哈尔滨工业大学物理学院微纳光电信息系统理论与技术工业和信息化部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
无衍射光束近年来广受关注，其无衍射、自修复和自加速的传播特性在微观成像应用中显示出潜在的优势。无衍射特性可抑制光束在传播过程中的衍射，有助于提升成像的分辨率。自修复特性可使光束在透过强散射介质后快速恢复波前，提高成像景深和信噪比。自加速特性可增加光场信息的有效探测维度，实现多维重构成像。本综述结合几类生物显微成像技术特点，介绍以贝塞尔光束、艾里光束为代表的无衍射光束在高分辨生物显微成像中的应用研究进展。
无衍射光束 生物显微成像 三维成像技术 激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2000001
1 东北石油大学 物理系, 黑龙江 大庆 163318
2 哈尔滨工业大学 物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
研究了线性和二次电光效应共存的双光子光折变介质中沿同一直线传播的两空间光孤子间的相干耦合现象, 从理论上证实了在适当的条件下相干耦合的亮-亮和暗-暗孤子对的存在。结果表明, 这些相干耦合孤子对的形成、性质和传输规律依赖于介质内线性和二次电光效应间的相互作用(即相互增强、减弱甚至抵消)。详细分析了两相干入射光的初始相位差、强度比和外加电场等三个方面对相干耦合孤子对宽度及亮-亮孤子对的自转向过程的影响, 为相干耦合孤子对在实际中的应用奠定理论基础。
非线性光学 光折变效应 电光效应 空间光孤子 相干耦合 nonlinear optics photorefractive effect electro-optic effect spatial soliton 红外与激光工程
2016, 45(s1): S108001
为了研究不同参量对双光子光折变材料中的刚性光伏空间孤子的影响，推导出了刚性光伏空间孤子的演化方程，根据实际的物理条件，采取一定的数学近似，对演化方程进行化简，从而得出演化方程的亮暗孤子的解析解，并讨论了不同参量，如光伏电场强度、背景暗辐射光强度、启动光强度、吸收系数和光波长对孤子的影响。结果表明，除了光伏电场强度，亮孤子的宽度随其增加而减小之外，亮孤子的宽度都随其它参量的增加而变大，只是变大趋势的速度不同。研究结果可为空间光孤子理论发展提供理论依据。
非线性光学 演化方程 数学近似 解析解 nonlinear optics evolution equation approximate calculation analytical solution
1 哈尔滨工业大学物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨理工大学光信息科学与技术系, 黑龙江 哈尔滨 150080
3 中国石油大学(华东)物理科学与技术学院, 山东 东营 257061
用分步傅里叶算法研究了垂直排列相列相液晶盒中空间孤子的传输。用一束平行光在垂直排列相列相液晶中产生预倾角，另一束入射光沿液晶盒的中央位置射入液晶盒，推导了入射光在液晶盒中的传输方程。数值计算了入射光入射到70 μm厚液晶盒时液晶分子的取向角和折射率分布，还数值模拟了入射光在70 μm和100 μm厚液晶盒中的传输及孤子产生情况。根据理论分析发现垂直排列相列相液晶盒中可以外加一束平行光代替电场产生预倾角。另外还发现，70 μm厚液晶盒中很难得到稳定传输的孤子，100 μm厚液晶盒中不但能得到稳定传输的孤子还能得到周期随入射光强周期震荡的呼吸子。
非线性光学 空间孤子 分步傅里叶算法 垂直排列相列相液晶 自聚焦 呼吸子
对向列相液晶中光学相位共轭技术的研究进展进行了介绍,分析总结了向列相液晶中光学相位共轭过程的机理与实验方法,并对向列相液晶中的光学相位共轭技术的应用前景进行了展望。
非线性光学 向列相液晶 光学相位共轭 综述 nonlinear optics nematic liquid crystal optical phase conjugation review
哈尔滨工业大学 物理系,黑龙江 哈尔滨 150001
温度对具有双光子光折变效应的介质中屏蔽空间孤子的稳定性具有显著的影响。由屏蔽空间孤子演化方程得到的亮和暗屏蔽空间孤子解是温度相关的,在室温范围内,双光子光折变介质中屏蔽空间孤子光强和强度半峰全宽(FWHM)均受温度的影响而发生明显变化。随着温度的升高,双光子光折变介质中形成光强较小的亮和暗屏蔽空间孤子,在较大光强情况下,形成FWHM较小的亮屏蔽空间孤子;在小光强情况下,随着温度升高,双光子光折变介质中形成FWHM较大的亮和暗空间孤子;并且亮屏蔽空间孤子在介质中的空间偏移和角偏转都随温度的降低而增加。
非线性光学 屏蔽空间孤子 双光子光折变效应 温度特性
哈尔滨工业大学物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
具有双光子光折变效应的光折变介质温度的变化对光伏孤子性质具有影响。通过光伏空间孤子的演化方程得到的亮和暗光伏空间孤子解与温度相关,在室温范围内,双光子光折变介质中空间孤子的光强和强度半峰全宽(FWHM)均受温度影响。随着介质温度的升高,双光子光折变介质支持光强较小的光伏空间孤子; 在较大光强情况下,双光子光折变介质支持强度半峰全宽较小的光伏空间孤子; 在小光强情况下,双光子光折变介质支持强度半峰全宽较大的光伏空间孤子。即可以通过控制光折变介质的温度来控制介质中光伏孤子的空间形态,从而在光折变介质中形成稳定的光伏空间孤子。
非线性光学 光折变介质 双光子光折变效应 空间孤子温度特性
给出了利用角度复用技术同时存储两幅光栅于光折变记录介质同一空间点上的稳态空间电荷场解析表达式。发现第一幅光栅的基频分量中含有第二幅光栅的二阶分量的交扰,而其二阶分量中却含有第二幅光栅的基频分量的交扰。发现空间电荷场基频分量、二阶分量随归一化的光栅波矢(k/k0)变化的最大值偏离了单幅存储时的最大值,以及第二幅光栅的自身变化对第一幅光栅的二阶分量的交扰影响远大于其对第一幅光栅的基频分量的交扰影响。同时还发现了调制度m只影响空间电荷场的振幅,并不影响空间电荷场随k/k0变化的极值点位置。
光折变 跳跃模型 多重存储 空间电荷场 交扰
