1.2 非线性光学的发展

1.2.1 非线性光学的发展简史

非线性光学的研究从1960年发明激光后开始，1961年—1965年经历了初期创立阶段。为总结这个阶段的研究成果，1965年非线性光学的创始人N.Bloembergen撰写了“Nonlinear Optical Phenomena”一书[3]。1965—1985年是非线性光学的发展成熟阶段。1984年非线性光学权威专家Y. R. Shen出版了“The Principles of Nonlinear Optics”一书[4]，总结了这个阶段的研究成果。1985-2000年是非线性光学的初步应用阶段。迄今为止非线性光学的理论已经比较成熟，但它在光学与光子技术上的应用还在进一步研究发展。下面列出非线性光学的发展简史。

1. 非线性光学初期创立阶段

1961年，Franken实验发现红宝石激光的倍频[5]；

1962—1964年，发现受激拉曼散射、受激布里渊散射[6～8]；

1962—1965年，发现和频、差频、参量振荡、四波混频[9～11]；

1963—1966年，发现饱和吸收、双光子吸收[12，13]；

1962—1964年，发现自聚焦和自相位调制[14，15]；

1965年，N. Bloembergen发表专著“Nonlinear Optical Phenomena”[3]。

2. 非线性光学发展成熟阶段

1962—1975年，相干瞬态光学效应（光子回波、光学章动、自感透明等）[16]；

1963—1983年，发现简并四波混频和光学相位共轭[17～19]；

1964—1974年，光学克尔效应提出，并得到实验证实[20，21]；

1975—1985年，发现光学双稳态和光学混沌[22，23]；

1972—1987年，光纤中的非线性光学性质和光孤子[24～26]；

1984年，沈元壤发表专著“The Principles of Nonlinear Optics”[4]。

3. 非线性光学初步应用阶段

1982—1998年，半导体量子限制材料的非线性光学性质研究[27，28]；

1985—1989年，发现高效非线性光学晶体材料BBO和LBO[29，30]；

1985—1991年，有机材料和聚合物材料的非线性光学性质研究[31，32]；

1987—1995年，发现反饱和吸收，研究光学限制效应[33～35]；

1979—1993年，光折变效应及其非线性光学理论[36，37]；

1985—1997年，非线性光学在量子光学中的应用（压缩态，量子纠缠等）[38，39]；

1985—1999年，非线性光学在干涉型全光开关中的应用[40～42]；

1984—2001年，非线性光学在光纤通信中的应用（孤子通信等）[43，44]；

1979—2002年，非线性光学在非线性光子晶体中的应用[45，46]；

1995—2005年，非线性光学在手性分子材料中的应用[47，48]。

1.2.2 非线性光学研究的发展趋势

非线性光学研究的发展趋势是：所用光源从连续、宽脉冲转向纳秒、皮秒和飞秒超短脉冲；研究对象从稳态转向动态；从强光非线性研究转向弱光非线性研究；从基态-激发态跃迁非线性光学研究转向激发态-更高激发态跃迁非线性光学研究；从研究共振峰处的现象转向研究非共振区的现象；从二能级模型的研究转向多能级模型的研究；被研究物质的尺度从宏观尺度（衍射光学），到介观（纳米）尺度（近场光学），再到微观尺度（量子光学）。

非线性光学材料研究的发展趋势是：从晶体材料到非晶体材料；从无机材料到有机材料；从对称材料到非对称材料（手性材料）；从单一材料到复合材料；从高维材料到低维材料，如从三维的体块材料到二维的表面、薄膜材料；从宏观材料到介观（纳米）材料，纳米材料如半导体量子线和量子点、光子晶体、金属-电介质薄膜、纳米复合材料以及纳米管、纳米颗粒和团簇材料等。