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石英玻璃因其优越的光学性能及丰富的资源，已成为光纤通信、激光技术等领域的重要材料，但其二阶非线性效应为零限制了其在非线性材料领域的运用。石英玻璃的热极化是让石英玻璃内部产生等效二阶非线性效应的有效途径，通过研究石英玻璃的热极化机理，可以指导实验获得具有更大更稳定二阶非线性效应的石英玻璃，将对石英玻璃在非线性材料领域的应用有着重要的意义。 本论文的主要工作有三部分。一是研究和探讨了石英玻璃热极化的阈值电压、阈值温度、阈值时间等对极化的影响;二是通过材料表面过渡区性质的讨论得到氢离子注入的边界条件，以此边界条件结合连续性方程和泊松方程构建了石英玻璃热极化的模型;三是通过对几种石英玻璃材料热极化实验结果及模拟结果的对比验证了模型的正确性。对比分析发现，单一的提高极化电压或钠离子的掺杂浓度对二阶非线性系数的提高是有限的，得出了氢离子开始大量注入的大概时间，材料表面过渡区厚度对热极化后石英玻璃内建电场的分布形式有着重要的影响。热极化时材料内部离子的纠缠效应能够让极化更快达到稳定。