非线性光子晶体中原子辐射光场的非经典性质

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的统计性质.研究结果表明,当光子晶体的态密度很大时,如果腔场模与原子共振荧光Mollow峰的中心峰共振,则腔场的涨落压缩到量子散弹噪声之下,且与线性光子晶体微腔的情况相比其谱线峰值变大.当驱动场频率较大时光子服从亚Poisson分布,且非常接近Poisson分布.     

驱动对光子晶体中原子自发辐射的影响

文章讨论了在驱动场作用下,三能级原子在光子晶体中的自发辐射问题。由于量子干涉和光的局域化作用,两个上能级中的布居数将具有周期振荡或准周期振荡的性质,     

各向异性光子晶体中∧型原子的自发辐射性质

讨论了各向异性光子晶体中∧型三能级原子的辐射性质.研究发现,原子上能级与光子晶体带边的相对位置和两低能级相对位置将直接影响原子的动力学性质及其周围辐射场的性质.通过数值计算和理论分析,得到了光子晶体中原子周围辐射场在不同位置随时间演化的图像,并讨论了光子晶体对原子辐射谱的影响.     

各向异性光子晶体中Λ型原子的自发辐射性质

讨论了各向异性光子晶体中Λ型三能级原子的辐射性质. 研究发现，原子上能级与光子晶体带边的相对位置和两低能级相对位置将直接影响原子的动力学性质及其周围辐射场的性质. 通过数值计算和理论分析，得到了光子晶体中原子周围辐射场在不同位置随时间演化的图像，并讨论了光子晶体对原子辐射谱的影响.     

驱动场对光子晶体中原子自发辐射的影响

文章讨论了在驱动场作用下, 三能级原子在光子晶体中的自发辐射问题.由于量子干涉和光的局域化作用,两个上能级中的布居数将具有周期振荡或准周期振荡的性质,这不仅与两个上能级与禁带的相对位置有关,同时也与原子的初始状态有关.驱动场的强度和入射位相也能控制光子晶体中三能级原子的自发辐射.     

多用非经典光场产生系统的实验研究

由α-切割KTP晶体组成的半整块非简并光学参量振荡腔，以倍频Nd:YAP激光器作抽运源，可在不同运转条件下获得两类非经典光场.低于振荡阈值，该系统输出最大压缩度为3.7dB的双模正交压缩真空态；高于阈值，产生强度差压缩度为7dB的量子相关孪生光子对.系统能在锁定状态下持续稳定运转半小时以上. 关键词：     

光子晶体光纤非线性系数的数值计算

针对全反射型光子晶体光纤在短波长处的横向电场分布特点,在忽略空气孔内极为微小的电场影响下,将光纤等效为阶跃型光纤,导出一种新的计算有效折射率的方法.结合Sellmeier公式推出光子晶体光纤的非线性系数与其两个几何结构参量和波长的简洁解析关系.对非线性系数随着这些参量的变化进行了数值计算与讨论,得出非线性随着空气孔直径或空气孔直径与孔间距比d/Λ值的增大成指数上升的规律.在波长为0.55 μm和0.85 μm时,非线性系数分别可高达3.5和2.54 m－1W－1.     

一维光子晶体中光场分布特性分析

给出了在任意入射角下光子晶体的透射率、反射率及光在光子晶体内部场强分布的正确表达式.在此基础上,研究了入射光角频率分别为基频奇数倍、偶数倍时在光子晶体内部的场强分布.此外,还研究了不同入射角、光入射方向及缺陷层对场强分布影响,得到了一些新的有价值的结果,这为光子晶体的制备提供了依据.     

各向异性光子晶体中Λ型原子动力学性质研究

讨论了各向异性光子晶体中外驱动场作用下Λ型原子的动力学性质及辐射谱特性. 通过理论 分析和数值计算发现，原子上下能级的布居数将出现准周期性振荡的性质，其振荡的频率和 振荡的幅度与上能级的耗散系数γ， 驱动场的作用强度，驱动场和共振频率失谐度δ等相 关； 原子上能级与光子晶体带边的相对位置将直接影响到原子自发辐射的模式. 此外，从 辐射谱的角度分析光子晶体对原子周围辐射场的特性及其传输性质的影响.     

具有非线性缺陷的光子晶体的局域模

采用传输矩阵的方法，严格导出一维具有克尔非线性缺陷的光子晶体的局域模频率方程。局域模频率依赖于局域光强。取负克尔系数时，随着局域光强的增加，局域模频率从下带边出现，在带隙间上升，最后消失在上带边。在给定人射光频率下，随着人射光强的变化，系统呈现出双稳态。这种光学稳态性质则由局域模频率的移动引起的。     

Tunable and switchable multi-wavelength Erbium-doped photonic crystal fiber ring laser incorporating a length of highly nonlinear photonic crystal fiber

A tunable and switchable multi-wavelength Erbium-doped photonic crystal fiber ring laser incorporating a length of single-mode highly nonlinear photonic crystal fiber is proposed and demonstrated experimentally. Stable dual-wavelength and triple-wavelength operations at room temperature are achieved by employing the highly nonlinear photonic crystal fiber to induce four-wave mixing effect and a polarization controller to vary the polarization states of propagation lights in the laser cavity. The laser cavity is free from any wavelength selection components. The laser obtains maximal 30 dB signal-to-noise ratio and the peak power fluctuations of lasing lines are less than 1.39 dB.     

Widely tunable dual-pump parametric amplifiers with photonic crystal fibres

This paper theoretically studies the double-pumped fibre-optical parametric amplifiers (FOPAs) in photonic crystal fibres. Two distinct working regimes of FOPAs are researched, which depend on the dispersion at the central wavelength of the two pumps. Extremely broad tuning range can be obtained when the central pump wavelength is in the normal dispersion regime and is insensitive to the wavelength separation between the two pumps, while the tuning range is narrow in the anomalous dispersion regime and can be significantly enhanced by increasing the wavelength separation. Impacts of higher-order dispersions and temporal walk-off on the gain spectra are also discussed.     

Widely tunable dual-pump parametric amplifiers with photonic crystal fibres

This paper theoretically studies the double-pumped fibre-optical parametric amplifiers （FOPAs） in photonic crystal fibres. Two distinct working regimes of FOPAs are researched, which depend on the dispersion at the central wavelength of the two pumps. Extremely broad tuning range can be obtained when the central pump wavelength is in the normal dispersion regime and is insensitive to the wavelength separation between the two pumps, while the tuning range is narrow in the anomalous dispersion regime and can be significantly enhanced by increasing the wavelength separation. Impacts of higher-order dispersions and temporal walk-off on the gain spectra are also discussed.     

Enhanced nonlinear effects in photonic crystal fibers

Photonic crystal fibers are a new class of single-material optical fibers with wavelength-scale air holes running down the entire fiber length. Photonic crystal fibers were first developed in 1996 and have subsequently been the focus of increasing scientific and technological interest in the field of fiber optics. The manufacturing, principles, basic properties, and some applications of photonic crystal fibers are briefly described in this paper. A review of our recent work on the nonlinear effects in photonic crystal fibers is presented, and special emphasis is placed on such effects as supercontinuum generation, frequency conversion, and solitons observed when femtosecond light pulses propagate in these fibers.     

环形光子晶体光纤中涡旋光的传输特性研究

由于涡旋光具有轨道角动量,将它应用于光纤通信领域可以有效提高信息传输速率.设计了一种环形光子晶体光纤,利用COMSOL Multiphysics软件对其涡旋光TE01,HE±21和TM01模式特性进行模拟计算,它们之间有效折射率差分别为4.59×10~(-4)和3.62×10~(-4);其中,TE01模式的涡旋光在入射光波长范围为1650—1950 nm时,色散值在44.18—45.83 ps·nm~(-1)·km~(-1)之间平坦;入射光波长在1550 nm时,TE01模式的涡旋光的非线性系数为1.37 W~(-1)·km~(-1).该结构的光子晶体光纤的涡旋光具有损耗小、色散平坦等特性,对光纤中传输涡旋光、将涡旋光应用于超连续谱等方面的研究具有重要意义.     

二维非线性光子晶体中的高阶准相位匹配谐频

在二维正方晶格的周期性极化铌酸锂晶体中，通过调节基频光波长实现了皮秒光束的高阶共线及非共线准相位匹配谐频过程，在垂直于入射光束的方向上观察到了多对红、绿、蓝三种颜色的谐频光斑.同时，通过改变晶体的入射角度也实现了基频光的高阶谐频过程.实验与理 论符合得很好，这一结果对光电子集成及紧凑器件的研究发展有重要的指导意义. 关键词： 高阶准相位匹配 二维非线性光子晶体 频率转换     

Smith-Purcell radiation from a charge running near the surface of a photonic crystal

Smith-Purcell radiation from a charge running near a photonic crystal is calculated for a slab system of a periodic array of dielectric spheres, with the photonic band effect taken into account exactly. The radiation spectrum has a series of resonantly enhanced structures, which are shown to arise accompanying the excitation of the photonic bands. It is also shown that the overall intensity of the emission band does not depend very strongly on the slab thickness but the height of the resonant peaks increases progressively with thickness due to the enhanced Q value of excited photonic bands.     

光子晶体光纤飞秒激光非线性放大系统的耦合动力学过程研究

构建了掺镱大模场面积单偏振光子晶体光纤飞秒激光非线性放大系统. 讨论了腔内净色散量和抽运功率对振荡级输出参数的影响和振荡级参数对放大级输出参数的影响. 在本实验条件下, 当腔内净色散量取较大负色散时, 振荡级直接输出的脉冲更宽, 且携带更少的啁啾. 当振荡级抽运4.53 W时, 选择最接近变换极限的脉冲作为种子脉冲, 放大级在60 W抽运时输出压缩后无基底的短脉冲, 宽度为45.7 fs, 平均功率28 W. 振荡级抽运功率增加到5.08 W, 放大级抽运70 W时, 获得最高输出功率34.5 W, 对应脉宽53.5 fs.     

光子晶体光纤非线性特性的研究

光子晶体光纤是近年来出现的一种通常由单一介质构成，并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤．文章介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况，重点评述了光子晶体光纤非线性特性方面的研究，特别是在超连续光谱的产生、光孤子效应以及频率变换等方面的实验和理论成果以及潜在的应用．