基于多边带调制产生全光正交频分复用信号的研究

研究了基于双臂马赫-曾德尔调制器(MZM)产生全光正交频分复用信号的原理,讨论了正交光子载波的产生由MZM的射频驱动和直流偏置电压决定的特性;并对基于载波抖动对系统的损伤定义了一个新的参数--载波均衡,以准确地描述产生全光正交频分复用载波的传输性能.根据选择的载波均衡参数,得到了产生2,3,4和5条正交光载波的最佳工作...     

冷原子介质中基于相干诱导高反射带和高透射带的全光路由控制

以相干诱导光子带隙结构为工作基础,提出了一种可对两个弱光信号的传播路径同时进行动态调控的新型全光路由控制方案。利用描述光波在空间周期介质中相干散射的传输矩阵理论,结合描述单频激光与多能级原子共振相互作用的密度矩阵方程,计算了作为控制媒介的相干驱动超冷原子系综的稳态反射光谱和稳态透射光谱。结果表明,通过改变两个较强相干激光的空间模式、强度和频率等参数,可在探测跃迁共振频率附近建立反射率约为95%或者透射率约为95%的两个特殊频带。对这样的相干诱导高反射带和高透射带进行了实时动态调控,可根据需要引导两个不同频率的弱光信号进入指定的网络通道。该方案很好地满足了在量子信息处理领域对弱光信号进行全光路由控制时的低损耗和低形变要求。     

分散橙3掺杂聚合物薄膜的全光极化特性及其驰豫过程研究

利用旋涂法制备了分散橙3（DO3）/PMMA主客体掺杂薄膜,对其吸收谱、厚度和折射率进行了测量,并采用全光极化的方法对薄膜的二阶非线性光学特性进行了研究。实验结果表明,随着厚度的增加其二阶非线性先增强后减弱,d33最大值约为0.827×10-2pm/V。对极化饱和后的驰豫情况进行了分析,发现不同厚度薄膜的驰豫时间不同,这是由于薄膜中偶氮含量和厚度的不同,分子间的相互作用对顺反异构逆过程的快慢有较大的影响。     

基于InP的全光高速相机的理论和实验研究

为了评估基于瞬态光栅的全光高速相机系统中激发光强与图像信号之间的对应关系,验证基于磷化铟（InP）建立该相机的可行性。针对InP材料从理论上分析了从光子入射激发载流子,到载流子影响折射率,再到折射率影响衍射效率过程中各物理量值之间的关系;并建立了基于衍射光收集的图像探测系统获取InP内部的瞬态光栅分布图像。理论结果给出了针对InP材料的激发光强与载流子浓度的关系,探针激光为 1064 nm时载流子浓度与折射率之间的关系,以及瞬态光栅为矩形光栅时折射率与衍射效率之间的关系,特别指出在基于InP和1064 nm探针激光的高速相机系统中,若时间分辨为1 ps量级,对于532 nm激发光,系统的灵敏度为1.3105 Wcm-2量级。实验结果证明了基于InP和1064 nm探针光可以建立全光高速相机系统,并根据所获得图像得出系统的空间分辨好于5.04 lp/mm。     

基于PolSK调制的四波混频型超快全光译码器

提出了一种新型的基于半导体光放大器（semiconductor optical amplifier, SOA）中四波混频（four-wave mixing, FWM）效应的超快全光译码器方案,方案中采用了偏振移位键控（polarization-shift-keying, PolSK）信号光.考虑SOA的偏振相关性,建立了这种全光译码器完整的偏振相关宽带理论模型.通过数值模拟的方法,从理论上实现了超快全光译码器,并研究了两输入信号光功率、SOA注入电流和SOA的偏振相关性对全光译码器输出特性的影响. 关键词： 全光译码器 偏振移位键控 四波混频 半导体光放大器     

光致异构全光逻辑门理论与实验研究

基于双光抽运探测模型，利用偶氮苯聚合物光致异构和光致双折射效应，建立了全光逻辑门的理论分析模型，提出了一种新颖的全光逻辑门设计方案.该方案基于输入抽运光和信号光的强度或偏振态，设计了“与”门、“或”门、“异或”门和“异或非”门等基本功能的全光逻辑门.以掺杂分散红1(DR1)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜为样品进行实验，得到了比较好的逻辑门运算实验结果，与理论分析相符合.     

0.73～1.7μm超宽带微纳光纤波导全光调制器

提出了单层石墨烯包裹双锥形微纳光纤复合波导结构,构建了730~1 700nm超宽带微纳光纤波导全光调制器。通过火焰拉锥法将一根标准的通信单模光纤拉成具有双锥形的微纳光纤,在保证通光率的前提下可以极大的提升微纳光纤处的倏逝波与物质的相互作用。利用石墨烯的"超级特征",即单原子层厚度、线性色散的能带结构、超强的载流子带间跃迁及极短的弛豫时间和超宽带光与物质相互作用等,将单层石墨烯作为可饱和吸收体,包裹在双锥形微纳光纤波导的锥体上,以增强该复合波导表面倏逝波与石墨烯的相互作用。静态和动态全光调制实验中采用传统808nm低功率LD作为泵浦光,对谱宽为480~1 700nm的超连续谱探测光实现了光光调制,其泵浦光功率低于50mW,调制深度大于5.7dB,调制速率达到~4kHz。该微纳光纤波导全光调制器,在保证调制深度的情况下,用更低的泵浦功率实现了超宽带的全光调制,以简单、有效、廉价的方式兼容了当前高速光纤通信网络,打开了一扇未来对微纳超快光信号处理的大门。     

用于全光波长转换的外腔半导体激光器的注入电流选择

实验研究了注入光对光纤光栅外腔半导体激光器阈值电流的影响,给出了可同时获得高消光比和高转换速率的注入电流范围。采用载流子消耗机抽对实验结果进行了实性分析。     

All-optical functions based on semiconductor ring lasers

Semiconductor ring laser （SRL） has been shown to possess robust bistability between its two possible directions, i.e., clockwise （cw） and counter-clockwise （ccw） lasing, routinely demonstrating directional extinction ratio （DER） of 〉 25 dB. In this paper, experimental schemes and results using the SRL as a universal photonic digital element to form all-optical logic, memory, and signal processing circuits are summarized. It is demonstrated that the SRL can be used for both combinatorial and sequential logic functions, and as all-optical regeneration devices. Furthermore, it is shown that a SRL logic circuit can be all-optically reconfigured to perform different all-optical logic functions.     

高效医学传感钙钛矿材料研究进展

卤化物钙钛矿材料作为一种新型半导体材料,具有优异的光电转换特性、能级结构可调、易于加工、结构和尺寸以及形貌可调、改性后优异的生物相容性等优点,在医学检测传感器中具有广阔的应用前景。本综述讨论了钙钛矿材料在生物医学传感领域的研究进展,钙钛矿医学传感器能通过光电转换、全光转换、电催化等多种物理或化学机制实现传感,具有可灵活选择的器件结构、性能指标和信号传递方式,用于人体代谢物质、神经递质、癌症相关物质和药物等医学物质的检测。钙钛矿医学传感器将为未来的医工多学科融合提供新希望,加快医工融合发展。