基于光子自旋霍尔效应的甲烷检测理论研究

为了实现对甲烷体积分数的高精度检测,采用多层结构激发了具有高品质因素的光子自旋霍尔效应现象。利用非对称的排列方式,将甲烷敏感膜引入结构中,通过敏感膜的折射率变化,实现对甲烷体积分数的检测;研究了气体孔隙率、周期数、金属厚度和敏感膜厚度对光子自旋霍尔效应的影响,并采用传输矩阵法进行了数值分析。结果表明,该传感器可对体积分数为0~3%、折射率变化为1.4364~1.4478的甲烷气体进行检测,灵敏度为29.6°,最高质量因素和最低检测下限分别为395和0.00012。该传感器结构简单、检测能力强,为光学传感器的研究提供了新思路。

光子晶体慢光子效应在光催化方面的研究进展

太阳能在光催化领域的应用已被人们广泛研究,而光子晶体的独特周期性结构,可促进光子的捕获,同时控制光与物质的相互作用,进而提高半导体材料的光利用率。研究表明,光子晶体的慢光子效应在其中起着重要作用。简要阐述了光催化领域目前提高光利用率的常用方法,介绍了光子晶体及其基本特性,重点讨论了光子晶体的慢光子效应在光催化方面的应用研究,最后对其在光催化领域的研究和发展趋势进行了展望。

高掺杂浓度掺镱光纤的光子暗化效应

采用光纤激光器和放大器结构方案,观察到了高浓度掺镱光纤(YDF)的光子暗化(Photo-darkening)现象.对激光器阈值和输出功率、放大器输出谱的测量结果表明,光子暗化效应导致了高掺杂浓度YDF的功率转换效率随泵浦作用时间的增加而下降,且下降为单调不可逆过程,但随着泵浦时间的增加,这种下降逐渐变缓、功率转换效率最终可趋于稳定.

利用光子隧穿效应实现高Q/V值微腔和光学双稳态

利用光子隧穿效应设计一种高Q/V值小体积微腔。通过传输矩阵的方法研究该结构的光学传输性质。在光子隧穿传输模式下,该微腔具有一系列分离的传输模式,每个传输模式都具有较高的Q值。如果微腔由非线性材料构成,则会出现光学双稳态现象。微腔传输模式的级数越高,光学双稳态的阈值越低。研究结果为光学微腔的设计提供参考。

多光子Jaynes—Cummings模型的光子反聚束效应

在旋波近似下，分析了共振与非共振两种情况下多光子Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ（Ｊ－Ｃ）模型的光子反聚束效应及初始原子相干性对其影响。考虑非旋波近似，讨论了弱场短时间内的光子反聚束效应，得到一些不同于旋波近似下的结论。

基于合金介电常数的可控特性增强光子自旋霍尔效应

基于平面角谱理论,系统研究了BK7玻璃-合金薄膜-空气结构中合金介电常数的变化对反射光自旋霍尔效应的调控规律.数值仿真结果表明,该结构发生表面等离激元共振的共振角主要受合金介电常数实部的影响,随介电常数实部的增加而增大,而虚部对共振角变化的影响相对较小.不同介电常数合金在其共振角处得到的较大光子自旋霍尔效应横移呈集中的带状分布,选取介电常数-2.8+1.6i的Ag-Ni合金时,光子自旋霍尔效应横移能达到1.2×10~5 nm.研究还发现将入射角固定为44.1°时,光子自旋霍尔效应横移随合金介电常数的变化呈轴对称分布,并以最大值为中心呈球面状辐射,离中心点越远光子自旋霍尔效应横移越小.选取介电常数-10.6+1.2i的Ag-Au合金时,光子自旋霍尔效应横移最大能达到8000 nm,相比于以往纯金属纳米结构BK7玻璃-金-空气中得到的最大光子自旋霍尔效应横移3000 nm有了较大的提高.该研究不仅能够有效增强光子自旋霍尔效应,还能为设计等离激元共振传感器等纳米光子器件提供理论依据.

原子空间分布对光子反聚束效应的影响

在Ｒａｍａｎ－Ｎａｔｈ近似下，我们讨论了二能级原子波包与腔内驻波场的相互作用，数值积分结果表明，原子的波包宽度对光子反聚束效应有重要影响，波包宽度的增加易使光场表现为反聚束效应。

光子隧道效应与电子隧道效应的比较研究

采用多层膜理论的菲涅尔矩阵系数法导出光子隧道信息的计算公式,并对电子隧道信息进行了光学方法的推导,得到了与量子力学中电子隧道效应一致的公式.此外,比较了光子隧道效应与电子隧道效应的异同.

暗孤子传输中的双光子吸收效应的特性研究

用行波法求解了含双光子吸收效应的暗孤子非线性薛定格（NLS）方程,由此孤子解讨论了暗孤子传输特性。

基于双光子光折变效应的非相干耦合灰光伏孤子族(英文)

为了研究开路条件下双光子光伏光折变材料中的灰光伏孤子族,建立了光伏孤子族的动态演化方程,给出了非相干耦合灰光伏孤子族的数值解.采用数值模拟的方法,求解孤子族的数值表达式.结果表明:这种孤子族是由多束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的.当孤子族只有两个分量时,灰光伏孤子族可以退化成灰-灰光伏孤子对;当孤子的灰度参量取零时,灰光伏孤子族退化成暗光伏孤子族,灰-灰光伏孤子对退化成暗-暗光伏孤子对.文中采用的光伏光折变材料是Li NbO3.

基于双光子光折变效应的Manakov光伏孤子温度特性

基于具有双光子光伏光折变效应的介质,数值研究了双光子Manakov光伏孤子的温度特性。结果表明:在室温范围内,亮-亮、暗-暗和亮-暗Manakov光伏孤子对成分的峰值光强和半峰全宽均受温度影响。亮-亮Manakov光伏孤子对的强度包络随着晶体温度的升高,其两孤子成分的峰值光强都逐渐减小,而其半峰全宽逐渐增加。暗-暗和亮-暗Manakov光伏孤子对具有类似的温度特性。在一定的温度范围内,两孤子成分可以克服温度扰动而演化为稳定孤波。

光子引导的光声流效应在辅助根管冲洗中的应用进展

根管冲洗是根管治疗的重要环节,这个过程是清除根管系统中的牙髓组织、细菌、感染物质,以及玷污层,希望获得近乎无菌状态的根管。传统的根管冲洗使用注射器,属于单纯的化学机械冲洗,冲洗效果较差^([1])。以往的研究发现,根管清理和成形无法完全清除细菌,仍有部分病例在根管清理和成形后细菌培养阳性^([2])。由于根管系统的复杂性和注射器/针冲洗技术的局限性,这种传统的方法存在一些缺点。为了提高根管冲洗的效率,目前有多种辅助根管冲洗的方法。

激发相干态及其叠加态与三能级原子作用的光子反聚束效应研究

研究了激发相干态及其叠加态与V－型量子拍频三能级原子相互作用时的动力学行为，并对光场的二阶关联函数进行数值模拟分析，讨论了m、Φ、λ等参数对光子反聚束效应的影响。当λ＝0时，三能级原子就退化为二能级原子；当m＝0时，激发相干态场就退化为相干态场；故它们均可作为特例纳入到此模型中来。

磁光克尔效应中的光子自旋分裂

光子自旋霍尔效应类似于电子系统中的电子自旋霍尔效应,是在折射率梯度和光子分别扮演的外场和自旋电子的角色下,由自旋一轨道相互作用而产生的光子自旋分裂现象.光子自旋霍尔效应为操控光子提供了新的途径,同时也提供了一种精确测量相关物理效应的方法.本文研究了磁光克尔效应中光子自旋分裂现象,建立了磁光克尔旋转与光子自旋霍尔效应之间的定量关系,并通过弱测量系统观测了磁场作用下铁膜表面的光子自旋分裂位移,得到相应的磁光旋转角,验证了我们所推导的理论预测.本文的研究成果为精确测量磁光克尔系数和磁光克尔旋转角提供了一种新方法.

半导体材料中的多光子吸收效应研究进展

一般情况下半导体材料可以吸收一个能量大于带隙的光子,使价带中的一个电子跃迁到导带。但是,在某些特殊的情况下,半导体材料也能吸收多个能量小于带隙的光子,使价带中的一个电子跃迁到导带,这就是多光子吸收效应。多光子吸收效应是一种非线性光学效应。该综述首先介绍了多光子吸收效应的理论基础和测试方法,然后回顾了多光子吸收效应的研究成果,最后展望了半导体低维结构中的多光子吸收效应研究,以及潜在的应用前景。

利用光子隧道效应增强光的发射效率

有机发光薄膜装置如发光二极管，由于其在实际应用中的所具有的诸多吸引人的特性从而引起了很多研究者的注意。在本文中将提出通过利用光子的隧道效应来提高发光效率的一种办法。

光子引导的光声流效应在根管治疗术中的研究进展

根管治疗术是牙髓病及根尖周病的首选治疗方法,其核心内容是感染控制。短脉宽铒激光可激发光子引导的光声流效应(PIPS),该技术可辅助控制根管内感染。本文通过文献回顾,对PIPS辅助根管治疗术的研究进展作一综述。

多模激光中的光子反相关效应

本文用光场的量子理论讨论多模激光场的二阶相干性的问题。计算表明,其二阶相干度g^((2))(τ)随延迟时间τ振荡,且最小值低于1,这种现象称为光子反相关效应。

超大折射率对光子自旋霍尔效应的影响

本文研究了具有超大折射率的各向异性介质表面所发生的光子自旋霍尔效应,从理论上模拟了光自旋霍尔效应所产生的横移.结果表明,通过改变介质的折射率,我们可以很好的对此横移进行调控,横移的调控范围很大.H偏振分量的重心横移在负数到正数范围内可连续变化,V偏振分量的重心横移在此范围内不能连续变化.同时,H偏振分量的重心横移的调控范围远大于V偏振分量的重心横移的调控范围.因此,利用各向异性超大折射率介质来调控光子自旋霍尔效应对于未来的新型光子器件的诞生可以奠定良好的基础.

基于双光子光折变效应的中心对称亮空间孤子的自偏转

基于外加电场的双光子中心对称光折变介质,数值研究了中心对称亮孤子的自偏转特性。结果表明:具有双光子效应的中心对称光折变介质中,亮孤子在扩散效应的作用下呈现出与光轴方向反向的自偏转特性;孤子中心偏转距离与外加电场和入射光强等参量相关。随着外加电场的增加,孤子的自偏转距离逐渐加大。亮孤子自偏转距离随着入射光强的增加表现出先增加后减小的非线性变化规律,在孤子半峰全宽最窄处,孤子的自偏转距离存在一最大值。