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Abstract
Physics Department of Science College, Shanghai University, Shanghai 200444, China
Based on Kogelnik’s coupled-wave theory, it is found that when a femtosecond pulse is incident on a transmitted volume holographic grating, two transverse standing waves along the grating vector direction will be generated inside the volume holographic grating (VHG). Due to field localization of two standing waves, they have two different velocities along the propagation depth. On the output plane of the VHG, femtosecond dual pulses are generated in both the diffracted and transmitted directions. Results show that the pulse interval is determined by the refractive index modulation and thickness of the grating, while the waveform of the dual pulses is independent of the grating parameters.
320.5540 Pulse shaping 050.7330 Volume gratings 050.1940 Diffraction Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 113201
基于修正的Kogelnik 耦合波方程，研究了飞秒脉冲通过正弦型体光栅衍射后的动态衍射特性—能量振荡和脉冲分裂现象随光栅参数和读出脉冲参数的变化。结果发现，体光栅的折射率调制度和读出脉冲的中心波长对能量振荡的周期有影响，而体光栅的周期对能量振荡周期没有影响，但会影响脉冲波包中心连线与时间轴的夹角。通过双光束干涉、群速度和群时延对出现的现象进行了解释。在衍射后期，衍射脉冲分裂为双脉冲，双脉冲间隔与体光栅的厚度和折射率调制度有关，但与体光栅周期无关，通过光场传播的局域化特性对其进行了解释。
光学器件 体光栅 衍射 飞秒脉冲 能量周期振荡 脉冲分裂
1 长春理工大学电子信息工程学院通信工程系, 吉林 长春 130022
2 上海大学物理系超快光子学实验室, 上海 200444
基于Kogelnik耦合波原理和矩阵光学，讨论了调节双层体光栅的穿插层厚度产生飞秒激光双脉冲的方法。推导了飞秒脉冲读出双层体光栅后的衍射场表达式，数值模拟了瞬时衍射光强分布随穿插层厚度变化的关系曲线。数值模拟结果表明当穿插层厚度在4~11 mm区间变化时，衍射脉冲变成双脉冲，且双脉冲间隔与穿插层厚度成正比，利用衍射理论及衍射场表达式对其进行了解释。利用周期性介质群时延讨论了衍射脉冲时延随穿插层厚度的变化，发现脉冲间隔随穿插层厚度变化的斜率是脉冲时延随穿插层厚度变化斜率的绝对值的2倍。
激光光学 超短脉冲 体光栅 衍射 飞秒双脉冲 脉冲间隔 脉冲时延 光学学报
2013, 33(12): 1205003
上海大学理学院物理系超快光子实验室, 上海 200444
在Mazurenko提出的时域超短脉冲光谱全息结构的基础上，提出了改进型的飞秒脉冲光谱全息结构，并推导了当输入脉冲光场中包含时、空分布时光谱全息的记录和再现。结果发现当在光谱全息记录和再现时，如果频谱面上添加空间滤波器，可以实现飞秒脉冲包含的空域信息向时域信息的转换。结论可以应用到超短脉冲整形，超高速光通信和光信息处理等领域。
全息 飞秒脉冲 光谱全息 记录 再现 空间滤波器 空时转换
基于Kogelnik的体光栅耦合波理论，推导了超短激光脉冲照射下透射型体光栅的耦合波方程，并由此得到了衍射光场和瞬时衍射光强的表达式。研究结果发现，体光栅的瞬时衍射光强分布与体光栅的结构参数，如体光栅的光栅周期、光栅厚度以及体光栅材料的折射率调制度密切相关。通过调节这些光栅结构参量，就可以对体光栅衍射脉冲进行控制和调节，以实现脉冲整形。研究还发现衍射脉冲光相对于入射光脉冲，在时间轴方向有负的平移，这个平移量和体光栅的光栅周期与厚度相关。结合群速度概念，从群时延的角度给出了对这一时间平移量的定量分析。
超快光学 超短脉冲 体光栅 耦合波理论 衍射 群时延
基于体光栅的耦合波理论,推导了飞秒脉冲通过无吸收、透射型体光栅时衍射光强的频谱表达式和瞬时表达式。在此基础上,讨论了二者随折射率调制度的变化。发现在一定的折射率调制度范围内,衍射脉冲的瞬时变化为:开始是单脉冲,然后中心向下凹陷分裂为二个脉冲,而后是三个脉冲。如果此时折射率调制度进一步增加,则脉冲数目又回复到一个脉冲。在一定的折射率调制度范围内,上述过程是重复发生的。同时发现,在折射率调制度处于1.0×10-3-1.0×10-2区间时,双脉冲间隔随折射率调制度增大而增大。对衍射光强谱随折射率调制度的变化进行了数值模拟,并对衍射脉冲的瞬时变化进行了解释。
衍射 体光栅 超短脉冲 折射率调制度
