拉盖尔-高斯光束由于其特有的涡旋特性使其在大气传输过程中具有更好的稳定性。实际激光输出存在的部分相干性将对光束传输具有明显的影响，在大功率输出模式下，克尔效应的产生也会影响到光束传输的特性。本文从部分相干拉盖尔-高斯光束的交叉谱密度方程出发，推导了克尔效应作用下光束的传输表达式，利用分步傅里叶变换，对高功率部分相干涡旋传输中的克尔效应过程进行了模拟，并对比了不同参数影响下，光束相干性不同时克尔效应的差异。结果表明，克尔效应有助于维持光强的环状结构，提高拓扑荷数能够有效地缓解因相干度降低而造成的涡旋结构衰退的现象。
物理光学 拉盖尔-高斯光束 部分相干 克尔效应 环状结构 光学学报
2023, 43(20): 2026002
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Surface Physics and Department of Physics, Fudan University, Shanghai 200433, China
A high-sensitivity DC magneto-optical Kerr effect (MOKE) apparatus is described in this Letter. Via detailed analysis on several dominating noise sources, we have proposed solutions that significantly lower the MOKE noise, and a sensitivity of is achieved with long-term stability. The sensitivity of the apparatus is tested by measuring a wedge-shaped Ni thin film on with Ni thickness varying from 0 to 3 nm. A noise floor of is demonstrated. The possibility of further improving sensitivity to via applying AC modulation is also discussed.
high sensitivity direct current magneto-optical Kerr effect Chinese Optics Letters
2022, 20(11): 111201
北京科技大学 材料科学与工程学院, 北京100083
蓝相是一种通常介于各向同性态和胆甾相态之间的高手性液晶相态, 由于其具有独特的光学各向同性、快速电场响应以及选择性反射波长等光学性能, 因而在液晶显示、光学器件以及在可调谐的三维光子晶体等方面均具有良好的发展前景。近年来, 蓝相液晶材料引起了国内外研究者的广泛关注。本文综述了蓝相液晶的发展历程、蓝相液晶网络聚合物的研究进展及其应用现状, 讨论了蓝相材料在显示和微电子领域的应用局限性, 最后总结了蓝相液晶和蓝相网络聚合物在先进功能材料设计和器件应用中的机遇和挑战。
液晶 蓝相 聚合物 快速响应 克尔效应 liquid crystal blue phase polymer fast response Kerr effect
西安交通大学电子学院，电子物理与器件教育部重点实验室，陕西省信息光子技术重点实验室，西安 710049
目前研究人员提出了各种光学天线以线性方式控制辐射图，而较大的非线性效应可以引起天线的折射率的变化，从而改变辐射方向图。通过修正电子的有效质量进而完善Drude模型，可得到氧化铟锡(ITO)的非线性折射率与频率和强度的函数关系，进而可知由ITO制成的纳米天线会表现出极大的光学Kerr效应。本文研究了ITO天线的线性和非线性响应。利用ITO的Kerr效应控制天线的辐射方向图。基于该模型，设计了一种非线性光学天线，实现了覆盖近红外波段（1 000~1 650 nm）的可调谐辐射方向图。进一步，基于ITO和介电材料硅(Si)设计了一种杂化的非线性光学天线。该杂化天线可以更好地利用ITO的强Kerr效应，可以较大程度上对光场辐射进行调控。该工作突破了新型非线性材料的强Kerr效应仅局限于特定共振频率点或者零折射率点这一特点。本研究提供一种用于超快动态控制超材料的新颖方法，可应用于光束转向和光学调制等。
Kerr效应 光学天线 多极分解 氧化铟锡 远场辐射 Kerr effect optical antenna multipole expansion indium tin oxide (ITO) far-field radiation
山西工程技术学院信息工程与大数据科学系，山西 阳泉 045000
近年发展起来的数字后向传输（DBP）算法能够明显地消除相干光纤通信系统中的非线性损伤。然而，作为一类固有的噪声源，光收发机噪声和光信号会在光纤的传输过程中经由光纤克尔效应发生有害的非线性信号-噪声间相互作用（NSNI）。NSNI效应会显著降低DBP算法的有效性。针对三类传输光纤（纯石英光纤、单模光纤和非零色散位移光纤），研究了奈奎斯特-波分复用相干光传输系统中，收发机噪声引起的光纤通信系统的传输代价。结果表明，尽管纯石英光纤在无收发机噪声影响的情况下表现出最好的通信性能，但是它对收发机噪声的影响最为敏感。
相干光通信 数字后向传输算法 收发机噪声 光纤克尔效应 非线性信号-噪声间相互作用 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2306010
暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室, 广东 广州 510632
信号在光纤中的传输受到克尔非线性损伤的影响,产生非线性的频谱展宽效应,导致信息泄漏到带外、接收端的带内信息不完整。传统的非线性补偿方法通过反转信道传输函数在接收端对信号进行处理,效果不理想。针对该问题,首先,通过优化算法寻找在数字反向信道传输时可利用克尔非线性将原始信号压缩至另一奈奎斯特带宽的带外伴随信号;然后,将压缩后的奈奎斯特信号在发射端发送;最后,在接收端通过奈奎斯特滤波恢复原始信号。仿真结果表明,本算法在带限系统中的性能优于反向传输方法,在长度为800 km的标准单模光纤中的误差向量幅度增益为3.17 dB。
信号处理 非线性克尔效应 非线性薛定谔方程 频谱压缩 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 230601
湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
应用传输矩阵法和等效介质理论,研究了拓扑绝缘体与Sinc函数型光子晶体分界面上的Kerr效应和Faraday效应,结果显示,在某些频率处,两种线极化波的反射波极化平面都可能会发生近似± π2的旋转,其附近周期结构的等效介电常数也有突变。进一步研究还发现,透射波极化面的旋转角随频率的变化规律与周期结构(BAB)n等效磁导率随频率的变化规律类似。以上结果都说明,在拓扑绝缘体与函数型光子晶体分界面上的Kerr效应和Faraday效应与入射波频率、周期结构的介电常数和磁导率等关系紧密。
材料 拓扑绝缘体 Sinc函数型光子晶体 Kerr效应 Faraday效应 中国激光
2020, 47(10): 1003002
Author Affiliations
Abstract
1 Chinese Academy of Sciences, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
Optical frequency combs, a revolutionary light source characterized by discrete and equally spaced frequencies, are usually regarded as a cornerstone for advanced frequency metrology, precision spectroscopy, high-speed communication, distance ranging, molecule detection, and many others. Due to the rapid development of micro/nanofabrication technology, breakthroughs in the quality factor of microresonators enable ultrahigh energy buildup inside cavities, which gives birth to microcavity-based frequency combs. In particular, the full coherent spectrum of the soliton microcomb (SMC) provides a route to low-noise ultrashort pulses with a repetition rate over two orders of magnitude higher than that of traditional mode-locking approaches. This enables lower power consumption and cost for a wide range of applications. This review summarizes recent achievements in SMCs, including the basic theory and physical model, as well as experimental techniques for single-soliton generation and various extraordinary soliton states (soliton crystals, Stokes solitons, breathers, molecules, cavity solitons, and dark solitons), with a perspective on their potential applications and remaining challenges.
optical frequency comb soliton microcomb microcavity photonic integration Kerr effect four-wave mixing Advanced Photonics
2020, 2(3): 034001
