王晓凤 1刘萌 1于宇 2,3王雨雷 2,3[ ... ]赵培德 1,3,*
作者单位
摘要
1 河北工业大学 理学院,天津 300401
2 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
文中基于量子阻抗洛伦兹振子(Quantum Impedance Lorentz Oscillator, QILO)模型,研究了含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子吸收特性。首先,理论推导并给出了用有效量子数、电子电量及质量和玻尔半径等微观量表示的该振子四、五阶非线性效应参量的计算参考公式。在此基础上,利用QILO模型,通过拟合取代基为R=NO2的含芴二茂铁衍生物分子线性吸收光谱,得到了其在400 nm峰值附近的电子跃迁前后的有效量子数,并进一步推算了该分子的双、三光子吸收截面。数值计算结果显示:该化合物分子在793 nm波长附近的双光子吸收截面为 $0.49\times {10}^{-20}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{4} \cdot {\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-1}$,在1 260 nm和1 314 nm附近的三光子吸收截面分别为 $2.01 \times {10}^{-25}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{6}\cdot{\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-2}$$1.00\times {10}^{-25}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{6} \cdot {\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-2}$,与实验结果均吻合较好。文中结果说明:QILO模型可以较好地描述以NO2作为取代基的含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子的吸收特性。根据QILO模型的“依据介质的线性吸收光谱可以估算其多光子吸收截面”的特点,该模型或许能为寻找具有大的双、三光子吸收截面的材料提供一种可供参考的理论分析方法,降低研究多光子过程的综合实验成本。
非线性光学 Lorentz振子 量子阻抗 非线性效应参量 分子多光子吸收截面 nonlinear optics Lorentz oscillator quantum impedance nonlinear effect parameter molecular multiphoton absorption cross-section 
红外与激光工程
2023, 52(12): 20230410
作者单位
摘要
1 广东轻工职业技术学院, 信息技术学院 广东 广州 510300
2 华南师范大学, 广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室 信息光电子科技学院 广东 广州 510006
3 华南师范大学 广东省量子调控工程与材料重点实验室 广东 广州 510006
4 广东理工学院, 大学物理实验中心 广东 肇庆 526100
腔光力学研究光子与宏观机械振子的相互作用, 目前已成为研究量子世界与经典世界之间的过渡以及研究非经典和非线性效应的重要领域。本文首先介绍该领域中的基本物理概念, 包括辐射压力、光机械哈密顿量、海森堡-朗之万方程、方程的线性化等。然后综述近年来一些新奇光力学效应的发现和研究进展, 包括光力诱导透明、非互易光传播、高阶边带产生、光机械纠缠等。最后提出了一些研究展望。
腔光力学 光机械系统 量子效应 非线性效应 cavity optomechanics optomechanical systems quantum effects nonlinear effects 
量子光学学报
2023, 29(1): 010001
周裕鸿 1郑悠 1,*徐力 1喻平 1[ ... ]王卓远 1,*
作者单位
摘要
1 宁波工程学院 电信学院,宁波 315211
2 南方科技大学,深圳 518055
光的传播通常是互易的,传统的互易性光学器件面临光学衍射极限等问题,限制了其性能的进一步提升。非互易性光学器件能够实现光的单向可控传输,非互易拓扑光子态具有抗背向散射、免疫障碍物和缺陷等多种优异的物理性质,因而在光集成电路、非线性光学等多个领域具有潜在的应用价值。本文聚焦并回顾了非互易拓扑光子学的应用价值和研究进展,分别介绍了通过旋磁材料光子晶体、基于磁表面等离子激元、利用光学非线性效应和基于时间调制等不同的途径和手段实现非互易光子拓扑态的理论依据和研究进展,比较各自特点,并对其未来发展趋势和面临的关键问题进行了分析和展望。
非互易性 拓扑光子学 光子晶体 旋磁材料 磁表面等离子激元 非线性效应 Nonreciprocity Topological photonics Photonic crystal Gyromagnetic material Surface magneo-plasmons Nonlinear effect 
光子学报
2023, 52(8): 0826002
徐西坦 1,2黄意博 1,2卢瑶 1,2马若斌 1,2[ ... ]许京军 1,2
作者单位
摘要
1 南开大学物理科学学院&泰达应用物理研究院弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津 300457
2 南开大学深圳研究院,广东 深圳 518083
太赫兹波与离子晶体中光学声子耦合形成的受激声子极化激元,为太赫兹波在晶体材料中的传输调控和非线性增强提供了有效途径,进而为强场太赫兹科学技术的发展开辟了新的可能性。从物理概念、实验方案、调控手段等方面简要回顾了受激声子极化激元相关的研究进展,分析了受激声子极化激元作用下太赫兹波对光与物质相互作用机制的影响,展望了受激声子极化激元在未来强场太赫兹科学技术中的发展潜力与应用前景。
太赫兹 受激声子极化激元 传输调控 非线性效应 
中国激光
2023, 50(17): 1714004
作者单位
摘要
1 上海大学物理系,上海 200444
2 上海电力大学电子与信息工程学院,上海 200090
3 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海 200083
为探索单周期或亚周期的强场太赫兹脉冲抽运下各种材料的非线性光学响应,基于铌酸锂(LiNbO3)晶体,采用飞秒脉冲倾斜波前技术,获得了单脉冲能量为2.6 μJ、峰值场强为632 kV/cm的强太赫兹脉冲输出,并在该辐射源的基础上搭建了太赫兹抽运-光探测系统。利用该系统研究了硒化镓(GaSe)晶体的非线性光学响应,观测到亚周期的太赫兹脉冲诱导的光学双折射,其引起的相位变化与普克尔斯效应和克尔效应相关。研究结果为强场太赫兹抽运下介质的非线性效应分析提供了思路,为材料的电光系数和非线性折射率系数的测定提供了借鉴。
材料 铌酸锂晶体 倾斜波前 强太赫兹脉冲 非线性效应 
中国激光
2023, 50(17): 1714018
王小林 1,2王鹏 1,2吴函烁 1,2叶云 1[ ... ]陈金宝 1,2
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
LD泵浦掺镱光纤激光器具有低成本、高效率、高光束质量等优点,在工业、科研、**等领域有着广泛的应用。在大部分实际应用中,由功率和光束质量决定的亮度是影响光纤激光器实际作用性能的核心指标。受到非线性效应(尤其是受激拉曼散射)和模式不稳定效应的限制,当前高亮度掺镱光纤激光器输出功率提升遭遇了明显的技术瓶颈。为了抑制非线性效应和模式不稳定效应,在传统方法的基础上,提出了变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等成体系的方法以提升光纤激光器的输出功率;为了有效提高对光纤激光器的设计研发能力,提出并开发了具有自主知识产权的光纤激光仿真软件SeeFiberLaser。首先,介绍了影响宽谱高功率掺镱光纤激光器亮度提升的主要限制因素,给出了各个限制因素的抑制方法;其次,利用自研光纤激光仿真软件SeeFiberLaser对提升光纤激光器功率的方法进行优化设计,并对工业常用的振荡器和高亮度光纤激光放大器进行仿真优化;然后,介绍课题组采用后向泵浦、变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等方法提升激光功率,实现的6~10 kW高亮度功率光纤激光器;最后,对更高亮度光纤激光器的技术方案进行讨论和展望,提出了无源器件集成化、增益传能光纤一体化等思路,提出了基于变纤芯直径增益传能一体化光纤和集成化无源器件的新型高功率近单模光纤激光器技术方案。
光纤激光器 非线性效应 模式不稳定 激光亮度 仿真软件 fiber lasers nonlinear effects mode instability laser brightness simulation software 
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230242
乔闹生 1,2,*尚雪 2
作者单位
摘要
1 湖南文理学院 国际学院, 湖南 常德 415000
2 湖南文理学院 数理学院, 湖南 常德 415000
为了在非线性测量系统中获得更好的相位测量结果,提出了一种在几乎消除非线性影响后使用双频光栅投影的相位测量方法。首先,讨论了相位测量系统的非线性效应,分析了频域中存在高阶频谱成份的基本原因,给出了减小非线性效应并分离基频信息的基本方法。然后,在减小系统非线性效应影响的基础上,分析了使用双频光栅投影测量被测物体条纹图像的相位基本原理。为验证所提出的相位测量方法的有效性,进行了计算机仿真和实际实验,获得了良好结果。在仿真实验中,该方法的误差值为有非线性影响方法的27.97%,为几乎没有非线性影响方法的52.51%;在实际实验中,该方法的相位恢复效果最好。表明采用本文方法所测量的相位效果好,误差较小。
相位测量 双频光栅 系统非线性效应 相移 高阶频谱 phase measurement dual-frequency grating system nonlinear effect phase-shift high-order spectra 
中国光学
2023, 16(3): 726
作者单位
摘要
1 西南交通大学物理科学与技术学院,成都 四川 610031
2 西南交通大学信息科学与技术学院,成都 四川 610031
常规数值求解方法在表征光纤中超短脉冲的非线性传输过程时存在计算量大、效率低等局限。随着人工智能的快速发展,深度学习技术展现出了强大的计算能力、广泛的适用范围、良好的硬件移植性,在光纤中超短脉冲非线性传输过程表征和控制研究中具有巨大潜力。本文概述了深度学习技术及其在预测光纤中超短脉冲传输、超短脉冲重构及参数估计方面的研究进展,同时展望了深度学习与光纤中超短脉冲非线性传输这一新兴交叉技术的发展方向和挑战。
光纤光学 超短激光脉冲传输 非线性薛定谔方程 光纤非线性效应 深度学习 
中国激光
2023, 50(11): 1101011
作者单位
摘要
西安邮电大学电子工程学院,陕西 西安 710121
为提高光纤无线电(RoF)系统的传输性能,提出了一种基于概率-几何混合整形的圆形正交振幅调制(PS-GS-Cir-MQAM)矢量太赫兹信号传输方案。在Matlab和VPI环境下联合仿真分析了130 GHz波段PS-GS-Cir-MQAM信号在强度调制器(IM)和同相/正交(I/Q)调制器级联的RoF系统中信号的传输性能,并比较分析了信号的误码性能在不同整形方法后的改善效果。结果表明,提出的PS-GS-Cir-MQAM太赫兹信号的误码性能均优于其他三种整形格式。其中PS-GS-Cir-32QAM信号的误码性能提升效果最为明显,相比其他三种整形格式,分别提升了0.88、1.40、2.48 dB的信号功率增益。尤其是在克服光器件和光纤的非线性效应方面,PS-GS-Cir-MQAM的矢量太赫兹信号具有更大的传输优势。
光纤光学与光通信 矢量太赫兹信号 混合整形 概率整形 几何整形 非线性效应 
激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0906001
作者单位
摘要
重庆大学 航空航天学院, 重庆 400044
基于超声无损检测技术的需要, 该文在理论分析声表面波混频效应的基础上, 提出了一种混频声表面波的激发方法, 并进行了相应的声表面波混频谐波的实验观察研究。设计并制作了以斜入射的体横波和体纵波分别激发声表面波的楔块, 通过选择适当的体横、纵波激励信号的周波数及时间延迟, 可使斜入射体横、纵波分别激发的声表面波完全混叠。通过对接收到的混叠声表面波时域信号进行脉冲反相处理和傅里叶变换, 得到明显的声表面波混频谐波信号。结果表明, 借助于楔块两列斜入射的体横、纵波可有效产生混频声表面波, 实验观察与理论预期一致, 这为发展基于混频声表面波的超声无损检测技术奠定了基础。
声表面波 非线性效应 混频谐波 脉冲反相 surface acoustic waves nonlinear effect combined harmonic pulse inversion technique 
压电与声光
2023, 45(1): 6

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