8、产生自聚焦的条件是什么？它对物质和光波本身产生了什么影响？
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光波的作用有所改变。 通过三阶非线性极化效应, 将产生与频率为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(?)?6?0?(?,??,???)?E(?)E(??)E(??)样品探测光(3)(3)?起偏器冲脉光激检偏器如图所示是光克尔效应开关。这种开关的速度取决于样品对激光场的响应时间，一般很短，可达Ps。
上述的光克尔效应中，光波的频率ω与产生效应的光波频率ω’不相同，实际上，一束强的光波本身就能起到产生该效应的光波作用。
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。
如果△n是正值，由于光束中心部分的光强较强，则中心部分的折射率变化较边缘部分的变化大，因此，光束在中心比边缘的传播速度慢，结果是戒指中传播的光束波面越来越畸变，如图所示。这种畸变好像是光束通过正透镜一样，光线本身呈现自聚焦现象。
Zf如图是光束在非线性介质中的光线路径?（虚线为波面, 实线为光线） 对介质的影响
当一个强光场入射介质后，由于强场与介质的非线性相互作用，使得介质的折射率发生改变，即在原来的线性折射率之外又加上非线性折射率，这是光致非线性折射率现象。这种与光强有关的折射率可使光在介质中传播时产生自聚焦及自相位调制（SPM）等现象。
对光波的影响
光束在中心比边缘的传播速度慢，结果是戒指中传播的光束波面越来越畸变，这种畸变好像是光束通过正透镜一样，光线本身呈现自聚焦现象。但是，由于具有有限截面的光束还要经受衍射作用，所以只有自聚焦效应大于衍射效应时，光才表现出自聚焦现象。在许多情况下，一旦自聚焦作用开始，自聚焦效应总是强于衍射效应，因此光束自聚焦的作用一直进行着，直至由于其他非线性光学作用使其终止。使自聚焦作用终止的非线性光学作用有：受激喇曼散射、受激布里渊散射、双光子吸收和光损伤等。
9、试述CARS光谱的基本原理与用途。
CARS-相干反斯托克斯拉曼散射是一种拉曼共振增强四波混频效应。
产生条件 P(?as)?3?0?(??as;?l,?l,??s)E(?l)E(?s)入射光拍频相干地激发出一个频率是
的物质激发波，然后
(3)(3)2*该激发波同的波混频产生具有反斯托克斯频率，
。
特点：
1、可提供较强的2、3、
信号光强或宽度
具有定向性，易于分离
4、利于提高空间分辨率
CARS的谱分辨率基本上是受激光谱线线宽的限制，所以可用CARS来得到气体的高分辨率拉曼光谱，CARS的高灵敏度使得它能被用来检测气体中的痕量分子，特别是CARS已在燃烧研究中得到了应用，用作检测各种种类的时间和空间的分布和寻求种类的内能分布的工具。因为输出是相干的和高度的方向性，可用于时间、空间和谱滤波来抑制燃烧过程中产生的强的发光背景。类似的，
CARS也可用来探测在化学反应产物和它们的内能分布，和得到荧光物质的拉曼光谱。CARS能够以很好的空间和时间分辨率探测在一个封闭的有害的环境中的物质，这一点已促使人们提议用CARS来研究高温等离子体和监视激光聚变中的靶的聚爆。
10、相位复共轭为何能改善波形，有何用途？
沿z方向传播的两列波： ??1???i(?t?kz)E(r,t)?E(r)e?c.c
2
?? 1?*??i(?t?kz)Epc(r,t)?E(r)e?c.c
2
????光波E(r,t)经过一个光学系统，其输出光场是Epc(r,t)的形式，则称输出光波是输入光波
的相位共轭波。当波矢k前面取负，对应于原光波的前向相位共轭波，其传播方向与原光波方向相同，振幅为原光波振幅的复共轭，其波阵面的空间分布于原光波成镜像对称；当波矢
??1?*??i(?t?kz)原光波振幅的复共轭。 Epc(r,t)?E(r)e?c.c2
对比原光波电场与后向相位共轭波电场：
??1?*??i(?t?kz)Epc(r,t)?E(r)e?c.c2前面取正，对应于原光波的后（背）向相位共轭波，其传播方向与原光波方向相反，振幅为
所以，后向相位共轭波被称为原光波的时间的反演波。后向相位共轭波的波阵面空间分布与原光波的波阵面空间分布相同，只是传播方向与原光波相反。
结论：前向相位共轭波：传播方向相同、相位分布呈镜像对称
后向相位共轭波：传播方向相反、相位分布相同
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