Author Affiliations
Abstract
1 Shandong Provincial Engineering and Technical Center of Light Manipulations & Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
2 School of Physical Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China
We investigated the Talbot effect in an anti-parity-time (PT) symmetric synthetic photonic lattice composed of two coupled fiber loops. We calculated the band structures and found that with an increase in the gain-loss parameter, the band transitions from a real spectrum to a complex spectrum. We study the influence of phase in the Hermitian operator on the Talbot effect, and the Talbot effect disappears when the period of the input field is N > 8. Further study shows that the variation of Talbot distance can also be modulated by non-Hermitian coefficients of gain and loss. This work may find significant applications in pulse repetition-rate multiplication, temporal invisibility, and tunable intensity amplifiers.
Talbot effect synthetic dimensions anti-PT symmetry photonic lattices 
Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031901
Author Affiliations
Abstract
1 Nankai University, TEDA Institute of Applied Physics, School of Physics, The MOE Key Laboratory of Weak-Light Nonlinear Photonics, Tianjin, China
2 Shanxi University, Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Taiyuan, China
3 INRS-EMT, Varennes, Quebec, Canada
4 University of Zagreb, Department of Physics, Faculty of Science, Zagreb, Croatia
Synthetic dimensions (SDs) opened the door for exploring previously inaccessible phenomena in high-dimensional space. However, construction of synthetic lattices with desired coupling properties is a challenging and unintuitive task. Here, we use deep learning artificial neural networks (ANNs) to construct lattices in real space with a predesigned spectrum of mode eigenvalues, and thus to validly design the dynamics in synthetic mode dimensions. By employing judiciously chosen perturbations (wiggling of waveguides at desired frequencies), we show resonant mode coupling and tailored dynamics in SDs. Two distinct examples are illustrated: one features uniform synthetic mode coupling, and the other showcases the edge defects that allow for tailored light transport and confinement. Furthermore, we demonstrate morphing of light into a topologically protected edge mode with modified Su–Schrieffer–Heeger photonic lattices. Such an ANN-assisted construction of SDs may advance toward “utopian networks,” opening new avenues for fundamental research beyond geometric limitations as well as for applications in mode lasing, optical switching, and communication technologies.
synthetic dimensions deep learning mode manipulation topological mode morphing photonic lattices 
Advanced Photonics
2024, 6(2): 026005
赵冲 1,2,*卢克清 1,2高立许 1,2陈卫军 1,2惠娟利 1,2
作者单位
摘要
1 天津工业大学 光电检测技术与系统天津市重点实验室, 天津 300387
2 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津 300387
研究了金属和自散焦周期性介质界面表面间隙孤子的形成及其稳定性.这种表面间隙孤子只存在于超过格子深度临界值的有限间隙内, 在第一间隙和第二间隙内间隙孤子存在区域包括稳定区域和不稳定区域, 第二间隙内格子深度的临界值远大于第一间隙内格子深度的临界值.在第一间隙内, 对给定的格子深度, 当传播常数增大时, 表面间隙孤子的能流变小, 格子区域内表面间隙孤子振荡拖尾变短.对给定的传播常数, 表面间隙孤子的能流随格子深度的增加而增大, 增大格子深度能把表面间隙孤子由不稳定态转为稳定态.不稳定表面间隙孤子在传输中向横轴正向偏转, 偏转角度随格子深度的增加而变小, 其主瓣传播轨迹是一条锯齿形曲线.在第二间隙内, 表面间隙孤子有较多的拖尾振荡, 不稳定区域靠近存在区域的上限, 并且随着传播常数增加而逐渐减小.
光折变晶体 非线性光学 表面光学 间隙孤子 光格子 Photorefractive crystal Nonlinear optics Optics at surface Gap solitons Photonic lattices 
光子学报
2018, 47(3): 0324003
张宝菊 1,2,*卢克清 1,2高立许 1,2赵冲 1,2
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电子与信息工程学院,天津 300387
2 天津工业大学 天津市光电检测技术与系统重点实验室,天津 300387
研究了中心对称光折变晶体中Kagome光子晶格内带隙孤子的存在及其稳定性。结果表明:带隙孤子只存在于半无限带隙内,中功率的带隙孤子是稳定的,高功率和低功率的带隙孤子是不稳定的。在高功率和中功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的增加而减小。在低功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的增加而变大。
带隙孤子 光子晶格 光折变晶体 非线性光学 Gap solitons photonic lattices photorefractive crystals Non-linear optics 
量子光学学报
2017, 23(1): 61
张宝菊 1,2,*卢克清 1,2赵冲 1,2高立许 1,2
作者单位
摘要
1 天津工业大学光电检测技术与系统天津市重点实验室, 天津 300387
2 天津工业大学电子与信息工程学院, 天津 300387
报道了中心对称光折变晶体中Kagome型光格子内缺陷孤子的存在及其稳定性。由于缺陷强度的变化,这些缺陷孤子能存在于不同的带隙内。当缺陷为正时,这些缺陷孤子只存在于半无限带隙内。利用扰动增长率和光波传播法,研究了这些缺陷孤子的稳定性。结果表明,通过扰动增长率和光波传播法得到这些缺陷孤子的稳定性是相同的,低功率正缺陷孤子是稳定的,高功率正缺陷孤子是不稳定的。当缺陷为负时,缺陷孤子存在于半无限带隙和第一带隙内。在半无限带隙内,中功率负缺陷孤子是稳定的,高功率和低功率负缺陷孤子是不稳定的。在第一带隙内,负缺陷孤子都是稳定的。
表面光学 缺陷孤子 光折变晶体 光格子 非线性光学 
中国激光
2016, 43(12): 1208001
作者单位
摘要
内蒙古师范大学 物理与电子信息学院, 内蒙古 呼和浩特 010022
为了得到衍射效率高的光子晶格,采用光诱导光子晶格的方法,在LiNbO3∶Fe(掺铁铌酸锂)晶体中写入一维光子晶格。对写入晶格周期的密度的最小值,以及晶格周期与衍射效率之间的关系进行了研究,并对用不同波长的激光器写入时的情况进行了对比。实验结果表明,写入周期最小时为入射波长的一半,此时两束入射光形成驻波。发现双光束夹角在20°以内时衍射效率比较高,大于25°时衍射效率比较低。得出结论是:要得到衍射效率高的光子晶格,双光束夹角应在20°以内,并使用短波长激光器作为辐照光源。
非线性光学 光诱导光子晶格 掺铁铌酸锂晶体 晶格周期 衍射效率 nonlinear optics light-induced photonic lattices LiNbO3∶Fe crystal crystal lattice period diffraction efficiency 
光通信研究
2014, 40(1): 49
作者单位
摘要
内蒙古师范大学物理与电子信息学院, 内蒙古 呼和浩特 010022
采用光诱导光子晶格的方法,利用3 孔、4 孔、5 孔、8 孔和12 孔掩模在掺铁铌酸锂晶体中写入多重旋转对称结构的二维光子晶格。基于干涉理论,对多孔掩模干涉图样进行了数值模拟。通过实验成功地观测到了3 孔、4 孔、5孔、8 孔和12 孔布里渊区和远场衍射,并分析了布里渊区与远场衍射的对应关系,实验结果表明光子晶格图样和数值模拟一致。传统观测布里渊区的方法需要使用旋转漫反射器,观测布里渊区和写入晶格是不同的光路,而本方法只需在写入光路中加入衰减器便可观测到布里渊区,较之前的诸方法更为简单、稳定、易于调节。
非线性光学 光诱导光子晶格 布里渊区 LiNbO3:Fe 晶体 掩模 
激光与光电子学进展
2014, 51(3): 031902

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