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Third-Order Nonlinearity

Definition / 定义

third-order nonlinearity(三阶非线性):指材料或系统的响应与外加场(如电场、光场)之间的关系中,出现与场强的三次方成正比的非线性项。常见于非线性光学与电磁学中,对应三阶极化率 χ^(3),会导致如克尔效应(Kerr effect)自相位调制(SPM)四波混频(FWM)等现象。
(注:非线性还可有二阶、四阶等;三阶在许多中心对称介质中尤其重要。)

Pronunciation / 发音

/ˌθɜːrd ˈɔːrdər ˌnɒnˌlɪniˈærəti/

Examples / 例句

Third-order nonlinearity can change a light beam’s phase as its intensity increases.
三阶非线性会随着光强增加而改变光束的相位。

In silica optical fiber, third-order nonlinearity (χ^(3)) enables four-wave mixing, which can create new frequencies and interfere with communication signals.
在石英光纤中,三阶非线性(χ^(3))会产生四波混频,从而生成新的频率,并可能干扰通信信号。

Etymology / 词源

该术语由两部分构成:third-order(“三阶的/三次项的”)源自数学与物理中的“阶数/幂次”概念;nonlinearity(“非线性”)来自 *non-*(否定前缀)+ linear(线性的)+ -ity(名词后缀)。在物理学里,“三阶非线性”通常对应把响应量展开为幂级数时的三次项,在光学中常写作 **χ^(3)**。

Related Words / 相关词

Literary Works / 文学作品

  • Robert W. Boyd, Nonlinear Optics(系统讲解 χ^(3) 与三阶非线性效应)
  • Govind P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics(大量讨论光纤中的三阶非线性、SPM/XPM/FWM)
  • Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics(经典教材,涵盖三阶过程与相关理论)
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