二维各向异性海森伯反铁磁性的Schwinger-Boson平均场解法

运用共振价键概念和Schwinger-Boson平均场近似,研究了二维正方格子上的各向异性Heisenberg反铁磁性。结果表明,耦合率α=J_y/J_x达到临界值α_0时,系统发生有序一无序相变;α>α_0时,温度超过T_N(Nèel温度),发生有序一无序相变;α<α_0时,系统存在能隙,各向同性的一维和二维系统具有共同的失耦温度T_D。当温度接近T_D时,共振价键序参量迅速减为零。

基于太赫兹等离激元的半导体表面生化薄膜光谱检测（英文）

提出了一种利用太赫兹表面等离激元对放置在半导体表面的生化薄膜进行光谱测量的新方法.从理论上证明了半导体材料对其传输的太赫兹表面等离子体波具有较强的表面束缚性,从而提高太赫兹波与半导体表面生化薄膜之间的相互作用.通过采用太赫兹时域光谱测量系统,从实验上分别得到了洋葱表皮的太赫兹表面等离子体波和自由空间太赫兹波透射波谱.实验结果表明,当测量对象是厚度仅为自由空间太赫兹波波长约1%的单层洋葱表皮时,表面等离子体波的透射波谱与自由空间太赫兹波透射波谱相比具有更加多的特征吸收峰.

一种含时贝塞尔光束的理论性质研究

本文从理论角度提出了一种"含时贝塞尔光束"的概念.在非傍轴和非时谐条件下,直接从麦克斯韦方程出发,借鉴半贝塞尔光束的处理方法,同时引入第四维虚数坐标,由此获得了完整的"含时贝塞尔光束"的解析表达式.并从无衍射性质和时空特性两个方面对其进行了探讨和研究,发现该光束具有如下性质:符合贝塞尔光束类型的无衍射特征;在时空双曲线上强度保持不变;光波时空特性的临界条件类似于相对论中的光锥."含时贝塞尔光束"的概念为无衍射自加速光束的研究开拓了新的思路和方向.

一种新的非线性光学现象——Cascaded二级非线性光学效应

从Maxwell方程组出发 ,研究了一种新的非线性光学效应———Cascaded二级非线性现象 ,推导了依赖于光强的折射率变化———类克尔效应 ,分析了Cascaded非线性系数依赖于基波波长及波矢失配的变化规律

高稳定紧凑型内腔连续光参量振荡器

为了改善内腔连续光参量振荡器(IC-OPO)输出功率不稳定,弛豫振荡严重等问题,对ICOPO进行了改进:(1)采用热透镜补偿设计,改善模式匹配;(2)使用光阑限模,抑制高阶模振荡;(3)在腔内加入KTP晶体,利用二次谐波产生(SHG)过程的非线性损耗抑制弛豫振荡。通过改进,获得了稳定的紧凑型2.2~4.2μm的可调谐连续波中红外光源。输出功率波动标准偏差(RMS)0.52%,峰值波动范围1.8%,光束质量因子M^2=1.72,弛豫振荡得到有效抑制。当腔内不加入KTP晶体时,阈值(808 nm)仅为1.5 W。据笔者所知,该阈值为国内相关工作报道中的最低值。

利用保角变换实现环形光栅的Talbot效应

Talbot效应是一种近场自成像效应,通常只有周期光栅可以产生Talbot效应,而环形光栅无法产生.本文通过引入保角变换,发现可以在环形光栅外部设计适当的折射率渐变层介质,使得其中也能够产生严格的Talbot效应,并计算了对应的自成像半径表达式.本文利用FDTD软件分别将一个环形光栅放置在真空中以及人工设计的折射率渐变层中进行了模拟,并对二者的结果进行了比较分析,发现这种折射率渐变层介质确实对点光源入射的环形光栅的自成像情况有着很好的改善.希望这一工作能够推广Talbot效应的应用范围.

质子交换钽酸锂晶体电畴反转和居里温度关系的研究

质子交换的方法广泛地用于制造铌酸锂LiNbO_3(LN)和钽酸锂LiTaO_3(LT)光波导。这种方法操作简单,成本低且效果好。质子交换的作用是多方面的。它可以增加晶体的折射率并降低它的居里温度(Tc),与光刻技术和快速热处理相结合,它可以诱发周期性的电畴反转,这对于实现准位相匹配二次谐波发生是非常重要的。

准周期介电体超晶格

自1969年江琦(L.Esaki)和朱兆祥(R.Tsu)提出半导体超晶格概念以来,各种微结构材料的理论和实验研究工作得到了飞速发展。金属超晶格、介电体超晶格等新概念、新材料不断涌现。这些超晶格已经或正在成为微电子和光电子器件的重要基础材料。介电体超晶格以介电体为基质材料。

计算全息图再现像的光强补偿

考虑到光栅衍射因子作用会影响到计算全息图再现像时的光强分布，造成再现及其共轭像边缘暗、中央亮的情况，在物采样时，加进一反射因子，使再现光强得到了补偿。

基于局域相位匹配的特殊光束非线性模式转换

提出一种能够同时实现拉盖尔高斯光束倍频和模式转换两种功能的光学超晶格。首先,通过局域相位匹配原理设计得到了实现以上功能所需的超晶格结构函数。不同于常规的多通道周期或啁啾结构,采用局域相位匹配原理得到的是一种具有弯曲畴的超晶格结构,理论上可以减少相差并提高转换效率。其次,讨论了正反两种模式的超晶格结构,两种结构均可以实现非线性模式转换,但正向结构效果更佳。最后,对不同角向指数的拉盖尔高斯光束的模式转换过程进行数值模拟,观察转换得到的厄米高斯光束图像,验证了两种光束模式指数的关系。模拟结果表明,这样设计不仅能够实现不同特殊光束之间的相互转换,而且将倍频和模式转换两种功能集为一体,使得器件更加紧凑。该结构有望推进非线性模式转换器的研究。

准周期铁电光学超晶格多波长二次谐波的产生

准周期材料的研究是凝聚态物理学的热门课题之一．我们利用外电场室温极化技术，成功地制备了准周期ＬｉＴａＯ３超晶格，首次获得了高效、多波长的二次谐波输出．对应的基波波长分别为０９７６２，１０８４６，１２８３４，１３６５０和１５６９９μｍ．

基于光学超晶格的四波长近-中红外光参量振荡器

利用波长为1064 nm的光纤激光器作为抽运光源,采用具有双通道(极化周期分别为30μm和30.5μm)的化学计量比钽酸锂超晶格(PPSLT)晶体作为非线性工作介质,在PPSLT晶体温度为190oC时,获得了1568.4、1625.9、3078.8、3231.1 nm四波长近-中红外激光同时输出。在抽运功率为37 W,重复频率为50 k Hz时,获得了14.9 W近-中红外激光输出,四波长激光的功率分别为3.71、4.36、3.21、3.62 W。通过调节PPSLT晶体温度,可以实现可调谐输出。进一步优化光参量振荡器谐振腔,可以实现四波长相同功率输出。

二元光学元件各级光强的分布规律和衍射效率

用振幅矢量作图法研究二元位相元件各级衍射光强的分布规律．并得出了普遍的衍射效率公式，方法简便，物理图像清晰，结果普遍适用。

任意光束形状和介质厚度的Z扫描技术

利用分步傅里叶算法结合坐标变换理论,建立了在光致折射率改变介质中任意形状光束的传输、聚焦模拟方法,能够用于计算任意光束形状、任意介质厚度的Z扫描开孔和闭孔拟合曲线。在薄介质和高斯光束条件下,该方法的拟合曲线与经典算法相吻合。在平顶光束情况下,该方法的拟合结果与实验数据基本一致。利用此方法测量了LiTaO3晶体的非线性吸收和非线性折射率系数,并对高斯光束和涡旋光束在厚介质中的Z扫描过程进行了分析。

纳米线减反层的解析设计法

本文通过分析比较给出了常用二维等效介质理论解析解的适用条件并且将有效介质理论的适用范围推广至零级衍射边界处,并通过FDTD模拟验证了该解析方法的准确性.这不仅解决了长期以来没有精确二维有效介质理论(2D-EMT)解析解的困境,而且使得直接用解析公式设计和定量解释减反微结构的减反效果变得可能,有着广泛的应用前景.