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非线性光子晶体的单向透射性

光子学报 2007年第3期36卷 439-443页

作者：王维江肖万能周金运广东工业大学物理与光电工程学院

利用非线性时域有限差分方法(FDTD)对光从某些一维缺陷层掺杂克尔非线性介质的四分之一波长光子晶体的正反两个不同方向入射时对应的一般透射特性进行了数值分析.计算表明:一定频率范围及一定光强范围的光从非线性光子晶体的正向入射时... 详细信息

利用非线性时域有限差分方法(FDTD)对光从某些一维缺陷层掺杂克尔非线性介质的四分之一波长光子晶体的正反两个不同方向入射时对应的一般透射特性进行了数值分析.计算表明:一定频率范围及一定光强范围的光从非线性光子晶体的正向入射时,透射率是其从非线性光子晶体相反方向入射时的数倍,具有单向透射性,表现为全光二极管的行为.进一步对交替介质层由空气和金红石(Ti O2)组成而非线性缺陷层由聚合物(polydiacetykene 9-BCMU)组成的光子晶体模型的透射特性进行了数值分析.在某一频率和强度附近,该模型的正向透射率是反向的6倍左右,表明其可作为一种全光二极管使用.

关键词：非线性光子晶体单向透射性全光二极管双稳态回线

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飞秒激光制备非线性光子晶体研究进展

中国激光 2023年第8期50卷 230-249页

作者：黎隆富张乐然徐力群李欣廖常锐王义平吴东深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室广东深圳518060 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060 国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230601 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230601

非线性光子晶体能够实现高效的非线性光学过程,其制备手段吸引了该领域研究者的高度关注。飞秒激光加工技术具有极高的精度、分辨率和灵活性,相比传统的非线性结构制备工艺具有独特的优势。总结归纳了利用飞秒激光加工技术构建非线性光... 详细信息

非线性光子晶体能够实现高效的非线性光学过程,其制备手段吸引了该领域研究者的高度关注。飞秒激光加工技术具有极高的精度、分辨率和灵活性,相比传统的非线性结构制备工艺具有独特的优势。总结归纳了利用飞秒激光加工技术构建非线性光子晶体的研究进展,并对涉及的准相位匹配原理进行了简要介绍。讨论了飞秒激光反转铁电畴和擦除非线性系数的加工机理,论述了这两种方式在多种维度非线性光子晶体加工方面的实验成果和应用。最后分析了目前飞秒激光加工非线性光子晶体所遇到的挑战,并展望了未来的发展前景。

关键词：激光光学飞秒激光微纳加工非线性光子晶体准相位匹配非线性光束整形

分形超晶格非线性光子晶体中的准相位匹配和切伦科夫辐射谐频

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中国激光 2016年第2期43卷 38-44页

作者：马博琴田少华王也中国传媒大学理工学部理学院北京100024

采用外加高压脉冲电场的方法制备了二维谢尔宾斯基分形超晶格结构铌酸锂(Li Nb O3)非线性光子晶体,对晶体中的准相位匹配和切伦科夫辐射谐频等光学特性进行了实验和理论研究。理论推导出了晶体中的准相位匹配倍频与不同阶次的倒易矢量... 详细信息

采用外加高压脉冲电场的方法制备了二维谢尔宾斯基分形超晶格结构铌酸锂(Li Nb O3)非线性光子晶体,对晶体中的准相位匹配和切伦科夫辐射谐频等光学特性进行了实验和理论研究。理论推导出了晶体中的准相位匹配倍频与不同阶次的倒易矢量间的对应关系,与实验结果吻合。对于同一个倒易矢量,可以实现两种波长的准相位匹配倍频。同时,实现了近红外波段的共线和非共线三倍频输出。理论计算出不同波长下的切伦科夫辐射倍频和三倍频的辐射角,与实验测量结果相吻合。在特定波长下,切伦科夫辐射谐频光环的辐射角存在最小值。同一个波长下,切伦科夫辐射三倍频的辐射角总是大于倍频的辐射角。

关键词：非线性光学准相位匹配谐频切伦科夫辐射非线性光子晶体

准晶非线性光子晶体中二次谐波波长和温度调谐的研究

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物理学报 2009年第7期58卷 4685-4688页

作者：窦军红盛艳张道中中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家重点实验室和中科院光物理重点实验室北京100190

在八重准周期极化的铌酸锂非线性光子晶体中,通过调节基频光波长实现了多个波长的同时共线准相位匹配倍频,最高转换效率达36%.同时,测量了准晶非线性光子晶体中二次谐波转换效率随晶体温度以及入射波长的变化,结果表明二次谐波在长波处... 详细信息

在八重准周期极化的铌酸锂非线性光子晶体中,通过调节基频光波长实现了多个波长的同时共线准相位匹配倍频,最高转换效率达36%.同时,测量了准晶非线性光子晶体中二次谐波转换效率随晶体温度以及入射波长的变化,结果表明二次谐波在长波处具有更宽的温度以及波长调谐带宽.该项研究对于准周期非线性光子晶体在实际工作中的运用具有重要的指导意义.

关键词：准周期非线性光子晶体温度调谐波长调谐

非线性光子晶体环型腔线缺陷波导的慢光特性研究

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光电子技术 2018年第1期38卷 55-57,62页

作者：易佳朱娜江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

线性光子晶体中可获得较低的慢光速度是以牺牲带宽为代价的。本文通过在光子晶体圆环型腔内加入克尔型非线性材料,分别构建以三角晶格和正方晶格排列的非线性环型腔线缺陷波导,利用有限元法对其慢光特性进行了仿真模拟。结果表明:正方... 详细信息

线性光子晶体中可获得较低的慢光速度是以牺牲带宽为代价的。本文通过在光子晶体圆环型腔内加入克尔型非线性材料,分别构建以三角晶格和正方晶格排列的非线性环型腔线缺陷波导,利用有限元法对其慢光特性进行了仿真模拟。结果表明:正方晶格具有更好的慢光效应,获得的最佳慢光群速度为0.0055c,在保证10-3c慢光条件下,可达到0.001的相对带宽;与线性光子晶体线缺陷耦合腔波导相比,带宽提高了两倍,实现了具有低群速度、高带宽特性的慢光效果,对进一步发展光子晶体的光缓存有着重要意义。

关键词：慢光非线性光子晶体环型腔线缺陷

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基于一维非线性光子晶体结构的全光信号处理

半导体光电 2007年第5期28卷 693-695页

作者：蒋泽赵琳梅媛媛重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

考虑具有非线性层结构的一维光子晶体结构,应用非线性介质的传输矩阵算法,建立了电磁波传播特性的理论分析模型,得到了其电磁场的平面波解,给出了数值实现方案。研究表明,该方法可以精确地模拟一维非线性介质的传输行为,简洁有效地给出... 详细信息

考虑具有非线性层结构的一维光子晶体结构,应用非线性介质的传输矩阵算法,建立了电磁波传播特性的理论分析模型,得到了其电磁场的平面波解,给出了数值实现方案。研究表明,该方法可以精确地模拟一维非线性介质的传输行为,简洁有效地给出一维光子晶体的光学双稳态特性。

关键词：非线性光子晶体全光器件传输矩阵双稳态

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非线性光子晶体中宽带频率变换的研究

非线性光子晶体中宽带频率变换的研究

作者：牛晓颖太原理工大学

学位级别：硕士

随着全光通信、超短脉冲频率变换技术的发展,超宽带可调谐频率变换技术在全光转换方面的应用日益重要。基于材料二阶非线性的级联效应是实现全光转换的一种有效手段。采用周期、准周期非线性光子晶体的准相位匹配技术可以大大提高频率... 详细信息

随着全光通信、超短脉冲频率变换技术的发展,超宽带可调谐频率变换技术在全光转换方面的应用日益重要。基于材料二阶非线性的级联效应是实现全光转换的一种有效手段。采用周期、准周期非线性光子晶体的准相位匹配技术可以大大提高频率转换的效率,却很难实现宽带范围内频率变换的连续调谐性;研究表明在无序结构的非线性光子晶体中,连续的频谱空间分布为宽带范围内多个频率变换提供了可能,然而频率变换过程中极低的转换效率限制了它的进一步应用。我们通过引入新的一维非线性光子晶体空间结构分布,即通过对结构分布周期性和无序性的有效结合和优化,深入研究一维非线性光子晶体空间结构分布对宽带二阶频率变换产生的影响,如宽带二倍频效应、宽带级联三倍频效应,建立起宽带有效的频率转换与晶体结构分布的理论模型,有效地实现频率转换过程中效率与带宽的平衡,为宽带可调谐光子器件的研究提供新的途径。主要工作有以下几点：1.首先介绍了非线性光学发展的进程和现状,接着介绍了非线性效应、二次谐波的产生和三次谐波的产生,并给出了本论文的工作安排。2.我们先从理论和数值模拟上研究了一维单周期极化结构的非线性光子晶体、一维双周期极化结构的非线性光子晶体中频率变换的特性。3.接着我们从理论和数值模拟上分析了短程有序铁电畴结构中二次谐波的产生过程。这种短程有序结构是由一系列一定长度的周期极化铁电畴结构和任意长度的单畴结构交替构成。我们研究了结构参数对频率变化过程中频谱带宽和转换效率的影响,表明转换效率可以通过增加短程有序结构的晶体长度得到提高,而频谱带宽的大小可以通过调节周期极化结构的长度加以控制。4.在一维短程有序单周期极化结构的基础上,我们重点从理论和数值模拟上分析了一维短程有序双周期铁电畴结构中宽带级联三次谐波的产生过程。这种短程有序结构是由一系列一定长度的双周期极化铁电畴结构和任意长度的单畴结构交替构成。我们研究了结构参数对级联三次谐波产生过程中可调谐频谱带宽和转换效率的影响。结果表明,通过控制双周期极化结构段的长度可以实现级联频率转换过程中带宽的调节,而级联三次谐波的转换效率可以通过增加谐波和晶体的作用长度来实现。5.总结本文内容并且对未来提出展望。

关键词：宽带频率转换二次谐波产生级联三次谐波产生准相位匹配非线性光子晶体

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非线性光子晶体中的场压缩

非线性光子晶体中的场压缩

作者：鄢嫣华中师范大学

学位级别：硕士

在电磁场与物质相互作用过程中,单原子激光是研究量子效应的关键系统之一,它是由光学谐振腔中掺杂一个原子所组成的系统。实现单原子激光的主要障碍是自发辐射。而在光子晶体中可以通过调节光子晶体态密度等方式来控制原子的自发辐射。... 详细信息

在电磁场与物质相互作用过程中,单原子激光是研究量子效应的关键系统之一,它是由光学谐振腔中掺杂一个原子所组成的系统。实现单原子激光的主要障碍是自发辐射。而在光子晶体中可以通过调节光子晶体态密度等方式来控制原子的自发辐射。在光子晶体中引入缺陷(例如,光子晶体微腔,或者,光子晶体波导)可以在光子带隙中出现缺陷态,这种缺陷态具有很大的态密度和品质因子。当光子晶体微腔中部分或者全部引入非线性光学介质时,能产生非常强而有效的非线性相互作用。这些光场和空间相位的非线性相互重叠决定了非线性过程的强度以及在非线性光子晶体中获得的光的性质。本文讨论了非线性光子晶体微腔中二能级原子在相干场驱动下腔场的频谱特性及光子统计性质。研究结果表明当光子晶体的态密度很大时腔场谱线被压缩,与线性光子晶体微腔的情况相比,其谱线变窄且峰值变大。当驱动场频率较大时腔场中辐射出的光子统计服从亚泊松分布。

关键词：非线性光子晶体参量振荡压缩光非弹性谱二阶相关函数

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一维非线性光子晶体中电磁波传播的理论分析

半导体光电 2006年第4期27卷 448-450页

作者：蒋泽赵琳付钰重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

考虑具有金属包层结构的一维非线性光子晶体,应用Maxwell经典电磁理论,建立了电磁波传播特性的理论分析模型,得到了其电磁场的全波解。根据电磁场在包层边界应满足的基本关系,建立了描述其带隙结构的特征方程,给出了特征方程迭代求解的... 详细信息

考虑具有金属包层结构的一维非线性光子晶体,应用Maxwell经典电磁理论,建立了电磁波传播特性的理论分析模型,得到了其电磁场的全波解。根据电磁场在包层边界应满足的基本关系,建立了描述其带隙结构的特征方程,给出了特征方程迭代求解的算法描述,为电磁波传播特性数值仿真分析提供了理论基础。

关键词：非线性光子晶体全波分析特征方程带隙结构