Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Institute of Opto-Electronics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
Fast and stable phase control is essential for many applications in optics. Here, we propose an all-fiber all-optical phase modulation scheme based on a Fabry–Perot interferometer (FPI) and an Er/Yb co-doped fiber (EYDF). By using the EYDF as an F-P cavity via rational design, a phase shift with a modulation sensitivity of 0.0312π/mW is introduced to the modulator. The phase shifts in the EYDF consist of a thermal phase shift and a nonlinear phase shift with a ratio of 19:1, and the corresponding temporal responses of the modulation are 204 ms and 2.5 ms, respectively. In addition, the compact FPI is encapsulated to provide excellent stability for the modulator.
in-line Fabry-Perot interferometer nonlinear phase shift all-optical phase modulation Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041901
1 天津科技大学理学院物理系光子学与先进传感技术实验室, 天津 300457
2 哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
分析了光学材料的正常色散与反常色散特性, 证明了基于光学材料色散特性的干涉仪可以实现慢光与快光的结合。理论分析了基于快慢光技术的Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪的光谱灵敏度, 与具有相同结构的传统M-Z干涉仪和仅依赖于慢光技术的M-Z干涉仪相比, 基于快慢光技术的M-Z干涉仪的光谱灵敏度大幅提升。
光谱学 色散特性 干涉仪 光谱灵敏度 激光与光电子学进展
2017, 54(9): 093002
1 东北林业大学 理学院, 黑龙江 哈尔滨 150040
2 哈尔滨工业大学 光电子技术研究所与可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
3 东北林业大学 机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150040
基于光学谐振器结构的感应透明现象通常是利用双光学谐振器产生的, 但由于谐振器间易失谐, 因此感应透明现象难以稳定。本文研究利用单光学谐振器实现稳定的感应透明现象, 并获得透过率大、带宽窄的透射峰。首先建立单光学谐振器自干涉结构, 利用传输矩阵理论讨论该结构的透射谱, 研究结构参数对透射谱的影响, 实验上, 基于理论结果选择适当的结构参数, 利用单模光纤制作单光学谐振器自干涉结构, 建立实验系统测量结构的透射谱, 最后讨论了该结构的应用。实验结果表明: 利用基于单光学谐振器感应透明现象可获得带宽很窄的透射峰, 峰值透过率为0.62, 透射峰带宽为0.54 MHz, 透射峰带宽与波导长度乘积为6.48 MHz·m。基于单光学谐振器感应透明现象的窄带透射峰可用于窄带滤波、光学信息处理、高精度光学参量测量及检测等。
光学谐振器 感应透明 窄带透射峰 光学测量 滤波 optical resonator induced-transparency transmission peak with narrow bandwidth optical measurement filtering
1 哈尔滨工业大学光电子研究所可调谐激光国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 哈尔滨工程大学理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
利用电磁感应透明实现弱光场条件下的强非线性效应,开辟了一个崭新的 非线性光学研究领域-“弱光非线性光学”。 主要介绍了基于电磁感应透明的Kerr非线性和四波混频效应。Kerr非线性在全光学开关、 全光学逻辑运算和光量子逻辑门等方面有着潜在的应用价值。四波混频也具有非常广泛的应用, 其中最重要的是把可调谐相干光源的频率范围扩展到红外和紫外。在简并情况下,四波混频对于自 适应光学中的波前再现是很有用的。另外,在材料研究中共振四波混频技术是强有力的光谱分析工具。
非线性光学 弱光非线性 电磁感应透明 Kerr非线性 四波混频 nonlinear optics weak-light nonlinearity electromagnetically induced transparency Kerr nonlinearity four-wave mixing
哈尔滨工业大学 可调谐(气体)激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150080
设计了一种基于慢光介质色散特性的新型干涉装置, 研究其物理过程, 证明利用慢光介质可以有效提高干涉仪的光谱灵敏度, 并且光谱灵敏度与慢光介质的群折射率成正比。同时, 进一步具体分析慢光介质GaAs的色散特性, 给出研究色散型慢光干涉仪的一般性方法, 并证明使用慢光介质GaAs在近红外区域可以提高光谱灵敏度2倍左右。
光谱学 干涉仪 非线性光学 半导体 spectroscopy interferometer nonlinear optics semiconductor
哈尔滨工业大学光电子研究所, 黑龙江 哈尔滨 150080
提出了一种新型光纤环形谐振腔结构，与传统双环形腔结构不同的是该结构具有两个输出端，且具有不同的输出特性。由于耦合谐振透明效应经由该结构的光场会出现时间延迟，其结构参数会对时间延迟产生影响。由耦合模理论得出时间延迟的变化规律，并经数值模拟得出延迟随耦合系数和衰减系数的变化规律。研究发现控制该环形腔的结构参数可使得输出光的时间延迟在几十到几百纳秒之间变化，且该结构可以同时具有正负两种时间延迟，这个特征使得该结构在全光缓存、慢光光纤干涉仪和光学时延线等方面具有极大的潜在应用价值。
光纤光学 时间延迟 光纤环形谐振腔 结构参数
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
最近几年中, 慢光和超光速的研究取得了很多进展。慢光和超光速产生的物理机制作为慢光和超光速研究领域的一个重要方面也吸引了研究者的关注。 设计了一个新颖的实验, 在掺铒光纤中观测了慢光和超光速信号的演化。分别在慢光(0
非线性光学 慢光 信号演化 掺铒光纤
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
法拉第反常色散光学滤波器(FADOF)作为一种高效、超窄带宽的光学滤波器, 一直受到国内外广泛的关注。在前人建立的理论模型的基础上, 对Cs 852 nm FADOF的光学滤波特性进行了理论计算, 并对磁场和温度这两个主要影响因素对体系的影响给予了定性的分析, 初步得到了Cs 852 nm FADOF的最佳工作条件。据此安排实验, 并做出了可以实际应用的小型化器件。
超窄带光学滤波器 法拉第反常色散 塞曼效应 开放空间通信
哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
利用相干布居振荡技术在介质吸收光谱上产生烧孔,孔宽大约为基态粒子数恢复时间的倒数。由增益理论分析得出不同抽运光强度对介质吸收状态的影响。在介质的吸收区域,振荡导致光脉冲经历饱和吸收,脉冲传输延迟; 在介质的增益区域,振荡又导致光脉冲经历增益饱和、脉冲传输超前。将此技术应用在掺铒光纤(EDOF)中实现了光速人为可控。根据布居振荡效应及增益理论,由速率方程出发,得到了探测光的群折射率的理论解析表达式。考虑掺铒浓度对光脉冲群速度的影响,分别对四种浓度的光纤进行实验研究,观测到的最慢群速分别为3.45×102 m/s,相应感生群折射率8.7×105。
光纤光学 光谱烧孔 相干布居振荡 饱和吸收 慢光
哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
为提高自由空间通信、遥感、激光雷达等系统的信噪比,研究了铷775.9 nm激光感生色散光学滤波器(LIDOF)。通过780 nm线偏振抽运光选择性激发基态原子,使其在激发态子能级间布居不均衡,从而引起激发态的圆二色向性和圆双折射,使与激发态共振的775.9 nm探测光偏振态发生旋转,实现滤波传输。获得的峰值透射率为4%,带宽约为605 MHz,同时,得到了峰值透射率随池温和抽运功率的变化关系。
物理光学 光学滤波器 超窄带宽 圆二色向性 圆双折射 铷
