无磁光学非互易实验教学与设计

作为一种有趣的非线性光学效应,四波混频在众多领域有重要的应用。本文利用四波混频效应实现无磁的光学非互易,分别研究了信号光失谐量、泵浦光光功率和气体池温度等参量对信号光正向和反向传播时透过率的影响。实验结果表明改变这些参量可有效地调控正向透过率,而极低的反向透过率几乎不受影响。该文对于大学物理实验教学具有一定的参考价值。

基于半导体量子阱中四波混频效应的高效光学非互易

基于半导体量子阱纳米结构中的四波混频效应,提出了一种无磁光学非互易的理论方案.利用实验可得的合适参数,实现了具有高传输率的非互易传输和非互易相移.此外,将这种半导体量子阱纳米结构嵌入马赫-曾德尔干涉仪,选择适当的参数,可以实现隔离比为92.39 dB、插入损耗为0.25 dB的双端口光隔离器,以及保真度为0.9993、光子存活率为0.9518、低插入损耗的四端口光环行器.半导体介质具有更容易集成和参数可调的优势,此方案可以为基于半导体固态介质的非互易性和非互易光子器件的实现提供理论指导.

基于光学非互易的双路多信道全光操控

基于原子热运动的极化率-动量锁定特性及腔引起的强耦合特征,设计并实现了一套无磁的光学互易-非互易传输转换方案.理论和实验证实,耦合场条件决定了系统的非互易性.在单束行波场作用下,由于多普勒效应,热原子中的非互易性取决于耦合场的传播方向.因此,通过改变对向耦合场的开闭,可控制基于内腔电磁诱导透明的双路单信道光学非互易传输.而在两束对向耦合场同时作用下,腔透射由单暗态转变为双暗态极子峰,其互易性输出依赖于两束耦合场之间的频率差.于是通过调谐频率差可实现基于双暗态极子峰的双路多信道互易-非互易传输调控.

双腔光力学系统中光学非互易

光学非互易在光学信号处理和量子网络等方面具有极其重要的应用。研究了含有两个机械振子的双腔光力学系统中光学非互易。该系统中两个机械振子之间存在库仑相互作用,两个光学腔场通过光纤耦合在一起。利用系统算符的时间演化方程,结合频域下标准的输入输出关系,得出传输振幅方程。结果表明当两个光学腔场在红边带上时,光力相互作用和腔腔线性耦合相互作用这两条路径之间的量子相干效应,可以使双腔光力学系统呈现出光学非互易。进一步研究表明,相位差既能决定双腔光力学系统中能否出现光学非互易,又能决定发生光学非互易时的方向。此外还发现通过增强有效光力相互作用的大小或腔腔线性耦合强度的大小,可以增强光学非互易。

无磁光学非互易研究进展

光学非互易器件,例如光隔离器、循环器和移相器等,是全光通信的基本单元,在光学信号处理和量子网络等方面具有重要应用。传统的实现光学非互易的方法是利用法拉第磁光效应,但所需要的强磁场会导致小型化和集成化的困难。因此,部分研究者将目光投向无磁光学非互易的研究。文章介绍了无磁光学非互易的研究现状以及华东理工大学激光物理与量子调控研究室在该方面的一些最新研究工作。

基于Λ型三能级原子系统的单向放大研究

单向放大在光信号处理与光通信中扮演着不可或缺的角色,其既可以对信号光进行放大,也可以为避免信号源受到反向杂散光影响提供一种关键的保护手段。基于Λ型三能级原子系统实现了光场的单向放大,在铷原子气体中,仅用一束控制场,在实验上获得了前向25 dB的增益和后向超过30 dB的隔离度;同时,探讨了铷气室温度和控制场强度对单向放大的影响。