[发明专利]非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法

权利要求书

1.一种非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法，其特征在于包含如下步骤：

(1)根据实际的高速电子束流辐照条件，计算出对应的辐照电场E，

E=14ϵ0·(I/v)(1+ϵm/moc2)2+(1+ϵm/moc2)-4·1r---(1)]]>

其中：ε_m为射线能量，m₀为电子静止质量，ε₀为真空介电常数，c为光速，I为电子束流强度，v为运动速度，r为场强观察点距离束流中心的垂直距离；

(2)根据被辐照的非线性材料分子结构，选用计算辐照电场作用下分子体系或离子基团加场能量的量子力学方法；

(3)依据步骤(2)中选择的量子计算方法计算表1中34种外场情形下分子体系或离子基团加场能量差集ΔE，ΔE＝E(F_i，F_j，F_k)-E₀，E₀＝E(0，0，0)是未受外加电场作用的基态能量；

(4)利用以下公式(2)～(4)式计算出二阶非线性系数β：

表1

  ΔE(F_i)    ΔE(F_i，F_j) ΔE(F_i，F_j，F_k)  (1)ΔE(F，0，0)  (2)ΔE(-F，0，0)  (3)ΔE(σF，0，0)  (4)ΔE(-σF，0，0)  (5)ΔE(0，F，0)  (6)ΔE(0，-F，0)  (7)ΔE(0，σF，0)  (8)ΔE(0，-σF，0)  (9)ΔE(0，0，F)  (10)ΔE(0，0，-F)  (11)ΔE(0，0，σF，)  (12)ΔE(0，0，-σF)  (25)ΔE(σF，F，0)  (26)ΔE(F，σF，0)  (27)ΔE(0，σF，F)  (28)ΔE(0，F，σF)  (29)ΔE(F，0，σF)  (30)ΔE(σF，0，F)    (13)ΔE(F，F，0)    (14)ΔE(-F，F，0)    (15)ΔE(F，-F，0)    (16)ΔE(-F，-F，0)    (17)ΔE(0，F，F)    (18)ΔE(0，-F，F)    (19)ΔE(0，F,-F)    (20)ΔE(0，-F，-F)    (21)ΔE(F，0，F)    (22)ΔE(F，0，-F)    (23)ΔE(-F，0，F)    (24)ΔE(-F，0，-F) (31)ΔE(F，F，F) (32)ΔE(σF，F，F) (33)ΔE(F，σF，F) (34)ΔE(F，F，σF)

βiii=3(σ3-σ)F3{σ3[ΔE(Fi)-ΔE(-Fi)]-[ΔE(σFi)-ΔE(-σFi)]}---(2)]]>

βiii=12F3{2ΔE(Fj)-2ΔE(-Fj)-ΔE(Fi,Fj)-ΔE(-Fi,Fj)---(3)]]>

+ΔE(Fi,-Fj)-ΔE(-Fi,-Fj)}]]>

βijk=1(σ-σ2)F3{(2σ+σ2-2)[ΔE(F,0,0)+ΔE(0,F,0)+ΔE(0,0,F)]]]>

-[ΔE(σF,0,0)+ΔE(0,σF,0)+ΔE(0,0,σF)]]]>

-(σ2+2σ-1)[ΔE(F,F,0)+ΔE(0,F,F)+ΔE(F,0,F)]---(4)]]>

+[ΔE(σF,F,0)+ΔE(0,σF,F)+ΔE(F,0,σF)+ΔE(F,σF,0)]]]>

+[ΔE(0,F,σF)+ΔE(σF,0,F)+(σ2+2σ)ΔE(F,F,F)]]]>

-[ΔE(σF,F,F)+ΔE(F,σF,F)+Δ&Egr;(F,F,σF)]}]]>

其中i，j，k＝x，y，z(i≠j≠k)，β_iii表示三个分量β_xxx、β_yyy和β_zzz，β_iij表示六个分量β_xyy，β_xzz，β_yxx，β_yzz，β_zxx，β_zyy，β_ijk表示一个分量β_xyz；能量差ΔE为表1中的定义，ΔE(F_i)根据下标i的不同对应表1中不同ΔE；比如ΔE(F_x)对应表1中的(1)项，即ΔE(F，0，0)，而ΔE(F_y)对应表1中的(5)项，即ΔE(0，F，0)，其他情形依此类推；σ为场辅值系数，(σ∈(-1，1)，σ≠0)。