厚非线性介质瞬态热光非线性效应的研究

瞬态热光非线性效应是指由脉冲宽度可以和非线性效应的建立时间相比拟的纳秒脉冲激光入射产生的热光非线性效应.用Zscan法测量了不同厚度、不同束腰半径碘的酒精溶液的瞬态热光非线性效应曲线.从声波的传播方程和光波的非线性传播方程出发,用数值计算方法模拟了这一非线性过程.并对实验结果和数值模拟结果进行了比较 关键词： 瞬态热光非线性效应 非线性光学 数值计算     

克尔介质中瞬态热光非线性效应的作用

研究了介质中瞬态热光非线性效应对于克尔效应Z扫描测量结果的影响，观察到了Z扫描峰谷特性的转变，相应的数值模拟结果与实验结果很好地吻合.实验也发现，克尔效应和瞬态热光非线性效应相互抵消时Z扫描曲线呈现出新奇的单峰或平台状曲线.对于用纳秒脉冲激光进行的Z扫描测量结果的正确分析具有重要意义. 关键词： 瞬态热光非线性效应 克尔效应 Z扫描     

相位物体$lt;i$gt;Z$lt;/i$gt;-扫描研究金属簇合物［$lt;i$gt;Tp$lt;/i$gt;*W($lt;i$gt;μ$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;-S)$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;Cu$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;$lt;i$gt;Py$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;($lt;i$gt;μ$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;-Br)］($lt;i$gt;PF$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;6$lt;/sub$gt;)/DMF溶液的瞬态热致非线性折射

在纳秒时域,采用相位物体（PO）Z-扫描技术研究了一种新型金属簇合物溶液的瞬态热致非线性效应.该方法的最大优点是很容易区分瞬态热致非线性折射和三阶非线性折射.本文利用PO Z-扫描和传统Z-扫描研究了在8 ns脉宽、不同能量激光脉冲作用下［Tp*W（μ₃-S）₃Cu₃Py₃（μ₃-Br）］（PF₆）/DMF溶液的光学非线性.从声波方程和热传导方程出发,对实验结果进行了理论分析和数值模拟,理论值和实验结果很好的吻合.研究结果表明,样品溶液的非线性折射主要来源于瞬态热致非线性效应. 关键词： Z-扫描')" href="#">相位物体 Z-扫描 瞬态热致非线性折射 光克尔效应 DMF     

相位物体Z-扫描研究金属簇合物[Tp*W(μ3-S)3Cu3Py3(μ3-Br)](PF6)/DMF溶液的瞬态热致非线性折射

在纳秒时域,采用相位物体(PO)Z-扫描技术研究了一种新型金属簇合物溶液的瞬态热致非线性效应.该方法的最大优点是很容易区分瞬态热致非线性折射和三阶非线性折射.本文利用PO Z-扫描和传统Z-扫描研究了在8 ns脉宽、不同能量激光脉冲作用下[Tp*W(μ3-S)3Cu3Py3(μ3-Br)](PF6)/DMF溶液的光学非线性.从声波方程和热传导方程出发,对实验结果进行了理论分析和数值模拟,理论值和实验结果很好的吻合.研究结果表明,样品溶液的非线性折射主要来源于瞬态热致非线性效应.     

非线性克尔效应对飞秒激光偏振的超快调制

研究了近红外飞秒激光的偏振在太赫兹频率的超快调制.利用抽运-探测光谱技术,通过改变两个脉冲之间的延迟时间可以控制光脉冲的旋转角.在Li：NaTb（WO₄）₂磁光晶体中观察到探测光的偏振随延迟时间变化的高速振荡,振荡信号的中心频率为0.19 THz.这种超快偏振调制现象可以解释为,抽运-探测实验构置中,前向传播的抽运光诱导的光学克尔非线性引起被晶体远端表面所反射的背向传播的探测光脉冲偏振面的额外旋转.通过改变抽运光的圆偏振旋性可以控制探测光调制信号的相位和振幅.实验结果表明,非线性光学克尔效应可以作为一种全新的手段,在磁光晶体中实现近红外飞秒激光以太赫兹频率的超快偏振调控.这将在超快磁光调制器等全光器件中得以应用.实验结果将有助于偏振依赖的超快动力学过程的研究.     

光脉冲在激光放大介质中的非线性传播

 在考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应和群速度色散以及活性粒子的增益分布后，导出了光脉冲在激光放大介质中传播的基本方程。并在光脉冲中心频率与介质增益峰值频率时重合时，对皮秒超高斯光脉冲在钕玻璃激光放大介质中传播的脉冲形状进行了分析讨论。     

一种光纤通信系统中非线性克尔效应抑制新方法

本文从非线性薛定鄂方程出发,提出了一种全光学的相位预加重来抑制非线性克尔效应的新方法,通过在发射端将输入光脉冲的初始相位上叠加一个平方相位值,改变光脉冲的初始相位值,从而提高光脉冲在光纤传输中抗非线性克尔效应能力.通过理论研究,仿真分析以及实验验证了该方法的可行性,实验验证在接收端可以提高误码率2个数量级以上.在长距离大容量光纤通信系统中有很好的应用前景.     

五阶克尔非线性光纤放大器中光脉冲的传输特性

以变系数高阶非线性薛定谔方程为理论模型,对光脉冲在具有五阶非线性克尔效应光纤放大器中的传输特性进行了研究.在加入振幅微扰、相位扰动、噪声微扰的情况下,数值模拟了亮孤波、灰孤波和黑孤波在光纤系统中的传输稳定性,并且讨论了孤子间的相互作用.数值模拟结果表明:在有限的微扰下,三种光脉冲具有良好的传输稳定性.     

五阶非线性克尔效应影响下光脉冲的传输

以变系数五次金兹堡-朗道方程为理论模型,在考虑和忽略五阶非线性克尔效应情况下,分别得到了精确的孤子解和耗散孤子解。数值模拟结果表明,这两类孤子解脉冲在非均匀光纤中都能以光孤子的形式传输。另外,考虑五阶非线性克尔效应时,分析了有微扰时光孤子的传输稳定性和双超短光脉冲相互作用。     

非线性光子晶体中光敏超棱镜现象的研究

基于非线性时域有限差分法,模拟了克尔非线性光子晶体中的光敏超棱镜现象.结果发现,当光强变化230 W/μm时,两束光在空间上能被分开10°,选取较大的基本功率将有助于提高其光强分辨率. 而且,当自抽运光较强时,光子晶体中光波的波矢方向将会发生转动. 此外,光束在非线性光子晶体中长距离传播时,透过率的变化将经历几个不同的阶段,分别对应于不同原因所造成的光强损耗. 关键词： 光子晶体 超棱镜 克尔非线性效应     

基于瞬态光栅频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的研究

超宽光谱的飞秒脉冲测量一直是超快激光领域的重要研究方向之一.常规的飞秒脉冲自相关方法是通过测量自相关倍频信号来获得,而倍频信号具有波长选择性,不同中心波长的飞秒脉冲测量需要更换不同的倍频晶体,十分不方便.因此,提出了一种改进型的瞬态光栅频率分辨光学开关(TG-FROG)方法用于测量飞秒脉冲.该方法结合四波混频和频率分辨光学开关方法,其基本过程是将待测脉冲分为三束,其中两束脉冲经过精密的延时控制并聚焦在光学介质上达到时空重合,利用三阶非线性效应产生稳定的瞬态光栅作为开关光;另一束脉冲作为探测光与产生的瞬态光栅进行相互作用产生一个信号光,使用光谱仪对该信号光的光谱与延迟时间进行测量,并通过反演迭代算法处理而获取待测飞秒脉冲的光谱与电场信息.该方法只需要待测光的功率密度达到三阶非线性效应就可以实现测量,因此可以应用于任意中心波长的飞秒脉冲测量.利用该方法对中心波长分别为800 nm, 400 nm的飞秒脉冲,以及超连续亚10 fs的周期量级超宽光谱飞秒脉冲进行了测量,并与常规的干涉自相关仪器测量结果进行了比较,所得测量结果基本一致.实验结果表明,建立的基于TG-FROG方法对不同中心波长,不同脉冲宽度的飞秒脉冲测量是十分有效的.     

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.     

重复脉冲注入下半导体光放大器皮秒增益和折射率非线性的数值模拟

对重复周期小于载流子寿命的重复脉冲注入的情况，从速率方程出发，用分段模型对半导体光放大器的皮秒增益和折射率非线性进行了数值模拟，给出了重复脉冲注入下输出光脉冲时域波形的畸变、注入光脉冲引起的增益和相位变化，输出光脉冲上的频率啁啾随注入脉冲数增加的变化，以及归零光信号码流引起的增益和相位变化。     

Time analogue of the z-scan technique suitable to waveguides

We propose a new technique to perform measurements of nonlinearities in optical waveguides based on the variation of an optical pulse chirp. This technique is analogous to the z-scan technique in the time domain. We analyze the new experimental method analytically and numerically, obtaining an useful expression relating the nonlinearity with a peak-valley structure. Practical ways to implement the technique are discussed. Received 13 March 2001     

Kinetics of the transient optical absorption in Li<Subscript>2</Subscript>B<Subscript>4</Subscript>O<Subscript>7</Subscript> and LiB<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>5</Subscript> lithium borate crystals

This paper reports on a study of the kinetics of electron tunneling transport between electron and hole centers in Li₂B₄O₇ and LiB₃O₅ lithium borate crystals under the conditions where the mobility of one of the partners in the recombination process is thermally stimulated. A mathematical model has been proposed to describe all specific features in the relaxation kinetics of the induced optical density observed in Li₂B₄O₇ (LTB) and LiB₃O₅ (LBO) nonlinear optical crystals within a broad time interval of 10⁻⁸−1 s after a radiation pulse. The results of calculations have been compared with experimental data on transient optical absorption (TOA) of LTB and LBO crystals in the visible and ultraviolet spectral regions. The nature of the radiation defects responsible for TOA and the dependence of the TOA decay kinetics on temperature, excitation power, and other experimental conditions have been discussed.     

Phonon-assisted damping of Rabi oscillations in semiconductor quantum dots

Electron-phonon interaction is a major source of optical dephasing in semiconductor quantum dots. Within a density matrix theory the electron-phonon interaction is considered up to the second order of a correlation expansion, allowing the calculation of the quantum kinetic dephasing dynamics of optically induced nonlinearities in GaAs quantum dots for arbitrary pulse strengths and shapes. We find Rabi oscillations renormalized and a damping that depends on the input pulse strength, a behavior not known from exponential dephasing mechanisms.     

半导体光放大器亚皮秒量级超快动态特性的研究

通过考虑脉冲频谱的增益色散，提出了一个分析亚皮秒光脉冲在半导体光放大器(SOA)中传输的新思路.分别对超快光脉冲在时域和频域内进行离散化，建立了一个更为合理的传输数值模型.基于该模型，观察到了脉冲频谱的明显漂移，并探讨了漂移量与脉冲载波波长、脉冲能量、脉冲宽度、SOA长度和注入电流等外部条件之间的关系，从理论上解释了文献没有证实的实验结果.同时，基于交叉增益调制原理，利用双光束结构，描述了载流子加热、光谱烧孔效应和双光子吸收等非线性效应引起的增益压缩.理论分析的结果为改善SOA的动态特性提供了指导. 关键词： 半导体光放大器 超快非线性效应 增益色散性     

基于单个半导体光放大器的高速多功能逻辑门

采用半导体光放大器(SOA)中的非线性效应可以实现多种多样的高速全光信号处理. 利用SOA的非线性效应(包括四波混频、交叉增益调制、瞬态交叉相位调制等)实现了多种功能的逻辑运算,包括“与”、“或非”、“同或”、“或”和“非”. 由于SOA用于全光信号处理的调制速率受到增益恢复时间较慢的限制而无法实现高速的信号处理,在SOA后面级联一个带宽为0.32nm的失谐滤波器可以提高SOA的工作速率,仅用一个SOA实现了40Gbit/s的多功能逻辑门. 关键词： 半导体光放大器 全光逻辑门 瞬态交叉相位调制