High-power tunable terahertz generation from a surface-emitted THz-wave parametric oscillator based on two MgO:LiNbO3 crystals

A high-powered tunable terahertz wave (THz-wave) has been parametrically generated via a surface-emitted THz-wave parametric oscillator (TPO) pumped by a multi-longitudinal-mode Q-switched Nd:YAG laser. The effective parametric gain length was enlarged by employing two MgO:LiNbO₃ crystals. The tunable THz-wave radiation from 0.8 to 2.8 THz was realized via varying phase-matching angle between the pump wave and the Stokes wave. The maximum THz-wave radiation was 173.9 nJ/pulse at 1.7 THz as the pump energy was 82 mJ, corresponding to an energy conversion efficiency of about 2.12 × 10⁻⁶ and a photon conversion efficiency of about 0.035%. The first-order, the second-order and the third-order Stokes waves were observed during the experiments.     

Two-level injection in fiber-delay line based oscillator

Two-level injection-locked opto-electronic oscillator is proposed for low phase noise. Dielectric resonator oscillator (DRO) is used as the first injection source, injection locking a long-fiber loop based opto-electronic oscillator, then its output is injection locking another long-fiber opto-electronic oscillator for getting a lower-phase noise output carrier. After the first injection, the single side band (SSB) phase noise at 10 kHz offset frequency decreases from −123 dBc/Hz to −135 dBc/Hz, then through the second injection the SSB phase noise drops down to −146 dBc/Hz.     

Quantum–classical correspondence and the role of the dipole function in molecular dissociation

We consider the quantum and classical dissociation dynamics of heteronuclear diatomic molecules induced by infrared laser pulses. The field–molecule interaction is given by the product of the time-dependent electric field and the molecule permanent dipole. We investigate the influence of the dipole function in molecular dissociation. We show that the dissociation can be suppressed at certain external field frequencies for a nonlinear and finite-range dipole function. The correspondence between quantum and classical results is established by relating classical Fourier amplitudes to discrete–continuum quantum matrix elements.     

基于有源广义忆阻的无感混沌电路研究

采用常见元器件等效实现一个广义忆阻器, 进而制作出一个电路特性可靠的非线性电路, 有助于忆阻混沌电路的非线性现象的实验展示及其所产生的混沌信号的实际工程应用. 基于忆阻二极管桥电路, 构建了一种无接地限制的、易物理实现的一阶有源广义忆阻模拟器; 由该模拟器并联电容后与RC桥式振荡器线性耦合, 实现了一种无电感元件的忆阻混沌电路; 建立了无感忆阻混沌电路的动力学模型, 开展了相应的耗散性、平衡点、稳定性和动力学行为等分析. 结果表明, 无感忆阻混沌电路在相空间中存在分布2个不稳定非零鞍焦的耗散区和包含1个不稳定原点鞍点的非耗散区; 当元件参数改变时, 无感忆阻混沌电路有着共存分岔模式和共存吸引子等非线性行为. 研制了实验电路, 该电路结构简单、易实际制作, 实验测量和数值仿真两者结果一致, 验证了理论分析的有效性.     

耦合系统的朗之万动力学产生法

提出一种朗之万动力学方法获取处于热平衡态耦合系统内部振子坐标,数值模拟了单端固定简谐振子链的时间演化行为,并将其平衡性质与解析解进行了比较.结果表明了朗之万动力学方法的有效性.推广应用于非简谐四次方型耦合系统,模拟得到振子的四次方均坐标,与理论值验证;以模拟结果作为样本点计算哈密顿量,其能量分布与Boltzmann分布相符.     

非临界相位匹配RTP晶体1.6 μm光参量振荡器

采用非临界相位匹配切割,尺寸4 mm4 mm20 mm的磷酸钛氧铷（RTP）晶体作为非线性光学晶体,进行了半导体激光端面抽运Nd:YAG/RTP的内腔式光参量振荡获得人眼安全激光的实验研究。对比了不同声光调Q重复频率下的信号光输出特性。在10.5 W的抽运功率和15 kHz的重复频率下,获得了最高900 mW的1.62 m人眼安全激光输出,光光转换效率达8.6%。1.62 m信号光和对应的1.06 m基频光的脉冲宽度分别为4.6和8.2 ns。信号光中心波长在1618 nm,谱线宽度小于0.5 nm。     

520nm泵浦780nm+1560nm双共振光学参量振荡器

我们在实验中演示了520nm单频绿光泵浦的基于周期极化磷酸钛氧钾(PPKTP)晶体的780nm+1560nm双共振光参量振荡器,高效制备780nm+1 560nm连续可调谐双色下转换光场。该参量振荡器可输出93.3 mW的1 560nm单频激光和44.6mW的780nm单频激光。通过改变PPKTP晶体的温度所得到的波长粗调范围为:信号光1 529.81nm~1 573.83nm(~44nm),闲置光788.26nm~777.20nm(~11nm);通过连续调谐520nm泵浦激光频率初步得到的闲置光在780.24nm(铷原子D2线)处频率连续调谐范围约1.6GHz。     

宽波段连续调谐全固态CW PPMgLN光学参量振荡器

利用半导体激光泵浦输出1064 nm波长的全固态连续Nd:YVO4激光器作为泵浦源,采用周期调谐和温度调谐组合调谐技术,对基于掺氧化镁周期性极化铌酸锂晶体（MgO:LiNbO3, PPMgLN）准相位匹配（QPM）的全固态连续波（CW）光学参量振荡器（OPO）宽波段无分立连续调谐输出特性进行研究。实验采用连续工作模式和外腔结构,基于多周期PPMgLN晶体的30.2,30.4和30.6 m周期,在改变晶体的极化周期的基础上,同时在30～100 ℃范围内调节晶体工作温度。实验结果表明：CW PPMgLN OPO的泵浦阈值仅为0.22 W;不同极化周期需要的温度调谐范围不同;信号光在1 559.8～1 597.2 nm近红外波段和闲频光在3 187.3~3 347.3 nm中红外波段连续调谐输出。实现了外腔式全固态CW OPO在信号光和闲频光波段的无分立连续调谐输出。     

基于MOPA结构的1120nm掺Yb光纤放大器

基于主振荡功率放大器,采用1120nm光纤激光器作为种子激光,将其注入20m大模场面积单模双包层掺Yb光纤放大器,并用976nm半导体激光器泵浦实现了1 120nm信号光输出.实验中将注入种子激光功率预设为10mW,当半导体激光器泵浦功率增大至1.5 W时,放大器系统开始输出1 120nm信号光.当泵浦功率低于3.4W时,信号光功率随泵浦功率缓慢增长,系统斜率效率较低;而当泵浦功率高于3.4W时,信号光功率随泵浦功率线性增长,斜率效率明显增大,达到48.5%.限于最大注入泵浦功率为6.8W,放大器输出最高1 120nm信号光功率为1.97W,总的光-光转化效率为29%.输出信号光中心波长为1 120.89nm,线宽为0.02nm,极好地保持了种子激光的特性.结合实验情况,利用双包层光纤放大器的稳态理论模型,采用有限差分方法模拟了放大器输出信号光功率随泵浦光功率的变化曲线,结果显示理论模拟所得变化趋势与实验结果吻合良好,系统将在泵浦功率达到200W左右时达到饱和状态,说明目前光纤放大器系统具有很大的功率提升空间.     

参数激励Duffing-VanderPol振子的动力学响应及反馈控制

研究了Duffing-Van der Pol振子的主参数共振响应及其时滞反馈控制问题．依平均法和对时滞反馈控制项Taylor展开的截断得到的平均方程表明,除参数激励的幅值和频率外,零解的稳定性只与原方程中线性项的系数和线性反馈有关,但周期解的稳定性还与原方程中非线性项的系数和非线性反馈有关．通过调整反馈增益和时滞,可以使不稳定的零解变得稳定．非零周期解可能通过鞍结分岔和Hopf分岔失去稳定性,但选择合适的反馈增益和时滞,可以避免鞍结分岔和Hopf分岔的发生．数值仿真的结果验证了理论分析的正确性．