基于光纤环形腔激光器的可调谐全光波长转换器的研究

在光纤环形腔激光器中引入周期极化反转铌酸锂(PPLN)光波导，用该激光器产生的连续光作为抽运光和控制光，使其与外加的信号光发生非线性效应实现可调谐波长转换.介绍了基于准相位匹配的PPLN光波导中的和频与差频级联型全光波长转换器的基本原理.对抽运光、信号光、控制光以及转换光的光功率随着PPLN光波导的变化进行了模拟.还对转换效率随着转换光波长的变化进行了数值计算.实验验证了该波长转换器的可调谐性. 关键词： 周期极化反转铌酸锂 和频与差频 可调谐全光波长转换 光纤环形腔激光器     

宽带准连续光纤激光在周期极化铌酸锂中倍频特性的研究

双包层光纤激光器和非线性光学材料(如周期性极化的铌酸锂晶体,PPLN)相结合,开辟了实用性非线性光学器件的一个新领域。研究了准相位匹配周期性极化反转铌酸锂晶体对宽带准连续光纤激光倍频的温度特性和频谱特性。在理论上,从准相位匹配相位失配关系出发,推导了晶体温度与抽运源中心波长的关系以及温度响应带宽,并和已报道实验结果进行了比较,二者符合得很好。此外,还推导了倍频周期极化铌酸锂晶体对抽运基频光源的响应谱线带宽。在实验上,采用长度20mm,极化周期6．5μm,厚度0．5mm的周期极化铌酸锂晶体光纤激光器准连续宽带输出进行了倍频,获得了在不同控制温度下的倍频光光谱,并对此进行了详细分析。     

周期性极化铌酸锂晶体中半非共线型宽带光学参变放大理论研究

基于周期性极化铌酸锂晶体(PPLN)的准相位匹配光参变放大过程,通过倾斜周期极化铌酸锂晶体中极化域(极化光栅)一定角度,实现了介于共线匹配方式和非共线匹配方式之间的一种半非共线型准相位匹配方式,并以该匹配方式下的各光矢量几何关系得出相位匹配曲线,找到在特定抽运光和信号光波长下能获得宽带增益放大的周期极化长度。并研究其极化倾斜角度与温度特性。模拟计算表明,在合适的角度与温度条件下,该方式可以532 nm抽运光抽运的信号光在800 nm和1064 nm处均获得宽带光参变放大。     

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     

周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡调谐与容差特性分析

研究了周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡的工作机理,并讨论了其波长调谐特性与极化反转光栅周期、抽运光波长与晶体温度的关系.在此基础上,通过对相位失配因子求微分的方案,分析了光参量振荡的增益与光栅周期、抽运光波长与晶体温度的关系,以及光栅周期、抽运光波长与晶体温度容差的关系 关键词： 准相位匹配 周期性极化铌酸锂 光参量振荡     

单到单和单到双信道皮秒脉冲全光波长转换的实验研究

基于周期极化反转铌酸锂（PPLN）光波导级联倍频和差频（SHG+DFG）的二阶非线性效应,提出并实验研究了皮秒脉冲的可调谐波长转换以及单信道到双信道的波长转换.信号光采用重复频率为40 GHz,脉宽为1.57 ps的脉冲信号.连续抽运光由光纤环形腔激光器（FRL）提供.不同于传统的SHG+DFG型波长转换,信号光固定在PPLN光波导倍频过程的准相位匹配（QPM）波长处,通过调节抽运光的波长实现了转换空闲光的可调谐输出.当使用两个抽运光时实验观察到了单信道到双信道的波长转换.     

准相位匹配PPLN倍频理论研究与优化设计

对准相位匹配周期性极化铌酸锂(PPLN)倍频进行了理论研究，并对聚焦高斯光束条件下的倍频耦合波方程进行了求解，给出了准相位匹配倍频转换效率公式，分析了晶体长度与聚焦程度的关系，在此基础上对倍频谐振腔进行了优化设计，以期获得最大的倍频转换效率.本结果对准相位匹配倍频器件的设计具有一定的指导意义. 关键词： 倍频 准相位匹配 周期性极化铌酸锂     

周期极化铌酸锂制作与应用

详细介绍了一种波长转换效率很高的周期极化铌酸锂(PPLN)的原理、制作及应用。周期极化铌酸锂以其有效非线性系数大于常用块状晶体一个数量级的特点得到迅速发展，PPLN可通过外加电场极化法、质子交换法等方法制备。近年来其制备工艺和光光转化效率有了很大的提高。周期极化铌酸锂可用于固体激光倍频。半导体激光直接倍频光参量振荡和放大等方面。使用PPLN与否。很大程度上已经成为传统非线性激光光源能否继续发展的决定性因素。     

可调谐准相位匹配高效宽带二次谐波转换

高效宽带二次谐波转换在光通信、信号处理和光谱学等很多领域都有重要的应用.通常高效宽带二次谐波转换的研究都集中在几个波长,为了得到可调谐准相位匹配高效宽带二次谐波转换,理论分析了准相位匹配和群速度匹配条件.在此基础上,分别计算了0型和Ⅰ型准相位匹配情况下,温度对5 mol%掺杂氧化镁周期性极化铌酸锂和周期性极化铌酸锂晶体准相位匹配高效宽带二次谐波转换的影响.对于5 mol%掺杂氧化镁周期性极化铌酸锂晶体,在0型和Ⅰ型准相位匹配情况下,分别得到了调谐宽度15 nm和341 nm的可调谐准相位匹配高效宽带二次谐波转换;对于周期性极化铌酸锂晶体,在0型和Ⅰ型准相位匹配情况下,分别得到了调谐宽度44 nm和98 nm的可调谐准相位匹配高效宽带二次谐波转换.拓展了准相位匹配高效宽带二次谐波转换的波长范围.     

准相位匹配周期极化高掺镁铌酸锂532 nm倍频准连续输出研究

对周期性极化高掺镁铌酸锂倍频过程进行了准相位匹配倍频理论研究。在室温下通过外加电场极化法,用较低的极化开关电场～5．5kV／mm,在厚为1mm、长为10mm、宽为10mm的掺镁铌酸锂基片上成功地制备了周期为5．8～7．3pm(间隔0．3pm)的一阶准相位匹配倍频周期性极化光学微结构。将温度控制在70℃左右,以波长为1．060μm的Nd：YAG激光为基频光源,对所研制的光学微结构样品进行倍频通光实验验证。当入射基频光为920mW时,可以获得约15mW的532nm准连续倍频蓝光输出．其归一化转换效率高达1．77％／W。     

LiNbO3电光调谐光学参变振荡器

在光学参变振荡器中 ,角度或温度调谐方式的最大缺陷就是参变光波长变化较慢 ,调谐操作复杂 ;电光调谐方式具有调谐速度快 ,操作简单的优点。利用非线性光学晶体LiNbO3 的电光效应 ,在 1 0 6 4 μmNd∶YAG激光器输出的抽运光作用下 ,切割角θ =4 7.5°,在垂直于 1.0 6 μm抽运光偏振方向上加 - 4 .5 +4.5kV直流电压 ,实现参变光波长调谐输出 ,输出光能量约为 2 6mJ左右 ,转换效率 η≈ 17.3%。实验所得的参变光波长变化与调谐电压的线性关系与理论计算相吻合 ,为实现光学参变振荡器的快速调谐快速输出提供了一种可行的技术途径。     

Theoretical investigation of nonlinear properties of electrooptical chromophores

Organic electrooptical (EO) chromophores are now gaining more attention because the property of organic photorefrative (PR) materials could be controlled by doped EO chromophores. In this paper, nonlinear optical (NLO) properties of a new group of organic electrooptical chromophores, synthesized recently in our laboratory, were elucidated theoretically with the quantum chemical density functional theory (DFT) and the intermediate neglect of differential overlap Hamilton and the configuration interaction (INDO/CI), as well as semiemperical Austin Model 1 (AM1) methods. The electronic transition intensity, dipole moment and the second- order polarizability were obtained. The results show this group of chrormophores possess appropriate optical absorption property and good electrooptical property and optical activity. The second-order polarizabilities βare as large as the order of 10-29 to 10-28 ESU, indicating the promising applications in the future. The physical mechanism of NLO is discussed by means of molecular orbital and electronic charge distribution.     

聚合物弥散液晶材料在1550nm的电光特性研究

实验研究了不同配方及工艺条件下,聚合物弥散液晶（PDLC）材料在1550nm处的电控光透射特性。由此筛选合适的配方和工艺,研制了聚合物弥散液晶电控可调光衰减器样品。实验说明,在1550nm工作点,50％左右合适的液晶含量的聚合物弥散液晶样品能够获得更好的电控光学性能。采用配方质量比ω（DHPA）：ω（E7）：ω（RB）：ω（NVP）：ω（NPG）=100：100：3：2：1．5的配方,制作在1550nm工作的聚合物弥散液晶光衰减器样品。经检测,输入光源为1550mm,223μW时,器件插入损耗为2．3dB,衰减调节范围为13dB,线性工作区域为20～70V。     

280mm×280mm口径单脉冲过程电光开关

用于高功率惯性约束聚变(ICF)激光驱动器的大口径电光开关均采用等离子体电极泡克耳斯盒。与传统的等离子体电极电光开关原理不同,单脉冲过程驱动电光开关没有独立的大电流等离子体发生单元,而只是通过具有较高幅值的正负开关脉冲完成对大口径电光开关的驱动。介绍单脉冲过程驱动等离子体电极泡克耳斯盒电光开关的设计,并建立280 mm×280 mm口径电光开关实验平台,利用连续激光器测试了电光开关特性,实验测得该电光开关中心处开关效率为99.3%,开关上升时间为90 ns。     

一种新颖的偏振不敏感的基于半导体光放大器的四波混频光波长转换方法

提出和论述了一种新颖的偏振不敏感的基于半导体光放大器的四波混频光波长转换方法。基本思想是设计和采用一种全光学偏振态转换器 ,理论上能将随机偏振态的输入信号光转换为固定偏振方向且功率基本不变的线偏振光 ,利用它控制信号光的偏振态能够克服四波混频过程所固有的偏振敏感性。将这种方法与正交偏振双抽运方法结合起来 ,能较简单地实现偏振不敏感且具有近似常数转换效率的宽带四波混频光波长转换     

Compact Optical Omega Network

ＣｏｍｐａｃｔＯｐｔｉｃａｌＯｍｅｇａＮｅｔｗｏｒｋ￥ＷＡＮＧＮｉｎｇ；ＹＩＮＹａｏａｌ；ＱＩＡＮＪｉａｊｕｎ；ＬＩＵＬｉｒｅｎ（ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉｃａ，Ｐ．Ｏ...     

单个波长到多个波长的变换实验

报道一种波长变换的新方法.采用此方法不需要任何泵浦光便能够直接将信号光变换成在特定谱宽内的任意多个任意波长的变换光,这对于将来的波分复用光网络提供了较大的方便.此波长变换的原理是利用色散位移光纤的非线性效应产生超连续光谱(SC)信号,由于这种SC信号携带有变换光信号,对这种连续谱进行滤波便能够得到所需要的任意频率的变换信号.此变换方式具有变换频带宽,偏振不敏感的优点。     

采用电光效应实现双折射切趾的集成光学声光可调谐滤波器

声光可调谐滤波器（AOTF）是密集波分复用系统（DWDM）中的关键器件之一。影响该器件性能的一个主要因素是透过率曲线中旁瓣的存在。基于双折射切趾的原理，提出了利用LiNbO3 电光效应来实现切趾的新方案。对该方法进行了理论和实验两方面的研究，实验结果与理论基本相符。     

FWM conversion with pump suppression for filterless optical packet switching applications

The use of a Pump-Suppressed Four Wave Mixing PS-FWM wavelength converter in a wavelength conversion and selection switching scheme is examined and demonstrated. The scheme requires a single 2 × 1 Mach Zenhder Interferometer (MZI) and offers substantial pump suppression and efficiency improvement in terms of optical signal-to-noise ratio. Performance measurements on the combination of PS-FWM wavelength converter with an Arrayed Waveguide Grating (AWG) for passive routing, shows the potentially successful use of the scheme in an ultra-fast wavelength routed optical packet switching scheme where the use of optical filters for the separation of the converted signal from the pump is avoided.     

Measurements of Time-Varying Characteristics of Optical Signals and Inhomogeneities of Tested Substances with Additional Phase Modulation

The problem of investigation of the amplitude and phase structure of a time-varying probing optical signal and the structure of time-varying inhomogeneities of a substance tested by this signal is considered. The analysis is concerned, in particular, with determination of the structure of signals and processes with resolution in the pico- and femtosecond range. The scheme used for the analysis is based on registration of four spatially separated spectra of the studied radiation. The spectra are formed in a four-channel scheme with a twin-wave Michelson interferometer and a spectral device. Modulators based on electrooptical crystals (perovskites) are placed in the channels. The sum spectra are formed: without modulators, with the effect of either of the modulators, and with both of them affecting the radiation. The effect of the studied substance implies either modulating the radiation (in this case it is described by multiplication) or redistributing the radiation (then it is described by convolution).