光學(xué)是研究光的產(chǎn)生和傳播、光的本性、光與物質(zhì)相互作用的科學(xué)。光學(xué)作為一門誕生340余年的古老科學(xué)，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程，它的發(fā)展也表征著人類社會(huì)的文明進(jìn)程。20世紀(jì)以前的光學(xué)，以經(jīng)典光學(xué)為標(biāo)志，為光學(xué)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ);20世紀(jì)的光學(xué)，以近代光學(xué)為標(biāo)志取得了重要進(jìn)展，推動(dòng)了激光、全息、光纖、光記錄、光存儲(chǔ)、光顯示等技術(shù)的出現(xiàn)，走過輝煌的百年歷程;展望21世紀(jì)的現(xiàn)代光學(xué)，將邁進(jìn)光子時(shí)代，光子學(xué)已不僅僅是物理學(xué)的學(xué)術(shù)上的突破，它的理論及其光子技術(shù)正在或已經(jīng)成為現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)的主角，光子學(xué)的發(fā)展和光子技術(shù)的廣泛應(yīng)用將對(duì)人類生活產(chǎn)生巨大影響。

1.現(xiàn)代光學(xué)的誕生和發(fā)展

20世紀(jì)60年代激光器的發(fā)明帶來了一場(chǎng)新的光學(xué)革命，促進(jìn)了光學(xué)與光電子學(xué)相結(jié)合，也標(biāo)志著現(xiàn)代光學(xué)的誕生。此后，光學(xué)開始進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期，成為現(xiàn)代物理學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿的重要組成部分。

非線性光學(xué)(也叫強(qiáng)光光學(xué))是現(xiàn)代光學(xué)的重要組成部分，是系統(tǒng)地研究光與物質(zhì)的非線性相互作用的一門分支學(xué)科。激光問世之前，基本上是研究弱光束在介質(zhì)中的傳播，確定介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的折射率或極化率是與光強(qiáng)無關(guān)的常量，介質(zhì)的極化強(qiáng)度與光波的電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，光波疊加時(shí)遵守線性疊加原理。在上述條件下研究光學(xué)問題屬于線性光學(xué)范疇。而對(duì)很強(qiáng)的激光，例如當(dāng)光波的電場(chǎng)強(qiáng)度可與原子內(nèi)部的庫侖場(chǎng)相比擬時(shí)，光與介質(zhì)的相互作用將產(chǎn)生非線性效應(yīng)，反映介質(zhì)性質(zhì)的物理量(如極化強(qiáng)度等)不僅與場(chǎng)強(qiáng)E的一次方有關(guān)，而且還決定于E的更高冪次項(xiàng)，從而出現(xiàn)在線性光學(xué)中不明顯的許多新現(xiàn)象。非線性光學(xué)主要涉及二階、三階非線性光學(xué)效應(yīng)，在激光技術(shù)、信息和圖像的處理與存儲(chǔ)、光計(jì)算、光通信等方面有著重要的應(yīng)用。

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