新疆理化所提出一种基于模拟的使非线性光学晶体材料相匹配区间蓝移的方案

非线性光学晶体是通过频率转换拓宽固态激光器输出波段的关键材料。随着激光微加工,激光通讯和现代科学仪器的持续发展,对紫外/深紫外非线性光学晶体的需求日益增加。但是,很多拥有宽的紫外透过范围和大的倍频效应的晶体因其双折射无法满足深紫外相匹配而无法输出深紫外激光。     

混沌光注入半导体激光器中极端事件的演变

基于相位共轭光反馈混沌激光系统(主激光器)产生的极端事件,研究了将其输出注入到一个自由运行的半导体激光器(从激光器)的演化情况.通过注入参数空间中极端事件相对数量的二维统计图分析注入参数对极端事件产生的影响,发现在主从激光器混沌输出高相关性参数区域,从激光器中的极端事件的相对数量趋向于一个接近主激光器中极端事件相对数量的稳定值;在某些特定的弱相关区域,从激光器中的极端事件的相对数量趋向于增加.研究结果证明了通过光注入控制极端事件的可能性,有利于优化混沌激光系统性能或拓展其应用场景.     

三维光子集成芯片的进展与挑战（特邀）

以光子为信息传输媒介的光子集成芯片,具有高带宽、高速率、高灵敏度等优点,在光通信、光互联、光学传感等领域得到了广泛的研究与应用。为了进一步提高光子集成芯片的集成度、扩展光子集成芯片的功能,在原本二维平面的光子集成芯片的基础上,通过晶圆键合、气相沉积、磁控溅射等方法,制备三维集成光子芯片。利用多层堆叠的方式,使光子集成芯片在厚度上进行拓展,在紧凑的尺寸上,实现大规模集成光子芯片的制备。本文介绍了几种三维光子集成芯片的材料平台与制备工艺,包括单晶硅（c-Si）键合、SiN-on-SOI、非晶硅（a-Si）沉积、多晶硅（p-Si）沉积和聚合物三维光子集成芯片制造平台,结合关键器件与在光互连、光通信、激光雷达等领域的应用,介绍了不同工艺平台的发展现状与挑战。     

交叉克尔非线性对二阶非线性诱导透明的影响

考虑耦合介质存在交叉克尔非线性的情形下,研究了交叉克尔效应对耦合双谐振腔中二阶非线性诱导透明的影响.首先给出了描述体系理论模型的哈密顿量,再通过对海森堡-朗之万方程进行线性化,得到了探测场的透射率,进而得出系统的吸收和色散关系.研究结果表明,在交叉克尔非线性强度较小时,可忽略其对诱导透明的影响;随着交叉克尔非线性强度的增大,诱导透明窗口宽度随之快速变窄.此外,吸收曲线中还出现了双吸收峰.进一步增强交叉克尔非线性,导致原本出现的诱导透明消失,并在新吸收峰处产生了新的诱导透明,新的诱导透明的吸收零点位置随着交叉克尔非线性增加而向左偏移.这些结果可能在不透明介质的窄窗口光传输和提高光学腔的性能方面提供一些参考.     

用于实时三维成像的双频结构光编解码方法

对三维重建中的实时性问题进行了研究,提出一种新的结构光双频测量方法。首先,投影光栅将基频正弦图案和高频正弦图案结合在一起,并保留一张图片作为直流分量,高频图案用于得出鲁棒性较好的高频相位信息,基频图案得出基频相位,并对高频相位进行展开,共5幅图片。其次,用相应的解码方法计算每一像素点的相位,滤除噪声干扰,得到照相机与投影仪的对应关系。最后,根据相位计算出每一采样点的三维坐标,实现三维重建。实验结果表明：计算得到的相位误差的方差为5.559 110-6 rad2,扫描时间为0.156 3 s,在保证实时性的同时有相对较高的精度。对表面深度变化复杂的物体进行三维测量,验证方法的可行性。相比较于传统的双频测量方法,本方法将投影图片数量减小到5幅的同时保持了较好的精度,可应用于扫描动态物体。     

周期极化LiNbO3脉冲走离效应分析

建立了包含高阶群速色散的OPCPA 数值模拟程序,并以准相位匹配的周期极化的LiNbO3(PPLN)参量放大器为例,在信号光是中心波长1 053 nm,脉宽100 fs的飞秒脉冲经展宽器展宽800 ps的啁啾脉冲,输入能量约0.6 nJ,泵浦光波长527 nm,脉宽3 ns,初始输入泵浦光强300 MW/cmLiNbO2,PPLN晶体的非共线角1.49°,极化周期9.7 μm的条件下, 对OPCPA过程前级的高阶群速色散引起的走离效应对泵浦光、信号光频谱和脉冲形状的影响等具体特性进行了数值模拟。结果表明：在合适的晶体长度下,高阶群速色散对参量转换效率的影响不大,但它对输出信号光的时间波形和频谱有较大影响,会引起脉冲时间形状畸变和频谱漂移。     

时间序列散斑干涉场中相位函数的计算

散斑干涉或电子散斑干涉计量应用于连续运动或变形物体时,就会产生一个时变的散斑干涉场,通过摄像系统连续地采集这一时变散斑场,可获得一系列时间序列散斑干涉图,通过对序列散斑图上各点在时间轴上光强值的变化进行分析,提出了一种基于时间序列的分析方法,用以提取干涉场的相位值,进而获得物体全场变形信息。     

完美涡旋光束在大气湍流中的斜程传输特性

完美涡旋（POV）光束具有光束半径与拓扑荷数无关的特点,与其他涡旋光束相比具有更加稳定的空间强度分布特性。利用多相位屏法和傅里叶变换法,分析了POV光束在大气湍流中的斜程传输特性。采用光束漂移和孔径平均闪烁指数作为大气湍流影响光束质量的评价参数,对比了POV光束与高斯涡旋光束在相同传输条件下的光束质量。结果表明：相比于高斯涡旋光束,POV光束的光束稳定性更好。当拓扑荷数增大或天顶角减小时,POV光束抵抗大气湍流的能力增强。在不改变POV光束拓扑荷数的前提下增大其光束半径,也能提高POV光束对大气湍流的抵抗能力。     

规范变换和量子相位因子

本文从历史发展的和几何的角度说明规范变换,相位因子和规范场等物理概念的关系。它是作者一组关于规范场理论记述[1～6]的后续和补充,特别是从规范的历史发展和相位因子几何概念初步去理解杨—米尔斯规范理论的渊源。本文只是从初等水平去说明,不去触及纤维丛等数学,以避免需要拓扑学的预备知识。     

绿光抽运准周期光学超晶格产生红光与蓝光的研究

使用一块准周期LiTaO3光学超晶格晶体,利用准相位匹配技术,通过光参变产生与和频两个非线性过程,将一束532nm绿色抽运光转变成666nm红光与443nm蓝光。具体过程为,通过参变过程获得红色信号光和红外闲频光,再通过绿色抽运光与红外闲置光和频获得蓝光,两个过程在同一块准周期光学超晶格中实现,准周期超晶格的两个倒易矢量分别补偿这两个过程中的相位失配。抽运光的脉宽为40ps,重复频率为10Hz,在平均功率为0．5mW时,测得红光和蓝光功率分别0．15mW和16．6μW,转换效率达到34％和3％。这一方法,提供了一种用一块超晶格晶体同时获得三原色输出的有效途径。