切伦科夫型级联二阶非线性效应的解析优化

在考虑传输损耗的基础上，用解析的方法详细分析和优化了平板波导中切伦科夫型级联二阶非线性效应引起的基波非线性相位移动和基波功率的变化，结果表明，基波非线性相位移动和基波功率变化对波导参数和光波波长有强烈的依赖关系。另外，即使不引入周期畸反转，只要对波导厚度和入射光波波长合理选择，就可以在基波功率消耗很小的情况下得到相当大的基波非线性相位移动（＞2π）。不引入畸反转可以避免制作高质量反转结构的技术困难，对该结构在全光开关器件中的实际应用有重要的价值。     

二次谐波产生的非线性相移的解析研究

给出一种分析二阶非线性级联效应的解析方法，对Ⅱ型二次谐波产生的非线性级联效应进行了详细的理论研究和分析。结果表明倍频晶体中正交输入两个振幅不相等的基波分量时，在近相位匹配下二阶非线性级联效应能够产生大的相移。利用本文的解析方法可以对任意二阶非线性相移产生的过程进行优化，从而以最小的需求输入功率来获得特定的相移。还对由非线性相移诱导的且与光强有关的偏振旋转效应和一种基于偏振旋转效应的全光偏振开关进行了分析和讨论。本文的结果对于建立一种基于Ⅱ型倍频晶体中非线性相移诱导偏振旋转效应的新全固化被动锁模飞秒激光装置具有十分重要的意义。     

周期性极化铌酸锂波导全光开关特性分析

从理论方面研究了基于和频与差频级联二阶非线性效应的周期性极化铌酸锂波导全光开关的特性,给出了耦合模方程在满足相位匹配条件下小信号近似的解析表达式.用数值方法求解耦合模方程,讨论了相位失配情况下输出的信号光功率与控制光功率的关系.分析了全光开关器件的极化反转光栅周期、晶体温度、控制光波长等参量的容差特性与相互作用长度和晶体温度的关系 关键词： 级联二阶非线性 光开关 准相位匹配 周期性极化铌酸锂     

铁电晶体畴壁增强非线性性质的研究

通过研究畴壁切伦科夫倍频,发现畴壁存在巨大增强的非线性系数.由此造成的畴壁“定域性”使其可以对非线性极化波产生相速度调制,进而影响切伦科夫倍频.提出并证实了极限切伦科夫倍频的存在,并分析了它和准相位匹配倍频产生的区别.     

飞秒激光在晶体中传输的级联非线性过程

系统地回顾了有关级联过程导致的各种非线性效应的工作,指出了级联效应可导致不同光谱成分间出现能量转移现象,且二阶级联过程中产生的白光还能够提供种子光进而得到基于参量放大过程的宽带锥形辐射。在此基础上,进一步研究了入射的基频波长对于超连续白光能量转移效果及产生倍频效率的影响以及二阶级联过程引起的偏振调制现象,指出当入射波长越靠近相位匹配波长时倍频效率越高,发现二阶级联效应还可以引起显著的基频光偏振调制。     

铌酸锂光波导在超宽带信号产生中的新应用

铌酸锂光波导具有非线性系数大、响应速度快、低噪声等优点,因此在高速光信号处理中有着非常广泛的应用。铌酸锂光波导中有倍频、和频、差频、级联倍频和差频、级联和频与差频等二阶和级联二阶非线性效应,利用这些非线性效应可以实现多种高速全光信号处理功能。     

相位畸变光束二次谐波的相位变化

研究了基波相位畸变对二次谐波相位分布的影响。针对具有不同像差、而光强分布为高斯型光束，以KDP晶体I类匹配为例，数值计算得到其二次谐波光束的光强分布和相位分布，分析了基波的像差、离散效率以及衍射效应的影响效果。研究表明不同的像差对于谐波的影响是不同的，主要取决于由其引起的全口径上相位失配的情况；离散效应主要带来的是倾斜像差，其高阶像差的影响随着离散效应的加剧而增大；而衍射效应的影响在一般情况下都是可忽略的。最后给出了在离散效应和衍射效应的影响可以忽略的情况下，基波相位畸变对二次谐波影响的近似估算式。     

级联二阶非线性法布里-珀罗谐振腔特性分析

在小信号近似下,得出了级联二阶过程的表达式。利用该式的有效三阶极化率的表达式,讨论了存在二阶非线性光学晶体的法－珀谐振腔的非线性光学特性。分析表明,由于谐振腔的存在,通过非线性晶体的功率密度超过入射功率密度几十倍以上,因而产生较大的、随相位失配变化的非线性相位漂移。当相位失配接近２π时,获得基叔光的最大相位漂移。该最大相位漂移对应的相位失配随着入射功率密度、非线性晶体的地阶极化率和晶体长度而变化。     

二维多色阵列辐射的产生及其弱光控制

在二阶非线性介质中观察到二维多色阵列辐射. 空间分布为椭圆状的飞秒光束在二阶非线性介质中空间分裂成二阶空间孤子，与另一飞秒光束交叉重叠发生非共线级联二阶非线性耦合后产生了二维多色阵列辐射. 同时，交叉耦合的光束在介质中形成了瞬态光栅，同步注入的超连续白光被此瞬态光栅衍射，获得相同相位的上转换二维多色阵列放大. 注入少量二次谐波，抑制了二阶空间孤子的产生，从而导致二维多色阵列辐射及其上转换放大被抑制. 关键词： 二维多色阵列 级联非共线二阶非线性 弱光控制     

一种基于二阶非线性级联的新颖全光开关

利用光子流概念研究了三波混频中本征模状态的相位和光子流的变化,以及该状态对光波的初始相位和初始光子流的要求,研究了三波混频中只有光子流的交换却没有相位变化的特殊状态,提出了本征模状态推拉式非线性光环镜的全光开关,并数值计算了这种全光开关的性能,数值结果表明,该光开关的性能稳定性好,并且易于实现和控制输出信号光的光强及相位. 关键词： 二阶非线性 级联 全光开关 光子流 三波混频 非线性光环镜     

低电场周期极化化学比掺镁铌酸锂绿光倍频器

对气相平衡扩散输运工艺制备的化学比掺镁铌酸锂晶体进行周期极化,实验中发现化学比掺镁铌酸锂晶体的矫顽场为12kV/mm,只有常用的同成分铌酸锂晶体的矫顽场的1/20,用低电场就可以制备出结构均匀周期为62～64μm的周期性极化结构.在室温下对此周期极化结构进行二次谐波倍频实验,其归一化倍频转换效率为48%/W。     

Mode Competition and Self-Consistent Simulation of a Second Harmonic Gyrotron Oscillator

A nonlinear numerical simulation of a second harmonic gyrotron oscillator is presented in this paper. Mode competition from a competing fundamental mode is investigated. In addition, a self-consistent nonlinear theoretical model, including the effect of velocity spread, is applied to analyze the second harmonic gyrotron. A series of numerical calculations is carried out for different electron beam parameters. The results are compared with that of calculations using the cold-cavity, fixed field approximation and with experiments. Good agreement is found between our calculations and an experiment at Fukui University. The azimuthal polarization of the field and the choice of the electron beam radius are also discussed.     

Ab initio pair potential energy curve for the argon atom pair and thermophysical properties for the dilute argon gas. II. Thermophysical properties for low-density argon

A recent argon–argon interatomic potential energy curve determined from quantum-mechanical ab initio calculations and described with an analytical representation [B. Jäger, R. Hellmann, E. Bich, and E. Vogel, Mol. Phys. 107, 2181 (2009); 108, 105 (2010)] was used to calculate the most important thermophysical properties of argon governed by two-body interactions. Second pressure, acoustic, and dielectric virial coefficients as well as viscosity and thermal conductivity in the limit of zero density were computed for natural argon from 83 to 10,000?K. The calculated values for the different thermophysical properties are compared with available experimental data and values computed for other argon–argon potentials. This extensive analysis shows that the proposed potential is superior to all previous ones and that the calculated thermophysical property values are accurate enough to be applied as standard values for the complete temperature range of the calculations.     

Design of a 24 GHz, 25-50 kW Technology Gyrotron Operating at the Second Harmonic

The preliminary design of a moderate (25-50 kW) gyrotron operating at the ISM (industrial, scientific, medical) frequency of 24.1 GHz is presented. Operation at the second harmonic is considered so that one can obtain radiation at the given frequency with only half the magnetic field required.     

Idealization Second Quantization of Composite Particles

A practical method is developed to deal with the second quantization of the many-body system containing the composite particles.In our treatment,the modes associated with composite particles are regarded approximately as independent ones compared with those of unbound particles.The field operators of the composite particles thus arise naturally in the second quantization Hamiltonian.To be emphasized,the second quantization Hamiltonian has the regular structures which correspond clearly to different physical processes.``     

手性薄膜表面二次谐波圆二向色性的研究

给出了螺旋型手性分子薄膜表面反射方向的圆二向色性的谐波强度表示式,分析了谐波的强度与手性分子的取向,分子的螺距和半径等结构参数的关系,给出了数值模拟结果,发现在入射光强一定的情况下,谐波强度在螺距和半径的取值范围内分别存在着最大值,以及螺距与半径之间满足的关系式随分子取向角的变化而不同。     

How does the Entropy/Information Bound Work?

According to the universal entropy bound, the entropy (and hence information capacity) of a complete weakly self-gravitating physical system can be bounded exclusively in terms of its circumscribing radius and total gravitating energy. The bound’s correctness is supported by explicit statistical calculations of entropy, gedanken experiments involving the generalized second law, and Bousso’s covariant holographic bound. On the other hand, it is not always obvious in a particular example how the system avoids having too many states for given energy, and hence violating the bound. We analyze in detail several purported counterexamples of this type, and exhibit in each case the mechanism behind the bound’s efficacy. In memoriam Asher Peres.     

应用级联倍频方法提高倍频系统输出稳定性研究

提出应用级联倍频方法提高倍频系统输出稳定性,并就该方法的有效性进行了理论分析和模拟计算.分析和计算结果不但证明级联倍频方法能实现倍频系统稳定输出,而且还表明可以通过仔细调节第一块倍频晶体中波矢方向 k 与光轴间夹角、两块倍频晶体间的间隔,能调节改变实现倍频系统最稳输出时所需第二块晶体的理论计算长度,使之与第二块倍频晶体的实际加工长度一致,最终实现系统稳定倍频输出.级联倍频方法在实现高输出稳定性的同时能实现高的倍频转换效率,对应用于光参量啁啾脉冲放大系统的高稳定抽运源系统的设计建造具有重要参考意义. 关键词： 级联倍频 稳定倍频输出 光参量啁啾脉冲放大     

Strong-interaction approximation in the theory of second harmonic generation of intense short laser pulses

The method of strong interaction of nonlinear waves has been developed to analyse the second harmonic generation of intense laser radiation in the transient regime. Analytic solution for frequency conversion efficiency – taking into account the pump radiation depletion, influence of phase mismatch, dispersion of group velocities and higher nonlinearities – has been first obtained. A comparison of theoretically derived results and known experimental data has been conducted, and a general agreement of these results has been obtained. The optimal conditions of the second harmonic generation of neodymium laser radiation into femtosecond pulse duration range have been determined.     

磁诱导的光学二次谐波及其应用

介绍一种新近发展起来的，利用光学非线性效应来进行磁学测量的实验方法－－磁诱导的光学二次谐波。该方法不仅对于表面的对称性及磁性结构具有极高的探测灵敏度，更重要的是它还是现在极少数可对多层薄膜的界面进行研究的技术，这为当今非常活跃的磁性单层、多摹研究工作提供了一个强有力的手段。