光子晶体光纤中基于受激布里渊散射实现快光的数值模拟研究

为了了解基于光纤受激布里渊散射快光传输系统的一些外在因素对受激布里渊散射快光传输的影响,对该传输过程进行了研究。首先,根据受激布里渊散射过程的"三波耦合方程"进行了理论改进,然后选定了3种光子晶体光纤作为传输介质,通过对比,选出一种光子晶体光纤RB65进行具体分析研究。通过求解"三波耦合方程",对快光受激布里渊散射过程进行了模拟分析,探讨了光纤长度、探测信号脉冲宽度和输入信号功率对传输的影响。结果表明,在保证信号失真相对较小的情况下,取40 m长度光纤、140 ns信号脉宽和174 m W输入信号功率时的快光提前效率最高。

光纤中双泵浦低失真受激布里渊散射快光（英文）

采用快速傅里叶变换算法,数值模拟了双泵浦宽带布里渊吸收谱的受激布里渊散射快光.模拟结果表明信号脉冲的时间提前、衰减和脉冲展宽因子容易受到两个泵浦光的相对频率分离因子、输入泵浦光的功率以及光纤长度的影响.优化设计频率分离因子、输入泵浦光的功率以及光纤长度,224ps高斯信号脉冲实现了80ps的最大提前量和0.87的最小展宽因子.研究结果可以提高光纤通信系统的数据速率,降低脉冲失真.

光子晶体光纤结构与掺杂对受激布里渊散射快光的影响

由受激布里渊散射三波耦合方程导出了在小信号条件下的快光时间提前量,通过全矢量有限元法模拟了光子晶体光纤占空比和GeO_2掺杂质量分数对布里渊频移、时间提前量、脉冲展宽因子及脉冲形变的影响。结果表明,布里渊频移随着占空比和掺杂质量分数的增大而减小。在保持泵浦功率为20mW和快光传输长度为10m的条件下,时间提前量随着占空比的增大而增大,随着掺杂质量分数的增大而减小。脉冲展宽因子与时间提前量变化趋势相反。当占空比为0.8,Ge掺杂质量分数为18%时,能够实现快光时间提前量为29.7ns,脉冲展宽因子为0.88。布里渊阈值随着占空比的增大而减小,随着掺杂质量分数的增大而增大。

超快光脉冲照射GaAs晶体产生的干涉环

用飞秒脉冲激光照射砷化镓(gallium arsenide,GaAs)晶体,透射光出现了多级的干涉环.利用透射式Z-扫描光路,改变飞秒脉冲激光入射到GaAs晶体表面时的功率密度,观察到干涉环有规律地收缩(或扩张):功率密度越大,出现的干涉环越多,张角也越大.高强度飞秒脉冲激光的非线性效应局部地改变了GaAs晶体的折射率,从而导致光程差的出现,这是一种非线性效应(克尔透镜).超快光脉冲在GaAs晶体里产生的克尔透镜不能像理想的薄透镜那样把光束聚焦,而是让透镜光束形成了干涉环.通过分析干涉环的变化,可以得到GaAs晶体的非线性吸收系数和非线性折射率.

拓扑绝缘体薄膜在超快光器件中的应用(特邀)

随着超快光学的发展和对以Bi2Te3为代表的拓扑绝缘体材料研究的深入,近几年,将拓扑绝缘体薄膜应用于超快光器件的研究方向发展迅速并发表了一系列研究成果,本文综述了近年来基于拓扑绝缘体材料的超快激光及光器件的研究。从材料结构及制备方法出发,介绍了其独特的光学及光电特性,总结了其在超快激光及光器件中的应用研究进展,回顾和讨论了这一领域的成就和挑战,并对将拓扑绝缘体薄膜材料应用于超快光器件的进一步研究进行了展望。

光纤中基于双布里渊增益线的受激布里渊散射快光

为了解决受激布里渊散射快光在高吸收区产生损耗的问题,通过分析普通单模光纤中双线泵浦产生的双布里渊增益线特性及在增益峰间实现脉冲的超光速传输理论,利用有限元法数值模拟了双布里渊增益线处受激布里渊散射引起的快光特性。结果表明,当频率分离因子大于0.596时,可以观察到双增益峰;当频率分离因子在1~5.25范围内时,两个泵浦波产生的双增益峰之间可以明显地产生快光;当频率分离因子为1.75时,在双布里渊增益线之间的最大时间提前可达25 ps。当频率分离因子为2.42时,三阶色散所对应的归一化色散长度为无穷大,三阶色散可以得到完全补偿;当频率分离因子大于2.464时,脉冲展宽因子趋近于1,可以实现无畸变传输,但时间提前量小于13.52 ps。本文的研究结论对于在布里渊增益区实现快光具有一定的理论意义,并对设计基于受激布里渊散射快光器件具有理论指导作用。

超快光场与物质相互作用虚拟仿真实验平台

采用校企合作方式,与科大奥锐科技有限公司合作研发了超快光场与物质相互作用虚拟仿真实验平台.基于此平台,使用者可以了解激光器原理及操作、激光时频域及空间强度分布测量、超快激光脉冲测量物质超快动力学特性、物质高分辨率光谱测量等.该平台提供包含激光光源、光学元件、设备等大仪器库,面向使用者完全开放,使用者通过调取相关实验设备,独立搭建实验光路,改变实验仪器相关参量,真实呈现实验现象,并实现数据的提取与分析,体现了在超快光学虚拟实验平台上的人机实时交互.该虚拟仿真平台的设计注重学习者认知规律、符合教育学实践操作的教育特点,有助于学习者充分掌握激光原理及激光光谱测量技术,并且学以致用,理论指导实验,实验提升理解.

阿秒光脉冲:探秘微观世界的时间之窗

2023年度诺贝尔物理学奖授予阿戈斯蒂尼、克劳斯和吕利耶,以表彰他们“在产生用于研究物质中电子动力学的阿秒光脉冲的实验方法”上做出的开创性贡献。人类对于物质本源的探索与追求是永不停歇的。物理学,从对物质构成和物质运动的哲学追问开始,逐渐演变成对微观世界和运动过程的实验探究。时间一直是物理学中最基本的参量,尤其在微观世界的探索中,微观粒子的运动在更短的时间尺度上进行。

主动拉曼增益介质中快光传播的非线性理论

介绍了最近发展的主动拉曼增益介质中快光传播的非线性理论。首先介绍了三能级Λ型和四能级N型主动拉曼增益介质中光的线性传播特性的研究结果,指出两者都可实现群速度为负值的快光传播,但在四能级体系中由于额外耦合光场的引入可导致量子干涉效应,使得信号光场的单峰增益谱线劈裂为双峰结构,利用该特性可实现共振点附近介质增益的有效抑制。其次介绍了在四能级体系中利用主动拉曼增益获得Kerr非线性效应的显著增强。再次介绍了主动拉曼增益体系中弱光的非线性传播。通过体系的色散与Kerr非线性效应的平衡可实现光学厚介质中非线性光脉冲的稳定传播,特别是形成弱光水平下的快光孤子。最后对主动拉曼增益体系中快光的进一步研究提出了展望。

基于弹光调制的椭偏测量驱动电路系统设计

随着椭偏测量技术的发展,对椭偏测量速度、测量范围有了更高的要求。针对传统的双旋转补偿器测量方法受限于机械限制,调制频率低的问题。采用弹光调制技术,利用调制器的快轴旋转取代传统的旋转补偿器,设计了一种基于LC谐振放大的双驱动电路,利用现场可编程门阵列(FPGA)实现对弹光调制器(PEM)的高速驱动控制。根据弹光调制驱动控制要求对电路设计思路和方法进行了详细分析。通过仿真和实验结果表明,所设计的电路系统输出频率能稳定控制在60 kHz,幅值能达到430 VPP以上,满足PEM快轴高速稳定驱动的需求。

新型偶氮苯侧链共聚物的超快光致双折射特性

采用抽运探测方法测量了一种新型的含 4 偶氮苯 4′ 偶氮苯酚侧链的共聚物 (DAP PGMA)的光致异构特性。实验结果表明DAP PGMA比含单偶氮苯侧链共聚物P (MMA co MAZ)有较大的光致双折射效应 ,Δn～ 6 .6 0× 10 -4 ;同时DAP PGMA比P(MMA co MAZ)具有更快的开启速度 ,光致向向异性上升时间为 40 ps,这种皮秒量级的快过程对应于双偶氮苯生色团的顺反异构过程。

稀土正铁氧体单晶的超快光磁研究进展

正交钙钛矿结构ReFeO_3系列稀土正铁氧体材料是一类在近红外波段透明的铁磁材料,近年来关于ReFeO_3的超快自旋重取向及其相干控制的研究时有报道.自旋重取向以及超快磁相变,不仅具有重要的学术价值,同时必将加速超快光磁效应在自旋电子器件中的应用.随着THz技术的不断发展,基于ReFeO_3晶体的交换相互作用的超快光学调控,对磁学的基础研究具有重要的意义.本文结合笔者最近几年的研究工作以及国内外ReFeO_3晶体的超快光磁的研究情况,介绍ReFeO_3晶体超快光磁的研究进展,并对将来该类晶体的生长和光磁研究进行了展望.

超快光声光谱技术的进展和前景

回顾了超快光声光谱学的发展过程并介绍了各种测量手段 ,论述了文章作者建立的飞秒时间分辨的光声光谱系统的工作原理及实验结果 ,并展望了超快光声光谱学的未来发展方向和应用前景 .

快光增强型谐振式光学陀螺的研究进展

集成化、高精度和低成本代表了光学陀螺未来的发展方向,快光增强型谐振式光学陀螺反映了该领域的技术发展趋势。从快光效应的实现方式展开,结合介质色散和结构色散的相关报道,综述了快光增强型谐振式光学陀螺的研究进展情况。通过对比快光效应实现方式差异下陀螺系统的性能特点,指出结构色散方式更利于快光陀螺系统的集成化发展。提出了一种新型快光增强型谐振式陀螺结构,预期在民用领域有很大的应用潜力。最后展望了快光增强型谐振式光学陀螺在未来惯性导航系统上应用的发展前景。

超快时间分辨多元瞬态光栅光谱实验

简述了超快时间分辨多元瞬态光栅光谱的实验原理、装置和光路图,观测了多元瞬态光栅在Rhodamine 6G(Rh6G+)/N,N-diethylaniline(DEA)体系中的超快光致电子转移的物理过程.实验结果表明:使用超快时间分辨多元瞬态光栅光谱技术在440nm处得到的DEA+动力学很好地描述了从DEA+到Rh6G+*的前向电子转移.

BCH信道编码对快跳频光码分多址系统性能的改善

分析了单重合码的互相关性能 ,得出了未编码的快跳频光码分多址 ( FFH- OCDMA)系统误码率性能的具体表达式 .论述了 BCH信道编码对 FFH- OCDMA系统性能的影响 ,并将它和未编码的 FFH- OCDMA系统进行了比较 .结果表明 ,在相同的信息比特速率、切普间隔、有效波长数时 ,两个系统的误码率性能基本相当 ,但使用 BCH信道编码后 ,单重合码的长度将变短 ,这样不仅降低了光纤光栅的制作难度 ,且增加了单重合码的码字数 ,从而提高了系统容量 .

Turbo码对快跳频光码分多址系统性能的改善(英文)

在考虑多用户干扰、色散效应和差拍噪声的情况下 ,分析了Turbo码对二进制脉冲位置调制 (BPPM)的快跳频光码分多址 (FFHOCDMA)系统性能的影响 在均匀交织器的情况下 ,用Turbo码的条件重量枚举函数得到了该系统的误码率的上界 数值模拟表明 ,Turbo码对FFHOCDMA系统的误码率性能有明显的改善 ,并且随着用户数的提高 ,Turbo码对误码率的改善程度也随之提高 也就是说 ,在一定的误码率性能要求下 。

基于光栅的微环谐振腔快慢光效应

基于微环谐振腔的耦合模理论,在不考虑谐振腔损耗的情况下,分析了加入光栅下的微环谐振腔的传输特性,包括光栅和耦合器的耦合系数对输出信号的时延特性、相移特性、透射率的影响.在没有光栅加入的情况下,微环谐振腔中不会有快光产生.研究表明,随着光栅的加入,输出光不仅有慢光同时还有快光的存在,并且慢光的延时量也发生了改变.通过给定微环谐振腔和光栅的耦合系统的耦合系数以及改变入射信号光的频率,可以改变输出光的延时量.

光纤色度色散对快跳频光码分多址系统性能影响(英文)

利用仿真法研究光纤色度色散对快跳频光码分多址系统的影响 ,主要研究了光纤色散导致的码字自相关输出峰值、取样切普内光能量的减小、不同条件下所能达到的最大用户数据速率和最大传输距离 .给出了几个具有不同 q值的典型快跳频光码分多址系统的最大用户数据速率和传输距离 .提出了减小 q值以降低色散影响的码字优化法 .讨论了该系统的应用场合问题 .

快跳频光码分多址系统的误码率性能

分析了差拍噪声对快跳频光码分多址(FFH-OCDMA)系统性能的影响以及FFH-OCD-MA系统中的色散效应,并将色散效应等效为功率衰减因子,得出同时考虑差拍噪声和色散后FFH-OCDMA系统的误码率性能.结果表明,差拍噪声和色散效应严重恶化了FFH-OCDMA系统的误码率性能.指出了FFH-OCDMA系统地址码的设计原则.