本实验的目的是观察非线性效应，即二阶非线性晶体中的二次谐波产生。二次谐波产生（也称为倍频或缩写为 SHG）是一种非线性光学过程，其中与非线性材料相互作用的相同频率的光子被有效地“组合”以产生具有两倍能量的新光子，因此频率是初始光子的两倍，波长是初始光子的一半。由于非线性原子极化，晶体可以发射除吸收之外的不同频率的光。为了看到原子极化的二阶效应，即导致入射光频率加倍，入射光必须是强烈且相干的光源，例如激光。磷酸二氢钾 (KDP)、尿素等是表现出非线性极化特性的晶体。当光照射到晶体时，它会激发原子偶极子。在经典光学中，假设原子的这种极化与入射光的电场幅度成线性关系。实际上，这种极化是一种非线性现象，但非线性成分仅在高强度下才会显现。

可做实验：
磷酸二氢钾 (KDP) 晶体生长
光的二次谐波产生 – 尿素和 KDP 晶体中的倍频
使用CCD光谱仪比较尿素和KDP晶体的SHG效率

在这个实验中，用红外激光探测非中心对称晶体以产生可见光。这个实验表明，尿素和实验室生长的 KDP 晶体可以实现倍频。使用高功率红外激光，我们可以看到晶体中的倍频。使用标准技术计算每个晶体的发射效率。

Raycus RFL P30Q 激光器
平均输出功率：30W
中心波长：1064nm
输出光束直径 ：7±1mm
脉冲宽度 (ns): 90 – 130
功率范围 %: 10 – 100
电源: 24V DC
单脉冲能量: 0.5 mJ Maximum
工作温度 : 0 – 400C

用于固定激光样品和光谱仪的机械组件
波长范围: 320 – 900 nm
分辨率: 0.9 nm
光学平台: concave grating
有效光谱范围 : 200 – 1050 nm
探测器: Toshiba linear CCD
像素大小: 8 x 200 μm
像素数: 3648
软件: Spectra Analyte V2.26
PC 接口: USB 2.0