準相位匹配

準相位匹配（Quasi-phase-matching）是非線性光學頻率轉換的一種重要技術，其思想最早由J. Armstrong等人於1962年提出，V. Berger於1998年將它推廣到二維結構，並提出非線性光子晶體的概念。非線性頻率轉化中要求動量守恆，在普通非線性晶體中由於色散的存在較難實現，特別是同時多個非線性相互作用的，而非線性週期性結構提供的倒格矢則能較容易地實現相位匹配。通過在非線性介質中構造週期性的結構（非線性光子晶體），它能有效的實現非線性頻率轉化。相對通常的完美相位匹配（温度匹配，角度匹配），這種方法稱為準相位匹配，它能更容易利用較大的非線性係數。因此，現在這種技術已廣泛應用於非線性光學領域，並且實現了一些普通晶體中難以做到的現象。

準相位匹配需要在非線性光子晶體中實現，在非線性光學發展初期，這種技術主要停留在理論階段。20世紀90年代，隨着非線性晶體生長和極化技術的提高，非線性光子晶體的製作得到極大發展。1993年，Yamada等人首次利用電極化反轉的方法制作出光學超晶格；1995年，M. Fejer等人制作出大塊週期性極化鈮酸鋰（periodically poled lithium niobate, PPLN）; 1997年，閔乃本等人（N.B. Minget al.）製作出準週期極化光學超晶格，並用首次利用單束光單塊晶體實現了三倍頻綠光的產生；1999年，N. Broderick等人制作出第一個二維非線性光子晶體，並驗證了非線性布拉格衍射。現在，非線性光子晶體中的準相位匹配技術已廣泛應用於二次，三次和高次諧波的產生，波長轉換，參量轉換等過程。 ^[1] 

非線性光學主要用來研究非線性的光學現象和理論。

介質產生的極化強度決定於入射光的電場強度，其作用可用多項式展開成多階形式.在通常的弱光條件下，高階項因為係數很小而可以忽略，此時可近似看成一種線性關係。但是在強激光場作用下（通常在10⁸V/m左右，由激光脈衝提供），極化強度的高階項強度不可被忽略，非線性作用出現，從而可以實現光和光之間的相互作用。入射光的強度越高，高階非線性效應越明顯。非線性光學直到激光出現後，人們對二次諧波產生的發現才發展起來。

非線性光學包括光學倍頻、混頻、參量振盪、克爾效應、光孤子等現象。利用強度極高的飛秒激光可以產生高達上百倍的倍頻效應，可以用來產生深紫外光和軟 X 射線。常用於產生非線性效應的物質有鈮酸鋰、鉭酸鋰、磷酸氧鈦鉀（KTP）、磷酸二氫鉀（KDP）、偏硼酸鋇（BBO）等晶體（具有高的2階非線性係數）及稀有氣體（主要用於產生高階非線性效應）。光參量振盪（OPO）是目前產生大範圍連續可調波長(波長從紅外到可見光甚至紫外光)激光的唯一方法。 ^[1] 

在物理學中，布拉格定律給出晶格的相干及不相干散射角度。當X射線入射於原子時，跟任何電磁波一樣，它們會使電子雲移動。電荷的運動把波動以同樣的頻率再發射出去（會因其他各種效應而變得有點模糊）；這種現象叫瑞利散射（或彈性散射）。散射出來的波可以再相互散射，但這種進級散射在這裏是可以忽略的。當中子波與原子核或不成對電子的相干自旋進行相互作用時，會發生一種與上述電磁波相近的過程。這些被重新發射出來的波來相互干涉，可能是相長的，也可能是相消的（重疊的波某程度上會加起來產生更強的波峯，或相互消抵），在探測器或底片上產生衍射圖樣。而所產生的波干涉圖樣就是衍射分析的基本部分。這種解析叫布拉格衍射。

布拉格衍射（又稱X射線衍射的布拉格形式），最早由威廉·勞倫斯·布拉格及威廉·亨利·布拉格於1913年提出，他們早前發現了固體在反射X射線後產生的晶體線（與其他物態不同，例如液體），而這項定律正好解釋了這樣一種效應。他們發現，這些晶體在特定的波長及入射角時，反射出來的輻射會形成集中的波峯（叫布拉格尖峯）。布拉格衍射這個概念同樣適用於中子衍射及電子衍射。中子及X射線的波長都於原子間距離(~150pm)相若，因此它們很適合在這種長度作“探針”之用。 ^[1]