异质微环谐振腔双稳态及全光存储器应用

提出了一种基于异质集成波导的微环谐振腔,对其双稳态现象进行了研究分析,并将其应用于全光存储功能的实现。异质集成波导具有超高的克尔非线性效应,不受热光效应和载流子响应的限制,在超快克尔非线性效应的支持下,该结构具有快速全光切换的能力。设计了一个高品质因子Q=77565的微环谐振腔,用耦合模式理论模拟了其双稳态现象。在峰值功率为474 fJ,宽度为20 ps的脉冲激励下,该微环谐振腔很好地实现了全光存储功能,并通过波分复用的串联微环结构展示了波长可寻址的四位光存储器。研究了基于超高克尔非线性效应的双稳态现象,为实现超快切换速度提供了可能性,在光存储、光开关、人工智能研究等方面具有一定的参考价值。

稀土离子过量掺杂TSAG及YAG/TSAG复合结构透明陶瓷的制备与性能研究

本文研究了Nd^(3+)、Ho^(3+)、Dy^(3+)和Ce^(3+)稀土离子过量掺杂对TSAG陶瓷制备及相关性能的影响,结果表明:稀土离子过量掺杂对TSAG陶瓷的微观缺陷和透过率产生了一定的影响,晶粒表面存在非二次相的少量细小颗粒,从而导致陶瓷样品透过率下降。在相同测试波长下,稀土离子过量掺杂TSAG陶瓷的Verdet常数优于纯相TSAG陶瓷。此外,本文还探索了YAG/TSAG基双层复合结构陶瓷,成功制备了YAG/TSAG及YAG/2.0%Ce∶TSAG双层复合结构陶瓷,双层结构接触面形成了亚微米级厚度的过渡层,YAG/TSAG陶瓷在波长1064 nm处的透过率达到71.0%,YAG/TSAG基复合陶瓷的成功制备,拓宽了TSAG材料在高功率激光器上的应用前景。

1GHz,48.8fs高重复频率掺镱光纤飞秒激光器研究

GHz基本重复频率光纤超短脉冲激光器由于具有宽光谱,窄脉宽等优势,在高速光刻,高端制造,天文探测,太赫兹检测,精密仪器等领域应用广泛。然而在实现1GHz以上基本重复频率锁模的前提下,如何输出脉冲宽度在50fs以下的超短脉冲是当前科学研究的难点。文章以实现更宽光谱,更窄脉宽的GHz重复频率光纤超短脉冲激光器为目标,通过非线性偏振旋转锁模(NPR)技术,利用波分复用光纤准直器(WDM-Collimator)缩短激光谐振腔长度,最终实现了48.8fs脉冲宽度的1GHz基本重复频率光纤激光器。该脉冲宽度是当前国际上1μm波段GHz基本重复频率光纤激光器的最窄直接输出脉冲宽度。最后对激光器集成形成样机,并有效降低制造成本,提升了系统稳定性。该激光样机可满足天文光梳、卫星导航等领域空间尺寸的需求,有望推动高重复频率光纤超短脉冲激光器工业化、商业化发展。

纤锌矿结构砷化镓纳米线中的深能级缺陷研究

深能级缺陷是造成纤锌矿结构砷化镓纳米线中持续光电导效应的主要原因。采用基于高斯分布的缺陷复合动力学方程分析了纤锌矿结构砷化镓纳米线的光电导衰减曲线,得到平均载流子捕获势垒为60.2 meV。通过分析光照下光电导瞬态行为,提出了基于缺陷光电离模型来提取特定缺陷能级水平特征的方法。通过拟合纤锌矿结构砷化镓纳米线的光离化谱,得到了0.69 eV的光电离能。光离化能和热捕获能之间的较大能量差异意味着缺陷与晶格有强耦合作用,这与闪锌矿结构砷化镓中EL2中心的行为相似。

沿光轴通光的LiNbO_3的横向电光调制特性

为了克服现有电光器件的缺陷,选取晶体生长工艺成熟、价格低廉、折射率及电光系数较大的LiNbO3作为电光晶体材料,研究了沿其光轴方向通光的横向电光效应。加工制作了x切、(xzl)45°切和y切3种不同切型的横向电光调制器,并对他们的调制性能做了实验分析。研究结果表明,沿LiNbO3光轴方向通光的横向电光调制有相同的电光参量,折射率感应主轴的位置与电场方向有关;3种不同切型的横向体电光调制器的零场泄露均很小,静态消光比均优于1 000∶1,半波电压实测值与理论值的相对误差不超过1.7%;相同调制电压下,它们的调制深度相同,且调制性能稳定。该项研究可为该类电光调制器件的设计和应用提供参考,拓展它们在光通信和光学测量领域的应用。

磁光调制的模拟与特性分析

目的对正弦波、三角波、锯齿波和方波磁光调制的调制特性进行分析。方法结合利萨如图形法对磁光调制进行计算机模拟。结果根据模拟得到的输出波形和利萨如图形,分析了这4种磁光调制的有关特性。结论方波磁光调制具有较大的应用潜力。

利用电光效应实现方位信息传递的理论与误差分析

本文设计了一种利用晶体的线性电光效应获取发射和接收两部分装置间相对转动的方位信息的光学系统。推导了出射的o光和e光的强度差与发射、接收两部分相对转角之间的关系,并对可能出现的误差进行了分析。

正弦波与方波磁光调制的比较分析

基于正弦波磁光调制原理,同时利用利萨如图形方法,对正弦波磁光调制和方波磁光调制进行了计算机模拟.模拟结果表明,正弦波磁光调制具有磁光调制原理所描述的基本特性,并且其偏振角度检测准确度可达到0.001°;而方波磁光调制具有更好的应用特性,不存在波形失真问题,其θr0取值不受小角度条件的限制,其偏振角度检测准确度可高于0.001°.对两种磁光调制进行的时比性实验研究,进一步支持了以上结论,表明方波磁光调制无论用于信号调制或用于偏振角度检测都具有独特的优势.另外,在实验中发现了两种磁光调制的限幅效应,并时其形成的原因进行了初步分析.

磁场中强耦合表面极化子的性质

本文研究磁场中强耦合表面极化子的性质，采用线性组合算符法导出表面极化子的基态能量和振动频率．对ＡｇＣｌ和ＫＣｌ晶体进行了数值计算。结果表明，磁场中强耦合表面极化子的振动频率随磁场的增加而增大，基态能量随磁场的增加而减少．

基于P-OTDR分布式光纤传感中信息提取的研究

在介绍了P＿OTDR分布式传感基本原理的基础上,深入研究了从测得的背向散射信号中提取出偏振态演化信息的方法.通过数字平均和解卷积提高了信号的信噪比和系统分辨率,为P＿OTDR分布式光纤传感系统的实用化提供了一定的基础.

电光晶体研究进展

电光效应就是晶体折射率随外加电场而发生变化的现象。这种效应在光调制领域中有广泛的应用,可以制作激光器件,如高速电光开关、电光偏转器等。介绍了电光晶体的类型,以及电光晶体的研究现状和发展趋势。比较详细地介绍了偏硼酸钡晶体(1985年由我国科学家发现的第一个"中国牌"晶体)、磷酸钛氧钾和磷酸钛氧铷晶体、硅酸镓镧晶体等的特性和应用。最后提出了有关电光晶体研究的建议和展望,指出,必须从理论和实际两个方面来开展对电光晶体的研究,争取有所突破。

电光调制晶体半波电压倍频测量方法的讨论

在电光调制晶体的半波电压倍频法测量中,基于晶体电光效应分析了不同偏压下输出信号与调制信号之间的线性与倍频关系,并利用计算机模拟分析了调制信号的调制幅度对倍频信号的影响,分析结果表明倍频信号受高阶谐波分量的干扰产生波形畸变,不利于晶体半波电压的倍频法测量。提出利用李萨如图形的对称性来确定电光调制的倍频位置,克服了调制幅度波形畸变问题的干扰。通过对半波电压不同测量方法的实验测量和对比分析,说明该方法可操作性好,测量精确度也比直接观察倍频信号输出波形要高。

法拉第磁光效应在可视化涡流检测中的应用

为了实现对亚表面下细小缺陷的检测，采用了法拉第磁光效应和电涡流效应相结合的方法。用间歇式脉冲信号去激励线圈，使靠近该线圈的受检金属试件中产生涡流效应，磁光薄膜在该涡流磁场的作用下产生磁光效应，使经过的线偏振光的偏振方向发生偏转，包含了缺陷信息的光线经偏振分光镜反射后可以被CCD接收，从而就可以检测到亚表面下细小缺陷。试验结果表明，磁光涡流显微成像方法是一种现实、可行的无损检测方法。

关于光泵磁共振实验中三角波扫场信号的讨论

通过对三角波扫场信号产生的分析 ,对其在光泵磁共振实验中的作用作了具体的解释 .

法拉第效应一体化教学实验装置的研制

本文介绍法拉第效应一体化实验装置,集成了实验需要的分立装置,并对其结构功能进行优化组合,既保证主要参数性能,又缩小体积,精简次要操作步骤.做到测量准确、操作清晰快捷,降低了实验装置成本.

光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性

根据单轴晶体的双折射和双反射性质,通过数值计算研究了光轴在入射面内并与晶体界面成任意角时光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性.结果表明,光轴取向对相位变化有较大影响,光从光疏各向同性介质射入单轴晶体时,光轴方向改变反射光p分量的相位突变点,但对折射光p分量相位无影响.光从光密各向同性介质射入单轴晶体未发生全反射时,光轴方向同时影响p分量反射光和折射光的相位突变;发生全反射后,光轴方向影响反射光p分量的相位变化曲线.从单轴晶体出射到光疏各向同性介质未发生全反射时,光轴方向改变反射光p分量的相位跃变规律,折射光p分量在光轴方向和晶面成小角度时在布儒斯特角附近发生相位突变;发生全反射后,反射光p分量的相位变化曲线随光轴方向的改变发生较大变化.

非线性光子晶体的单向透射性

利用非线性时域有限差分方法(FDTD)对光从某些一维缺陷层掺杂克尔非线性介质的四分之一波长光子晶体的正反两个不同方向入射时对应的一般透射特性进行了数值分析.计算表明:一定频率范围及一定光强范围的光从非线性光子晶体的正向入射时,透射率是其从非线性光子晶体相反方向入射时的数倍,具有单向透射性,表现为全光二极管的行为.进一步对交替介质层由空气和金红石(Ti O2)组成而非线性缺陷层由聚合物(polydiacetykene 9-BCMU)组成的光子晶体模型的透射特性进行了数值分析.在某一频率和强度附近,该模型的正向透射率是反向的6倍左右,表明其可作为一种全光二极管使用.

磁光晶体磁致偏振特性测试实验系统

搭建了磁光晶体的磁致偏振特性测试系统 ,此系统可在连续可调磁场下 (0～ 1 .5T)对磁光晶体的磁致偏振特性进行测试 .本文给出了改进实验系统的方法 。

基于ABCD矩阵的Z-扫描理论

基于光学系统对傍轴激光束的传输与变换技术—ABCD定理,以非线性相移为研究对象,采用表征高斯光束特征的q参量在光束无像散近似假设下,分析了Z-扫描测量方法的理论基础,得到了表达简单的解析理论公式.在非线性相移|ΔΦ0| <πrad时,所得模拟结果可以很好地与已知理论结果相吻合.对CS2和纳米碳管乙醇溶液的非线性测量及数据的拟合,证明了用此结论进行数据分析的简洁性和优越性.

基于双面金属波导的纳米磁流体磁调制

设计了一种双面金属包覆波导,其中作为样品室的导波层厚度达到毫米量级.在波导腔体中注入浓度为0.15%的水基四氧化三铁纳米磁流体,采用波长为860 nm的红外激光束小角度(小于5°)入射到该波导金属耦合层上,以激发波导中的超高阶导模,使纳米磁流体处于光波导的振荡场中.根据超高阶导模的高灵敏特性,对磁流体施加10 mT的调制磁场,检测到纳米磁流体的磁光信号上升和下降时间为2 ms.