帮我复现一下图3.27,用mathematica
时间: 2025-01-05 21:37:17 浏览: 6
要使用Mathematica复现图3.27(共线(OPA)非线性(BBO)晶体相位匹配角的计算结果),我们需要按照文档中给出的相位匹配角的计算公式来进行编程。以下是详细的步骤和代码:
### 步骤
1. **定义常数**:包括BBO晶体的折射率参数。
2. **定义相位匹配角的计算公式**:根据文档中的公式 (3.33) 和 (3.36)。
3. **绘制图形**:使用 `Plot` 函数绘制相位匹配角随信号光波长的变化曲线。
### Mathematica 代码
```mathematica
(* 定义常数 *)
λp = 800*10^-9; (* 泵浦光波长, 单位: 米 *)
no = 1.644; (* 普通光折射率 *)
ne = 1.549; (* 非普通光折射率 *)
(* I 类相位匹配角的计算公式 *)
θ1[w_] := ArcSin[Sqrt[(λp*no - λs*w)/(λp*no - no*w)]]
(* II 类相位匹配角的计算公式 *)
θ2[w_] := ArcSin[Sqrt[((λp*no)^2 - (λs*w)^2)/((λp*no)^2 - (no*w)^2)]]
(* 波长范围 *)
λsRange = {1.1*10^-6, 1.6*10^-6}; (* I 类相位匹配波长范围, 单位: 米 *)
λsRangeII = {1.1*10^-6, 2.9*10^-6}; (* II 类相位匹配波长范围, 单位: 米 *)
(* 绘制 I 类相位匹配角 *)
plot1 = Plot[
θ1[w]*180/Pi, {w, λsRange[[1]], λsRange[[2]]},
PlotStyle -> Blue,
PlotLabel -> "I 类相位匹配",
AxesLabel -> {"信号光波长 (μm)", "相位匹配角 (°)"},
PlotRange -> All
];
(* 绘制 II 类相位匹配角 *)
plot2 = Plot[
θ2[w]*180/Pi, {w, λsRangeII[[1]], λsRangeII[[2]]},
PlotStyle -> Red,
PlotLabel -> "II 类相位匹配",
AxesLabel -> {"信号光波长 (μm)", "相位匹配角 (°)"},
PlotRange -> All
];
(* 显示图形 *)
GraphicsRow[{plot1, plot2}, ImageSize -> Large]
```
### 解释
1. **常数定义**:我们定义了泵浦光波长 `λp` 和BBO晶体的普通光折射率 `no` 与非普通光折射率 `ne`。
2. **相位匹配角公式**:根据文档中的公式 (3.33) 和 (3.36),定义了 I 类和 II 类相位匹配角的计算函数 `θ1` 和 `θ2`。
3. **波长范围**:定义了 I 类和 II 类相位匹配的信号光波长范围。
4. **绘图**:使用 `Plot` 函数分别绘制 I 类和 II 类相位匹配角随信号光波长的变化曲线,并使用 `GraphicsRow` 函数将两个图形并排显示。
运行上述代码后,你应该能够看到类似于图3.27的相位匹配角随信号光波长的变化曲线。你可以根据需要进一步调整图形的样式和标签。
阅读全文