光学 精密工程
2023, 31(19): 2809
为了进一步探索高阶和分数阶涡旋光的高效产生方法, 利用相关计算程序模拟了涡旋光相位全息图, 搭建了相位全息法产生涡旋光的光路, 研究了整数和分数阶涡旋光的光场分布特点。实验结果表明: 当产生轨道角动量拓扑荷数l=1~200整数阶的涡旋光时, 涡旋光束图的中心暗斑在一定范围内会随拓扑荷数的增大而增大, 超过一定数值范围后, 受限于仪器参数的涡旋光质量会降低; 当产生l=8.1、8.4、8.8分数阶的涡旋光时, 涡旋光相位出现分数分布, 径向缺口随分数阶拓扑荷数增大而逐渐向整数阶演化。
涡旋光束 轨道角动量 相位全息图 螺旋相位 空间光调制器 vortex beam, orbital angular momentum, phase holog
1 华东理工大学物理学院, 上海 200237
2 华东理工大学材料科学与工程学院, 上海 200237
3 福建师范大学物理与能源学院, 福建省量子调控与新能源材料重点实验室, 福建 福州 350108
根据洛伦兹互易定理,在通常的光学系统中,交换信号源和探测器的位置后接收到的光信号不变。这为光路设计和分析带来了方便。在全光通信和量子网络中,需要有效地控制光信号的定向传输以避免反射光对信号的干扰、分离相向传输的光信号等,因此需要只允许光单向传输的非互易器件。以磁光隔离器为背景切入,简单介绍磁光领域的研究现状。重点从有源和无源两个方面对无磁非互易领域的发展进行综述,以展现量子光学在无磁非互易领域的重要应用。
量子光学 洛伦兹互易 磁光非互易 无磁非互易 有源器件 无源器件
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
2 School of Materials Science and Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
Multi-band signal propagation and processing play an important role in quantum communications and quantum computing. In recent years, optical nonreciprocal devices such as an optical isolator and circulator are proposed via various configurations of atoms, metamaterials, nonlinear waveguides, etc. In this work, we investigate all-optical controlled nonreciprocity of multi-band optical signals in thermal atomic systems. Via introducing multiple strong coupling fields, nonreciprocal propagation of the probe field can happen at some separated frequency bands, which results from combination of the electromagnetically induced transparency (EIT) effect and atomic thermal motion. In the proposed configuration, the frequency shift resulting from atomic thermal motion takes converse effect on the probe field in the two opposite directions. In this way, the probe field can propagate almost transparently within some frequency bands of EIT windows in the opposite direction of the coupling fields. However, it is well blocked within the considered frequency region in the same direction of the coupling fields because of destruction of the EIT. Such selectable optical nonreciprocity and isolation for discrete signals may be greatly useful in controlling signal transmission and realizing selective optical isolation functions.
optical nonreciprocity atomic thermal motion electromagnetically induced transparency multi-band Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 012701
Author Affiliations
Abstract
Department of Physics, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
A terahertz (THz) waveguide using a metallic nanoslit whose width is much smaller than the skin depth is analytically investigated. By taking some important physical properties into account, we derive a simple, yet accurate, expression for the effective index. We also study the changes in modal field and the attenuation coefficient in the whole THz region, and find some interesting physical properties. Finally, we verify that these theoretical analyses coincide with the rigorous numerical simulations. This research can be useful for various applications of THz waveguides made of metallic nanoslits.
240.6680 Surface plasmons 230.7370 Waveguides 260.3090 Infrared, far 260.3910 Metal optics Chinese Optics Letters
2016, 14(7): 072401
采用龙格-库塔算法对激光与半导体双量子阱系统相互作用的密度矩阵方程进行数值求解,研究了不对称半导体双量子阱系统中电子布居转移的相干控制。研究表明,调节激光场强和脉冲时间延迟可控制两个下能级间的粒子数转移;利用激光场相对相位可精确地控制布居转移几率。这些结果在相干叠加态制备、量子纠缠和量子信息处理等领域具有潜在的应用价值。
量子光学 布居转移 量子阱 受激拉曼绝热通道
1 华东理工大学物理系, 上海 200237
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
3 山东科技大学理学院, 山东 青岛 266510
简要介绍了在原子类原子小量子系统光学特性的量子相干调控应用基础研究方面所取得的一些成果,主要包括周期调制场控制弱光孤子传输、光学腔超窄线宽输出、非对称双量子阱中光学前驱波的分离以及极性分子系统中的电磁诱导透明现象等。
量子光学 电磁诱导透明 非线性增强 空间光孤子 光学前驱波
中国科学院 上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
介绍了在特殊激光光束非线性传输特性方面的研究。主要包括具有横向效应的超短脉冲的时空演化、半导体量子阱系统的自诱导传输现象及电磁诱导透明介质中的共振多极矢量孤子。由于横向效应,包络面积为2nπ双曲正割脉冲在传输过程中会发生形变甚至分裂,随后发生月牙形脉冲的干涉,随着传输距离的增加干涉相长和自聚焦现象在横向轴上及其两侧出现。超短脉冲在量子阱中传输时,传统的面积定理失效,通过定义有效面积,实现了有效面积为2π的自感应传输。研究了四能级原子系统中共振多极矢量孤子的形成与传输,弱探测矢量场的两个偏振成分相互俘获,形成稳定的耦合态并实现了非常低的传输损耗。
非线性光学 超短脉冲 横向效应 面积定理 矢量孤子 激光与光电子学进展
2010, 47(7): 071902
江苏大学,机械工程学院光信息科学与技术系,江苏,镇江,212013
为改进传统Y分支光分路器损耗较大的缺陷,我们采用激模波导结构设计新型Y分支波导和由三个分支级联的新型Y分支波导构成低损耗1×4光分路器.设计中利用辐射模和本征基模的叠加来修正光波场,通过改善模匹配来降低分支耦合损耗,同时在1×4光分路器中加入直波导来改善和优化分路器的输出均匀性,并用有限差分光束传播法对该Y分支波导和1×4光分路器进行数值模拟.模拟结果表明,该结构具有均匀性好、损耗小和结构简单等优点,有利于器件的进一步集成和大批量生产.
Y分支波导 模式匹配 耦合损耗 光路由器