1 河北工业大学 理学院,天津 300401
2 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
文中基于量子阻抗洛伦兹振子(Quantum Impedance Lorentz Oscillator, QILO)模型,研究了含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子吸收特性。首先,理论推导并给出了用有效量子数、电子电量及质量和玻尔半径等微观量表示的该振子四、五阶非线性效应参量的计算参考公式。在此基础上,利用QILO模型,通过拟合取代基为R=NO2的含芴二茂铁衍生物分子线性吸收光谱,得到了其在400 nm峰值附近的电子跃迁前后的有效量子数,并进一步推算了该分子的双、三光子吸收截面。数值计算结果显示:该化合物分子在793 nm波长附近的双光子吸收截面为 $0.49\times {10}^{-20}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{4} \cdot {\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-1}$,在1 260 nm和1 314 nm附近的三光子吸收截面分别为 $2.01 \times {10}^{-25}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{6}\cdot{\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-2}$、 $1.00\times {10}^{-25}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{6} \cdot {\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-2}$,与实验结果均吻合较好。文中结果说明:QILO模型可以较好地描述以NO2作为取代基的含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子的吸收特性。根据QILO模型的“依据介质的线性吸收光谱可以估算其多光子吸收截面”的特点,该模型或许能为寻找具有大的双、三光子吸收截面的材料提供一种可供参考的理论分析方法,降低研究多光子过程的综合实验成本。
非线性光学 Lorentz振子 量子阻抗 非线性效应参量 分子多光子吸收截面 nonlinear optics Lorentz oscillator quantum impedance nonlinear effect parameter molecular multiphoton absorption cross-section 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230410
1 河北工业大学理学院,天津 300401
2 河北工业大学先进激光技术研究中心,天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
量子阻抗Lorentz振子(QILO)是基于Bohr-Sommerfeld理论和量子力学选择定则对Lorentz振子量子化所新近建立的模型。根据该模型,分别对Li2SnTeO6、CsClO3和Na2Nb4O11 三种光学晶体二次谐波特性进行了分析与数值模拟,尝试提出了一种估算晶体二阶非线性光学系数的方法。首先,根据晶体线性吸收光谱的峰值频率和半峰全宽,利用QILO模型计算了晶体的原子跃迁前后的有效量子数,然后根据QILO的二阶非线性效应参数的计算公式推算了晶体二阶电极化率,由此得到上述三种晶体在波长532 nm的倍频系数分别为0.17 pm/V、0.69 pm/V和1.17 pm/V,且与第一性原理的数值吻合较好。结果表明,基于QILO模型的二阶电极化率,有助于分析和提高材料的和频、差频以及倍频的效率,且方法简单、计算耗时少、运算效率高。
非线性光学 Lorentz振子 量子阻抗 非线性光学晶体 二阶电极化率 倍频系数 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2119001
红外与激光工程
2023, 52(8): 20230403
1 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
3 天津凯普林光电科技有限公司,天津 300300
亚纳秒激光因其对光电器件的损伤优于纳秒激光和飞秒激光,而被广泛应用于光电对抗领域。然而,在常规水冷条件下实现输出数百赫兹焦耳级亚纳秒激光还面临较大的挑战。笔者课题组面向**重大需求,结合端面泵浦微片晶体百皮秒激光产生技术和多程多级板条激光放大技术,对板条激光器的放大性能进行大量的实验研究,并提出了温控双端泵浦技术,弥补双端泵浦结构的缺陷。实现板条激光器单脉冲能量952 mJ,重复频率500 Hz的激光输出,这将为光电对抗系统所需的高重频大能量激光提供优质光源。
板条激光 双端泵浦 高重频 亚纳秒 slab laser dual-end pumping high-repetition rate sub-nanosecond 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230423
内蒙古大学物理科学与技术学院, 内蒙古 呼和浩特 010021
运用分步傅里叶变换法对适用于超短艾里脉冲的高阶耦合非线性薛定谔方程进行了求解,利用Matlab软件对超短艾里脉冲在单模光纤中传输时相互作用的演化过程进行了数值模拟。结果表明,负三阶色散效应可加快波包的渗透速度,超短脉冲可传输更远距离;正三阶色散效应可减慢超短脉冲的传输,当三阶色散系数足够大时脉冲前沿处的振荡转移到后沿处。自陡峭效应通过孤子分裂的形式使超短脉冲产生时域位移,内拉曼效应导致脉冲在波长较长一侧产生拉曼自频移,且超短脉冲的能量由前沿处转移到后沿处。自陡峭效应和内拉曼效应的共同作用导致超短脉冲产生时域位移且脉冲前沿处的能量会转移到后沿处。三阶色散效应、自陡峭效应、内拉曼效应三者同时存在时会显著影响超短艾里脉冲相互作用的自弯曲特性和自加速特性。
光纤光学 相互作用规律 超短艾里脉冲 三阶色散效应 自陡峭效应 内拉曼散射效应
1 内蒙古大学 物理科学与技术学院,内蒙古 呼和浩特 010021
2 内蒙古广播电视大学 教务处,内蒙古 呼和浩特 010010
从高双折射光纤中含有拉曼效应和自陡峭效应的非线性薛定谔方程出发,利用快速分步傅里叶变换,模拟了孤子的两个正交偏振分量的演化,分析了拉曼增益和自陡峭效应对孤子俘获的影响。结果发现:当群速度失配较小时,拉曼增益增大了孤子俘获的阈值;当群速度失配较大时,拉曼增益破坏了孤子传输。自陡峭在群速度失配较大时才有明显的影响,此时快轴向慢轴发生能量转移,且当输入脉冲振幅N较大时,两脉冲彼此俘获。
非线性光纤 拉曼增益 光孤子俘获 高双折射光纤 快速分步傅里叶算法 nonlinear optics Raman gain soliton trapping high birefringence fiber fractional Fourier method