技和光学学科中却扮演着不可或缺的角色。
它既能被用来制造光通信设备、数据存储，又能用于语音警报、图像处理、医学检测和光纤通量传输。
相信随着新技术和理论的出现，非线性光学效应将会有越来越广泛的应用及发展。
第五章++三阶非线性光学效应11
n n0 n( E 2 )
其中, Δn(|E|2)是由光强引起的折射率变化。
第5章 三阶非线性光学效应
Zf
图5.1 - 3 光束在非线性介质中的光线路径 （虚线为波面, 实线为光线）
第5章 三阶非线性光学效应
光强分布引起折射率变化还会造成光的群速度变 化, 图5.1-4表示一时域高斯光脉冲在非线性介质中传播 一定距离后, 脉冲后沿变陡的现象。这是由于脉冲峰值 处折射率大, 光速慢，而在后沿, 光强逐渐下降, 光速逐 渐增大, 以致后面部分的光“赶上”前面部分的光, 造成 光脉冲后沿变陡。 这就是光脉冲的自变陡现象。
1
(5.1 - 57)
第5章 三阶非线性光学效应
几点说明: （1） 因为自聚焦焦点处的光场来自介质内各点发
出的光束的叠加, 它并不代表各点光束的传播, 不携带 任何实际信息, 所以自聚焦焦点移动速度大于光速并不 违背狭义相对论。
（2） 以上对于动态自聚焦的讨论实际上是假定物 质对光场的响应非常快, 认为只要一有激光场作用, 介 质的折射率就立即发生变化, 当激光达到自聚焦阈值时, 自聚焦现象就会随之发生。
n0 1 (1) ( )
(5.1 - 19)
第5章 三阶非线性光学效应
n0 是线性折射率, Δn 是非线性折射率。 通常 n0>>Δn, 所以由(5.1 - 18)式可得
n
3 8n0
(3) (,
)
E0
2
1 2n0
2
E0
2
若令
n n2 E0 2
(5.1 - 20) (5.1 - 21)
则
n2
光脉冲传播方向
图5.1 - 4 光脉冲在非线性介质中的自变陡现象
几种三阶非线性光学效应
n// ()
3 4
i002
k
E02
(
')
(3) yyyy
(,
,
)
(5.1 – 10)
同理，对于偏振方向与频率为ω’的光波垂直的光电场，有
n ()
39;)
(3) xxyy
(,
,
)
(5.1 – 12)
可见，折射率变化与光电场平方成正比。 将(5.1 – 12)和 (5.1 – 10)式代入(5.1 – 4)式，可以得到
(5.1 - 5)
假定频率为ω’的光电场在 y方向偏振，
第5章 三阶非线性光学效应
Px(3) ()
3 2
0
E02
(
')
(3) xxyy
(,
,
)a
x
(
)
E
()eikz
(5.1 – 7a)
Py(3) ()
3 2
0E02 (
')
(3) yyyy
(,,
)a
y
| E4 (r) |2 ]E4 (r) 6E1(r)E2 (r)E3(r)}ei(tk4r) c.c.
（5.３ - ５）
第5章 三阶非线性光学效应
在考虑到慢变化振幅近似的条件下, 介质中光电场复振 幅的变化规律满足(3.3 - 23)式耦合波方程, 即
dEl (r) drl
2
(
3
)
(|E1|2
|E2
|2
)
z
4
(5.3 - 9)
第5章 三阶非线性光学效应
光学研究的非线性光学效应
光学研究的非线性光学效应光学是研究光的传播和相互作用的学科，而非线性光学是光学中一个重要的研究领域。
在传统的线性光学中，光的传播和相互作用可以用线性的数学模型来描述，即光的传播和作用的效果与光的强度成正比。
然而，在某些特殊的情况下，光的传播和相互作用会出现非线性效应，这就是非线性光学。
非线性光学是光学研究中的一个重要分支，它研究的是光的传播和相互作用在高强度下的行为。
在非线性光学中，光的传播和相互作用的效果与光的强度不再成正比，而是存在非线性关系。
这种非线性关系会导致一些特殊的现象和效应的出现，例如光的自聚焦、自相位调制、光学孤子等。
非线性光学效应的研究对于光学领域的发展具有重要意义。
首先，非线性光学效应可以应用于光学器件的设计和制造。
通过利用非线性效应，可以实现一些传统光学器件无法实现的功能，例如光学开关、光学调制器等。
这些器件在光通信、光存储等领域有着广泛的应用。
其次，非线性光学效应还可以用于光学成像和光学测量。
由于非线性光学效应会导致光的传播和相互作用的改变，因此可以利用这些效应来实现对物体的高分辨率成像和精确测量。
例如，通过利用非线性光学效应，可以实现超分辨率显微镜，可以观察到比传统显微镜更小尺寸的细节。
此外，非线性光学效应还可以用于光学通信和光学信息处理。
在光学通信中，非线性光学效应可以用于增强光信号的传输距离和传输速度，提高光通信系统的性能。
在光学信息处理中，非线性光学效应可以用于实现光学计算和光学逻辑门等功能，为光学信息处理提供了新的途径。
非线性光学效应的研究还面临着一些挑战和问题。
首先，非线性光学效应的研究需要高强度的光源和敏感的探测技术，这对实验条件提出了较高的要求。
其次，非线性光学效应的理论模型和数学描述也比较复杂，需要深入的理论研究和数值模拟。
此外，非线性光学效应的应用还需要解决一些实际问题，例如器件的稳定性、可靠性和成本等。
总之，非线性光学效应是光学研究中的一个重要领域，它研究的是光的传播和相互作用在高强度下的行为。
三阶光学非线性效应
慢过程的产生与泵浦光 在薄膜体内激发出的 非平衡电子分布有关。
2号样品慢过程信号最大，从其吸收谱中可以发现，慢过程 产生的三阶非线性效应与薄膜的绝对吸收大小无关，而与 薄膜表面等离子激元共振吸收峰位与泵浦光波长间相对位 置有关。
在金属纳米薄膜超外差光克尔效应中表现出的这一慢弛豫现 象是金属纳米粒子对处于其中的电子的限域效应 的结果， 为金属纳米粒子薄膜所特有。
测量方式
金属纳米粒子-半导体薄膜的
6.2.1Ag-BaO薄膜的光克尔效应 1.超快光克尔效应
Ag-BaO薄膜时间分辨光克尔效应
Ag-BaO复合薄膜实验样 品厚度30nm，薄膜中 Ag纳米粒子平均粒径 10nm
Ag-BaO薄膜与Ag 薄膜光克尔信号 比较
Ag-BaO纳米粒子 复合薄膜的非线 性效应要大许多
来源
影响延迟时间零点附近的光克尔效应的因素： 1）光场感生双折射现象导致的探测光的偏振方向的改变 2）相干效应的影响
光克尔效应中相干效应的影响：
在泵浦光和探测光的自相关时域内，两束光在样品处发生相 干，并使作用区物质的光学性质变成空间调制的，即形成 干涉光栅；泵浦光在干涉光栅的作用下发生自衍射，而在 与探测光偏振方向相垂直的方向上产生分量。
光学双稳态
双光子效应
双光子吸收
四波混频
自聚焦
n n0 n2I
n2
3
2n02 0c
3
光的自聚焦
光学双稳态
受激光散射效应 受激拉曼散射
光克尔效应
克尔效应： 1875年克尔发现，线偏振光通过外电场作用下的玻
璃时会变成椭圆偏振光，旋转捡偏器，输出光并 不消失。 原来各向同性变成各向异性，外加电场感应引起双 折射现象，折射率变化与外加电场的平方成正比。
量子光学中的非线性光学效应
量子光学中的非线性光学效应引言：量子光学是研究光与物质相互作用的一门学科，其研究对象是光的量子性质以及光与物质之间的相互作用。
在量子光学中，非线性光学效应是一种重要的现象，它描述了光与物质之间的非线性相互作用。
本文将探讨量子光学中的非线性光学效应及其在实际应用中的意义。
一、非线性光学效应的基本概念非线性光学效应是指光与物质相互作用时，光的强度与物质响应之间存在非线性关系的现象。
在非线性光学效应中，光的强度和频率可以发生变化，产生新的频率分量，这种现象被称为频率转换。
非线性光学效应的产生是由于光与物质相互作用时，物质的电子结构发生变化，使得物质对光的响应不再是线性的。
二、非线性光学效应的分类非线性光学效应可以分为三种主要类型：二阶非线性效应、三阶非线性效应和四阶非线性效应。
二阶非线性效应包括二次谐波产生、二次倍频、二次混频等现象。
三阶非线性效应包括自相位调制、受激拉曼散射、光学相干效应等现象。
四阶非线性效应包括自相位调制、受激拉曼散射、光学相干效应等现象。
三、非线性光学效应的应用非线性光学效应在实际应用中具有广泛的应用价值。
首先，非线性光学效应可以用于光学器件的制备。
例如，利用二阶非线性效应可以制备二次谐波产生器，用于产生高频率的光信号。
利用三阶非线性效应可以制备光纤光学放大器，用于放大光信号。
其次，非线性光学效应还可以用于光通信系统中的信号调制。
例如，利用自相位调制效应可以实现光信号的调制和解调，提高光通信系统的传输速率。
此外，非线性光学效应还可以用于光学成像和光谱分析等领域。
四、非线性光学效应的研究进展随着科学技术的不断发展，非线性光学效应的研究也取得了重要进展。
一方面，研究人员通过改变物质的结构和性质，设计新型的非线性光学材料，提高非线性光学效应的强度和灵敏度。
另一方面，研究人员通过发展新的光学技术和实验方法，对非线性光学效应进行深入研究。
例如，利用超快激光技术可以实现非线性光学过程的实时观测，揭示非线性光学效应的微观机制。
三阶非线性光学的原理
三阶非线性光学的原理
三阶非线性光学是指在产生非线性光学效应时，光的强度与作用物质的电场之间存在三次方关系。
其原理可以通过光与物质相互作用的过程来解释。
在三阶非线性光学中，光与物质的相互作用可以通过一个非线性极化率描述。
非线性极化率是一个二阶张量，其中包含了三次方和一次方电场的项，分别对应非线性和线性极化。
当光通过物质时，光的电场将与物质中的极化电荷相互作用，产生非线性光学效应。
常见的三阶非线性光学效应包括如下几个方面：
1. 非线性折射：光在介质中传播时，光的折射率受到电场强度的影响，引起光的传播方向发生弯曲。
这种效应被称为自聚焦或者自远离效应。
2. 红外吸收、非线性光学吸收和饱和吸收：在强光照射下，物质分子的产生振动、自旋翻转等非线性现象，这些非线性效应会引起光的吸收率发生变化。
3. 光学非线性效应的协同作用：在强光照射下，光的相位和频率会发生变化，从而引起频率变换（如倍频效应、差频效应等）和相位变换（如相位调制、相位重构等）。
总之，三阶非线性光学的原理是通过光与物质中的非线性极化电荷相互作用，使
得光的强度与电场之间存在三次方关系，产生非线性光学效应。
这些效应对于激光技术、光通信、光存储等领域具有重要的应用价值。
三阶非线性光学
频率 (ω4 ) 之间存在色散关系，这两个方程不能被同 时满足。因此非线性光学四波混频只有在两个方 程同时满足的特别的输入装置时才有可能发生。 本节将讨论一个非常有趣且有用的相位匹配条件 得到满足的非线性光学四波混频问题。特别地， 我们讨论简并（或准简并）四波混频过程，该过 程有许多重要的应用，包括相位共轭和频谱反转。
线强度与斯托克斯强度相比较弱。分子振动的寿 命可由拉曼谱线宽度推出。 像克尔效应一样，拉曼散射在大多数介质中相 对较弱。在光纤中，由于激光束光强高和作用距 离长（可达10km）拉曼散射引起的非线性效应相 当大。当进入光纤的光功率超过各自的阈值时， 受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS） 可以同时发生。在受激散射的条件下，光能量可 以更有效地从输入泵浦波转换为散射斯托克斯波。 散射波对泵浦波的频移，在受激布里渊散射
者折射率）的修正。它们对前面讨论的光学克尔
( ) 效应起作用。这两个非线性项χ B3有效地耦合了 EL
和 EB ，引起了这两个光波的能量交换。这两个非 线性极化率是产生受激布里渊过程的原因，称为 受激布里渊极化率。
8.8 四波混频和相位共轭
到目前为止，我们已经讨论了一些特殊的非线 性光学现象，包括Kerr效应、SRS和SBS。一般情 况下，三阶非线性过程需要四个光波的参与。这 样的一般三阶过程可以被看成利用三种光波产生 第四种光波。设三种输入光波的频率和波矢分别
8.9 参变振荡的频率调谐
在本章的前面我们曾证明信号波 (ω1 )和空闲 波(ω2 )，可以由参量泵浦光波(ω3 )产生振荡，它们 之间满足条件 k3 = k1 + k 2。利用 ki = niωi c 我们可以 写出
ω3n3 = ω1n1 + ω2 n2 （8.9-1）
光学材料中的光学非线性效应
光学材料中的光学非线性效应在我们生活的这个光的世界里，光学材料扮演着至关重要的角色。
而其中的光学非线性效应，更是为光学领域带来了诸多令人惊叹的现象和应用。
首先，咱们来了解一下什么是光学非线性效应。
简单说，在通常情况下，当光通过某种材料时，材料对光的响应是线性的，也就是光的强度与产生的效果成正比。
但在某些特定条件下，这种线性关系不再成立，出现了非线性的现象，这就是光学非线性效应。
光学非线性效应有很多种，比如二次谐波产生、和频产生、差频产生等等。
其中，二次谐波产生是一个比较常见且重要的现象。
当一束强光通过某些非线性光学材料时，会产生频率为入射光两倍的新的光波。
这就好像是原本的“音乐旋律”在特定条件下“变奏”出了新的“音符”。
那么，为什么会出现这些非线性效应呢？这就得从材料的微观结构说起。
在非线性光学材料中，原子或分子的电子分布和它们之间的相互作用方式与普通材料有所不同。
当强光照射时，这些特殊的结构和相互作用使得材料对光的响应不再是简单的线性叠加。
光学非线性效应在许多领域都有着广泛的应用。
在激光技术中，利用非线性光学材料可以实现激光频率的转换，从而获得不同波长的激光。
比如说，原本只能发出一种颜色的激光，通过非线性效应，可以变成其他颜色，大大拓展了激光的应用范围。
在通信领域，非线性光学效应也发挥着重要作用。
随着信息传输量的不断增加，传统的通信方式面临着诸多挑战。
而利用非线性光学材料，可以实现高速、大容量的光通信。
例如，通过光学孤子的传输，能够在长距离通信中保持信号的稳定性和完整性。
在生物医学方面，非线性光学效应也为疾病的诊断和治疗带来了新的手段。
比如，利用二次谐波产生可以对生物组织进行高分辨率的成像，帮助医生更清晰地观察细胞和组织的结构，从而更准确地诊断疾病。
此外，在量子计算和量子通信领域，光学非线性效应也有着潜在的应用价值。
它为实现量子态的操控和信息的传输提供了新的途径。
然而，要充分利用光学非线性效应，还面临着一些挑战。
三阶非线性光学效应
在z=0处输入光束的场强简化为： E0 ( x, y,0) A0e
引入聚焦参数：
2 zmin 2 k0
在z=0处输入光束的场强变为：
E0 ( x, y ,0) A0 e
r2 d2
(1 i )
kd 2 z min 2 1 2 d 0 (1 2 )1/ 2
2 k0
在z=0处输入光束的场强为： 令z=0处的输入光束半径为d：
E0 ( x, y,0) A0e
2 2 2
2z 1 min k 2 0
2
2 zmin 2 d (0) 1 ( ) 2 k0 0
2z r2 2 1 i min 2 d k0
度更加均匀分布的光束，这种现象为光模糊效应。
光强分布引起折射率变化还会造成光的群速度变化 , 图 5.1 - 4表示一时域高斯光脉冲在非线性介质中传播一定距离 后, 脉冲后沿变陡的现象。 这是由于脉冲峰值处折射率大, 光速慢， 而在后沿, 光强逐渐下降, 光速逐渐增大, 以致后面 部分的光“赶上”前面部分的光, 造成光脉冲后沿变陡。 这 就是光脉冲的自变陡现象。
假定光束聚焦处的光束面积为零，可求得自聚焦焦点离输 入平面的距离：
kd 2 1 Zf 2 P 1 Pc
P是输入光束的总功率：
P
0cn0 d 2
2
A02
0c3 Pc称为临界功率： Pc 2n2 2
如果输入光束原来是收敛的，则当总功率P超过Pc是，它 将突然在 zf 处聚焦。自聚焦的临界功率与光束起始的收
kr 2 i kz ( z ) i 2q( z )
自聚焦介质 输入光束 2d 2w0
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ω′光电场平方有关的三阶非线性极化强度的复振幅 P(3) (ω)为
P (3) () 60 (3) (,,) E()E()E ()
(5.1 - 3)
第5章 三阶非线性光学效应
假定频率为ω的光波沿z方向传播, 由(5.1 - 3)式可得
K( )
n// ( ) n ( ) E02 ()
2
2n0
3 8n0
(3) (,, )
(5.1 - 22)
通常称 n2 为非线性折射率系数。
第5章 三阶非线性光学效应
输入光束 2d
自聚焦介质 2w0
z＝ 0 zmin
P
0
(1)
( ) E
3 4
0
(3)
(,,)
E0
2
E
(5.1 - 16)
第5章 三阶非线性光学效应
由此, 在(5.1 - 15)式中,
r
1
(1) ( ),2
3 4
(3) (,, )
介质的折射率为
(5.1 -17)
n总
总
1
(1)
3 4
(3) (,,)
E0
2
n0 n
(5.1 - 18)
式中
第5章 三阶非线性光学效应
第5章 三阶非线性光学效应
5.1 克尔效应与自聚焦现象 5.2 三次谐波产生 5.3 四波混频 5.4 双光子吸收 5.5 受激喇曼散射（SRS） 5.6 受激布里渊散射（SBS） 5.7 受激光散射现象的一般考虑 习题
第5章 三阶非线性光学效应
5.1 克尔效应与自聚焦现象
P (, t) P(1) (, t) P(3) (, t)
0
(1)
(
)
3
(3)
(
,0,0)
E0
E0
E eit
c.c.
(5.1 - 1)
第5章 三阶非线性光学效应
这表示由于三阶非线性极化的作用, 恒定电场的存
在使得介质的介电张量元素 改变了 , 且
3
0
(3)
(
,0,0)E0
E0
（5） 光折变效应。
第5章 三阶非线性光学效应
5.1.3 自聚焦的稳态理论 考虑到三阶非线性效应, 在光场作用下各向同性介
质的介电常数发生变化, 总的相对介电常数为
总 r 2 E0 2
(5.1 - 15)
式中, εr 为线性相对介电常数, ε2 为非线性相对介电常
数系数, |E0|2 为光电场振幅平方。 相应的极化强度可以 表示成
播, 此时介质的折射率为
n n0 n( E 2 )
其中, Δn(|E|2)是由光强引起的折射率变化。
第5章 三阶非线性光学效应
Zf
图5.1 - 3 光束在非线性介质中的光线路径 （虚线为波面, 实线为光线）
第5章 三阶非线性光学效应
光强分布引起折射率变化还会造成光的群速度变 化, 图5.1-4表示一时域高斯光脉冲在非线性介质中传播 一定距离后, 脉冲后沿变陡的现象。这是由于脉冲峰值 处折射率大, 光速慢，而在后沿, 光强逐渐下降, 光速逐 渐增大, 以致后面部分的光“赶上”前面部分的光, 造成 光脉冲后沿变陡。 这就是光脉冲的自变陡现象。
第5章 三阶非线性光学效应
玻璃
起偏器 线偏振光
检偏器 椭圆偏振光
图5.1 - 1 克尔效应实验示意图
第5章 三阶非线性光学效应
从非线性光学的角度看, 克尔效应是外加恒定电场 和光电场在介质中通过三阶非线性极化率产生的三阶 非线性极化效应。假定介质受到恒定电场 E0 和光电场
Eexp(iωt)+c.c.的作用, 按(1.1 - 39)式和(1.1 - 41)式有
光脉冲传播方向
图5.1 - 4 光脉冲在非线性介质中的自变陡现象
第5章 三阶非线性光学效应
自聚焦现象的研究始于1964年, 促使对这种现象的 研究主要有以下两个因素:
（1） 高功率 高密度激光在透明介质中传播时会发生丝状破
坏。 （2） 在研究受激喇曼散射过程中观 观察到一些反常现象, 如许多固体和液体中, 受激
n0 1 (1) ( )
(5.1 - 19)
第5章 三阶非线性光学效应
n0 是线性折射率, Δn 是非线性折射率。 通常 n0>>Δn, 所以由(5.1 - 18)式可得
n
3 8n0
(3) (,
)
E0
2
1 2n0
2
E0
2
若令
n n2 E0 2
(5.1 - 20) (5.1 - 21)
则
n2
(应呢？ 对于低频场，甚至光低频场
00 ＝0 ' '
第5章 三阶非线性光学效应
2. 光克尔效应 现在进一步讨论用另一光电场代替恒定电场E0的
光克尔效应。假定频率为ω的光电场作用于介质的同 时, 还有另一束任意频率为ω′的光电场作用于该介质, 则由于ω′光电场的作用, 会使介质对ω光波的作用有
5.1.1 克尔效应 1. 克尔效应 克尔（Kerr）在1875年发现: 线偏振光通过外加电
场作用的玻璃时, 会变成椭圆偏振光, 如图5.1 - 1所示, 当旋转检偏器时, 输出光不消失。外加电场作用下, 介 质由原来的各向同性变成了光学各向异性, 外加电场感 应引起了双折射, 其折射率的变化与外加电场的平方成 正比, 这就是著名的克尔效应。
(5.1 - 4)
(1.1 - 9) =>
第5章 三阶非线性光学效应
探测光 起偏器
样品 激光脉冲
检偏器
图5.1 - 2 光克尔效应开关
第5章 三阶非线性光学效应
5.1.2 激光束的自聚焦现象 自聚焦是感生透镜效应, 这种效应是由于通过非线
性介质的激光束的自作用使其波面发生畸变造成的。 现假定一束具有高斯横向分布的激光在介质中传
喇曼散射有一个非常尖锐的阈值, 有异常高的增益, 前 后向增益不对称, 有反常的反斯托克斯环等。
第5章 三阶非线性光学效应
引起光束自聚焦的原因是光致折射率的变化, 而光致折射率变化的 物理机制是多种多样的, 主要有:
（1） 强光场使组成介质的分子或原子中的电子分布发生变化, 这 导致介质宏观电极化的变化, 从而使折射率发生变化。
（2） 对含有各向异性分子的液体（如CS2、 苯及其衍生物）来说, 由于各向异性分子在不同方向上有不同的分子极化率, 这时与分子取 向有关的高频克尔效应是引起折射率变化的主要原因。
（3） 在强光场作用下的电致伸缩效应使介质密度发生起伏, 从而 引起折射率发生相应的变化。
（4） 由于各种介质对入射光束均存在着不同程度的吸收, 导致介 质温度升高, 从而引起介质折射率变化。