1 郑州航空工业管理学院材料学院, 河南郑州, 450046
2 郑州大学物理学院(微电子学院), 河南郑州, 450001
光散射中的anapole态是纳米光子学领域的一种独特的光学现象, 可以用Mie理论以及多极展开理论进行分析。对于最常见的一阶电anapole态, 其可以看做是由笛卡尔坐标系下电偶极矩和环偶极矩的干涉相消产生, 具有典型的远场散射抑制和近场增强性能。本文首先对anapole态的基本概念和理论进行阐述, 其次对激发anapole态的微纳结构进行总结, 最后结合anapole态独特的光学特性, 对其在近场增强、非线性光学、激光等方面潜在的光子学应用和最新研究进展进行了讨论和展望。
anapole态 Mie理论 超材料 近场增强 光学非线性 纳米激光器 anapole state Mie theory metamaterial near-field enhancement optical nonlinearity nanolaser
1 河南师范大学电子与电气工程学院，河南 新乡 453000
2 河南省光电传感集成重点实验室，河南 新乡 453000
主要研究叶绿素铜纳盐溶液，以及加入氯化钠之后的混合溶液的光学非线性效应，为水下激光通信、强激光水下探测等应用提供了一些参考价值。研究采用Z扫描技术分别测量了纯水和混合氯化钠的叶绿素铜纳盐溶液在532 nm处的光学非线性效应。研究发现，叶绿素铜纳盐的光学非线性效应随着溶液浓度增大而增大；当混合了氯化钠溶液之后，出现了非常大的非线性反饱和吸收现象。因此，这种混合溶液可以作为非常好的光限幅材料。
叶绿素铜纳盐 氯化钠 光学非线性 Z扫描 copper chlorophyll sodium salt sodium chloride optical nonlinearity Z scan
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210609
哈尔滨工业大学, 可调谐激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001
中波红外3~5 μm波段以及长波红外8~12 μm波段的激光处于大气传输窗口, 在激光成像、环境监测、激光雷达、激光医疗、化学遥感和红外对抗等领域有着非常广阔的应用前景。基于非线性光学晶体, 采用光学非线性频率变换技术在实现中长波红外固体激光输出方面具有明显的技术优势。该方法激光器结构简单, 且晶体本身并不参与能量交换, 因而没有量子亏损, 从而产热很少。同时具有单色性好、宽调谐、高功率等优点。本文针对常用以及新型非线性光学晶体, 对其应用于中长波红外固体激光器的研究进展做了详细的总结。
中长波红外激光 固体激光器 非线性光学晶体 光学非线性频率变换技术 mid- and long-wave infrared laser solid-state laser nonlinear optical crystal optical nonlinear frequency conversion technology
黑龙江大学 电子工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
应用Top-hat Z-scan技术在波长为532 nm, 脉宽为190 fs激光脉冲下研究了CdTe和CdS量子点的光学非线性吸收和非线性折射特性。实验结果表明: 在飞秒激光脉冲作用下, CdTe量子点的非线性吸收表现为饱和吸收, CdS量子点表现为反饱和吸收。CdTe量子点的非线性折射表现为自散焦, CdS量子点表现为自聚焦。尺寸分别为2.6、2.4 nm 的CdTe量子点和CdS量子点的非线性吸收系数分别为-9.26×10-14、0.78×10-14 m/W, 非线性折射率系数分别为-0.86×10-20、1.46×10-20 m2/W, 三阶非线性极化率分别为2.72×10-15、1.36×10-15 esu。表明相近尺寸下不同材料的镉类半导体量子点的光学非线性吸收和非线性折射特性不同, 并对其机理进行分析。
三阶光学非线性 third-order optical nonlinearity CdTe CdTe CdS CdS Top-hat Z-scan Top-hat Z-scan 红外与激光工程
2018, 47(3): 0306004
1 光电材料科学与技术安徽省重点实验室，安徽 芜湖 241000
2 安徽师范大学物理与电子信息学院，安徽 芜湖 241000
3 滁州学院电子与电气学院，安徽 滁州 239000
如何在低阈值小尺度(毫瓦或皮焦量级、微米以下)情况下激发非线性光学效应是近年来光学领域研究的重要课题。该研究最直接的应用需求就是光子集成芯片，这是未来实现超高速、大容量信息网络体系的基础。光子晶体具有类似于半导体能带的光子禁带(PBG)，被誉为“光子半导体”，为人们提供了一种新颖而又实用的操纵光子的物理手段，使低阈值、可集成非线性效应产生成为可能。越来越多的非线性效应在光子晶体中已经被发现，例如光子晶体慢光、带隙孤子、电磁感应透明、二次谐波产生、光学双稳态等，本文将着重对可用于光子集成器件开发的光子晶体非线性效应研究领域的一些主要成果和进展进行总结，介绍其相关应用并对光子晶体非线性效应研究作出展望。
光子晶体 非线性光学效应 低阈值集成光学非线性 光子集成器件 photonic crystals nonlinear optical effect nonlinear integrated optics with low thresholds photonic integrated devices
1 厦门大学航空航天学院，福建 厦门 361005
2 温州大学机电工程学院，浙江 温州 325035
本文主要介绍了纳米颗粒的短脉冲激光制备及其在非线性光学领域的应用。短脉冲激光制备纳米颗粒具有纯度高、操作简单和适用性广等优点，所制备的非线性纳米颗粒尺寸分布均匀，粒度小且可调控，在非线性光学材料中有着独特的地位。为了更深入地对此进行研究，本文介绍了纳米颗粒的光学非线性和激光的特点和原理。在此基础上，通过阐述短脉冲激光与物质相互作用的机理，说明了激光制备纳米颗粒所具有的优点，详细分析了制备条件对合成纳米颗粒的影响，并结合激光制备不同的纳米颗粒，介绍当前激光制备各类纳米颗粒的研究现状。激光制备纳米颗粒是一种操作简便、适用性广，且对环境友好的方法。
光学 脉冲激光 纳米颗粒 光学非线性 optics pulsed laser nanoparticles nonlinear optics
黑龙江大学电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080
应用Z-扫描技术对比研究了萘酞菁铅和萘酞菁钯化合物在波长为532 nm纳秒激光脉冲作用下的三阶非线光学特性。实验结果表明，两种萘酞菁化合物均显现出较强的非线性吸收特性(反饱和吸收)和非线性折射特性(自聚焦)。理论拟合得出萘酞菁铅和萘酞菁钯的非线性吸收系数β分别为6.54×10-10 m/W和3.90×10-10 m/W；非线性折射系数率n2分别为1.68×10-10 esu和8.04×10-11 esu；二阶分子超极化率系数γ分别为3.44×10-28 esu和2.57×10-28 esu，CS2二阶分子超极化率系数为4.32×10-33 esu；两种萘酞菁化合物的二阶分子超极化率强于CS2近5个数量级。实验结果表明，萘酞菁铅化合物具有较强的非线性吸收和非线性折射特性，且大于萘酞菁钯化合物的光学非线性特性是由于萘酞菁铅化合物的重原子效应提高了其光学非线性特性。
三阶光学非线性 萘酞菁 重原子效应 third-order optical nonlinearity naphthalocyanine heavy atom effect
1 吉林大学 物理学院,长春 130012
2 长春理工大学 光电信息学院, 长春 130012
3 东北师范大学 物理学院, 长春 130024
通过解析和数值模拟系统的海森堡朗之万方程的稳态解, 研究了Ladder型三能级原子辅助光力学系统的光学响应.结果表明振动镜子和原子系综的稳态行为与弹簧的劲度系数和经典泵浦场的拉比频率有关.随着劲度系数的减小和拉比频率的增大, 腔内原子系综和整个光力学系统将呈现多稳现象, 并且不同频域对应稳态解的个数有所不同.因此, 可以通过改变泵浦场拉比频率和弹簧劲度系数来控制系统的稳态响应.研究结果在量子信息处理和精密测量等领域具有潜在的应用价值.
光力学系统 微腔 多稳 光学非线性 量子相干 Optomechanical system Microcavity Multistability Optical nonlinear Quantum coherence
