非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法
专利汇可以提供非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种非线性光学材料 电子 束辐照下非线性系数的计算方法，包含如下步骤：(1)根据实际的高速电子束流辐照条件(射线 能量 、束流强度和粒子速度)，计算出对应的辐照 电场 ；(2)用 量子计算 软件 Gaussian读入被辐照的非线性材料分子结构，选用计算辐照电场作用下分子体系(或离子基团)加场能量的量子 力 学方法；(3)依据步骤(2)中选择的量子计算方法计算34种外场情形下分子体系(或离子基团)加场能量差集；(4)计算出二阶非线性系数。该方法充分考虑非线性材料自身特点，采用 量子力学 手段计算材料的分子体系与电子束辐照所致电场之间的相互作用时的非线性系数，计算 精度 大大提高，同时可以适时的计算非线性材料在受电子束辐照时的非线性系数，具有很大的灵活性。，下面是非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法专利的具体信息内容。
1.一种非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)根据实际的高速电子束流辐照条件，计算出对应的辐照电场E，
其中：εm为射线能量，m0为电子静止质量，ε0为真空介电常数，c为光速，I为电子束流强度，v为运动速度，r为场强观察点距离束流中心的垂直距离；
(2)根据被辐照的非线性材料分子结构，选用计算辐照电场作用下分子体系或离子基团加场能量的量子力学方法；
(3)依据步骤(2)中选择的量子计算方法计算表1中34种外场情形下分子体系或离子基团加场能量差集ΔE，ΔE＝E(Fi，Fj，Fk)-E0，E0＝E(0，0，0)是未受外加电场作用的基态能量；
(4)利用以下公式(2)～(4)式计算出二阶非线性系数β：
表1
ΔE(Fi) ΔE(Fi，Fj) ΔE(Fi，Fj，Fk)
(1)ΔE(F，0，0) (13)ΔE(F，F，0) (31)ΔE(F，F，F)
(2)ΔE(-F，0，0) (14)ΔE(-F，F，0) (32)ΔE(σF，F，F)
(3)ΔE(σF，0，0) (15)ΔE(F，-F，0) (33)ΔE(F，σF，F)
(4)ΔE(-σF，0，0) (16)ΔE(-F，-F，0) (34)ΔE(F，F，σF)
(5)ΔE(0，F，0) (17)ΔE(0，F，F)
(6)ΔE(0，-F，0) (18)ΔE(0，-F，F)
(7)ΔE(0，σF，0) (19)ΔE(0，F，-F)
(8)ΔE(0，-σF，0) (20)ΔE(0，-F，-F)
(9)ΔE(0，0，F) (21)ΔE(F，0，F)
(10)ΔE(0，0，-F) (22)ΔE(F，0，-F)
(11)ΔE(0，0，σF，) (23)ΔE(-F，0，F)
(12)ΔE(0，0，-σF) (24)ΔE(-F，0，-F)
(25)ΔE(σF，F，0)
(26)Δ(F，σF，0)
(27)ΔE(0，σF，F)
(28)ΔE(0，F，σF)
(29)ΔF(F，0，σF)
(30)ΔE(σF，0，F)
其中i、j、k可分别取x、y、z，但i≠j≠k，βiii表示三个分量βxxx、βyyy和βzzz，βiij表示六个分量βxyy，βxzz，βyxx，βyzz，βzxx，βzyy，βijk表示一个分量βxyz；能量差ΔE为表
1中的定义，F表示场分量主值，σF为辅值，σ为场辅值系数，σ∈(-1，1)，σ≠0。
2.根据权利要求1所述的非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法，其特征在于：所述步骤(2)中选用计算辐照电场作用下分子体系或离子基团加场能量的量子力学方法的原则为：依据材料分子或离子基团所带的净电荷数及自旋多重度选择开壳层算法或闭壳层算法或限制开壳层算法；依据构成分子的具体元素选择量子计算基组；依据计算精度和计算时间要求选择Hartree-Fock水平从头算HF或密度泛函计算DFT或MC-SCF法。
3.根据权利要求1所述的非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法，其中特征在于：所述步骤(3)中外场选取采用分量循环对称方法，选定辐照电场F为主值，σF为辅值σ∈(-1，1)，σ≠0，循环取±F，±σF得出34个能量差集。
非线性光学材料电子束辐照下非线性系数的计算方法
技术领域
背景技术
生的带电粒子对材料或者电子元件的损伤问题，已进行很多重要研究并应用到了航天器的
辐照防护中。然而对于非线性光学材料而言，目前主要都还是应用在民用方面，在现有的军
事和航天领域中几乎没有应用，对其辐照损伤机理也几乎没有研究。随着航天和军事科技
的发展，激光光电系统在上述领域的应用正在逐步展开，在现有的关于材料电子束辐照下
非线性系数的计算中主要考虑的是材料受辐照后的热-力学效应导致的各种结构性质的
变化，这种方法对于电子元件和无源光学器件而言是有效的，对非线性光学材料而言并不
合适。如果非线性光学材料还采用上述方法，则造成计算精度降低。
发明内容
量子力学手段计算材料的分子体系与电子束辐照所致电场之间的相互作用时的非线性系
数，计算精度大大提高，同时可以适时的计算非线性材料在受电子束辐照时的非线性系数，
具有很大的灵活性。
态能量；表1中F表示场分量主值，σF为辅值，σ为场辅值系数，(σ∈(-1，1)，σ≠0)，
ΔE(Fi)表示仅有一个场分量主值时对应的加场能量差，ΔE(Fi，Fj)表示有两个场分量主值
但第三分量为零时对应的加场能量差，ΔE(Fi，Fj，Fk)表示三个场分量均不为零时对应的加
场能量差，为便于描述和引用，分别编号为(1)～(34)；
Fk)
(1)ΔE(F，0，0) (2)ΔE(-F，0，0) (3) (13)ΔE(F，F，0) (14)ΔE(-F，F，0) (15)ΔE(F，-F，0) (16) (31)ΔE(F，ΔE(σF，0，0) (4)ΔE(-σF，0，0) (5)ΔE(-F，-F，0) (17)ΔE(0，F，F) (18)ΔE(0，-F，F) (19)ΔE(0，F，-F) F，F) (32)ΔE(0，F，0) (6)ΔE(0，-F，0) (7)ΔE(0，(20)ΔE(0，-F，-F) (21)ΔE(F，0，F) (22)ΔE(F，0，-F) (23)ΔE(-F，ΔE(σF，F，F) σF，0) (8)ΔE(0，-σF，0) (9)Δ(0，0，F) 0，F) (24)ΔE(-F，0，-F) (25)ΔE(σF，F，0) (26)ΔE(F，σF，0) (33)ΔE(F，(10)Δ(0，0，-F) (11)ΔE(0，0，σF，) (12)(27)ΔE(0，σF，F) (28)ΔE(0，F，σF) (29)ΔE(F，0，σF) (30)σF,F) (34)ΔE(0，0，-σF) ΔE(σF，0，F) ΔE(F，F，σF)
ΔE为表1中的定义，ΔE(Fi)根据下标i的不同对应表1中不同ΔE；比如ΔE(Fx)对应表
1中的(1)项，即ΔE(F，0，0)，而ΔE(Fy)对应表1中的(5)项，即ΔE(0，F，0)，其他情形依
次类推；σ为场辅值系数，(σ∈(-1，1)，σ≠0)。
法或闭壳层算法或限制开壳层算法；依据构成分子的具体元素选择量子计算基组；依据计
算精度和计算时间要求选择Hartree-Fock水平从头算HF或密度泛函计算DFT或MC-SCF
法。
作用时的非线性系数，与现有方法相比，计算精度大大提高；
具体实施方式
2+
体分子体系的加场能量集时阳离子(Ba )的影响可以忽略，只需计算其中的阴离子基团
3- 3-
(B3O6) 的加场能量集。BBO晶体的阴离子基团(B3O6) 所带的净电荷数为3，自旋多重度为
3-
2，选用开壳层算法；组成阴离子基团(B3O6) 的元素为B和O，可供选择的基组为STO-3G基
组或6-21G基组或LANL2DZ基组；依据计算精度和计算时间要求选择Hartree-Fock水平从
头算(HF)或密度泛函理论(DFT)或MC-SCF法；
形下BBO晶体阴离子基团(B3O6) 的加场能量差集ΔE＝E(Fi，Fj，Fk)-E0，E0＝E(0，0，0)是
未受外加电场作用的基态能量；外场选取采用分量循环对称方案，选定辐照电场F为主值，
σF为辅值(σ∈(-1，1)，σ≠0)，循环取±F，±σF得出34个能量差集；
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