一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器的光场特性

介绍一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器,以横向电(TE)模为例详细分析了金属环状波导谐振腔内的电磁场分布,耦合损耗,输出光束近、远场特性.通过几何光学分析了产生无衍射光的原理,计算了无衍射光的相关参数.由衍射积分理论分析和模拟了输出光束的光强分布特性,所得分析结果与几何光学分析是一致的.结果表明,该器件能够输出无衍射光束.     

双光子光学双稳态的量子理论

提出了由三能级原子构成的非线性介质中双光子双光束光学双稳态的全量子分析,应用等效哈密顿量研究了两输出光束强度和与强度差的涨落谱．结果表明,在适当的参量取值下,强度和与强度差的涨落谱可低于发射噪声水平,且光学Ｓｔａｒｋ效应对涨落谱有显著的影响．     

高斯光束光学参量的测定和计算

在激光通讯,光导,激光加工等应用中,为了正确地选用光学系统,恰当地进行光束模式匹配,以及在分析激光测量仪器的精密度等方面,都必须掌握激光器输出光束的光学参量。本文介绍高斯光束的参量及其测定和计算方法。一、高斯光束的光学参量稳定激光腔振荡基模(TEM。。)的横向幅度按高斯分布,其波前是球面。高斯球     

Mach-Zehnder条形光波导开关传输光场的优化计算

结合有效折射率法和有限差分光束传播法,实现对三维光波导结构计算的降维处理,运用二维有效折射率--有限差分光束传播方法(EI-FD-BPM)计算Mach-Zehnder光波导开关的传输光场;通过比较不同的光波导结构,优化得到具有较高输出能量的条形光波导光开关及其最佳的结构设计参数(横截面尺寸,器件结构及其尺寸等).表明用...     

200 W高光束质量全固态Nd:YVO4板条激光器研究

为了获得高光束质量的中功率激光,利用激光二极管阵列双端抽运Nd:YVO4,采用折叠混合腔结构的板条结构,获得激光的最大输出功率为202W,光-光转换效率为47.5%;光束质量M2因子在水平方向和垂直方向分别为1.72和2.25.     

含负折射率光学透镜传感器

基于激光光线传输矩阵,研究了高斯光束通过不同折射率透镜后,出射光波束腰位置,出射、入射束腰半径大小之比同入射光波束腰位置的定量关系,结果表明:入射光束束腰位置和透镜折射率均可影响高斯光束的输出光学参量.在此基础上,设计了一种光电传感器用于检测蔗糖溶液浓度,定量研究了溶液浓度和出射高斯光束腰位置的对应关系,相关统计参量表明这类传感器可以实现对溶液浓度的高精度测量.     

PPLT光参量振荡实际输出波长偏差分析

通过分析OPO实现参量的过程,分析了在样品周期和抽运波长确定时,光传播方向严格平行于晶体通光主轴时由温度调谐实际所引起的PPLT-OPO输出波长的偏差。同时也对光束传输方向与通光主轴方向成小角度的情况作了相应的分析,并对两种情况加以比较。     

硒化镉晶体光参量振荡器件制备参数研究

研究了红外非线性光学晶体硒化镉的光参量振荡器光学参数．根据非线性光学原理和折射率色散关系,报道了CdSe晶体在不同泵浦光波长（1．833、2．87和2．1646μm）下CASe光参量振荡器的角度调谐曲线,由此确定出信号光、闲频光以及相位匹配角的变化范围;并对CdSe晶体的走离角,有效长度以及相位匹配允许角等参数进行研究．以上研究结果,对CdSe光参量振荡（OPO）器件制备加工精度提供了重要的技术参数．     

非周期高透射亚波长会聚光栅的研究

亚波长光栅作为一种新颖的光学器件可以实现光束的偏转、功分、会聚、偏振分束等功能.针对空间光的耦合以及微型激光器输出光的束型需求,本文提出了一种具有透射光束会聚效果的一维亚波长光栅,通过对亚波长光栅的结构设计,控制亚波长光栅的波前相位使得亚波长光栅具有高的透射率,以实现透射光束的会聚效果.利用有限元分析法(FEM)对设计的一维非周期亚波长会聚光栅数值进行仿真,结果表明:仿真焦距在10μm处的光束会聚的透射光栅,仿真得到的实际焦距fx为7.715μm,透射率为81.8%.因此,利用有限元法设计的非周期光栅对发散光束具有优异的会聚效果,有望在光通信器件的集成以及空间光耦合领域得到重要应用.     

匹配高斯光束在双光子光伏光折变介质中的自偏转

通过数值模拟的方法,研究了无偏压双光子光伏光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性.结果表明,对于给定的与双光子光伏光折变晶体参量匹配的高斯光束,在晶体中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转.高斯光束的自偏转程度首先随入射光强的增加而增加,当光强达到一定程度后随着入射光强的增加偏转程度反而减小.     

Parametric oscillation in vertical triple microcavities

Optical parametric oscillation is a nonlinear process that enables coherent generation of 'signal' and 'idler' waves, shifted in frequency from the pump wave. Efficient parametric conversion is the paradigm for the generation of twin or entangled photons for quantum optics applications such as quantum cryptography, or for the generation of new frequencies in spectral domains not accessible by existing devices. Rapid development in the field of quantum information requires monolithic, alignment-free sources that enable efficient coupling into optical fibres and possibly electrical injection. During the past decade, much effort has been devoted to the development of integrated devices for quantum information and to the realization of all-semiconductor parametric oscillators. Nevertheless, at present optical parametric oscillators typically rely on nonlinear crystals placed into complex external cavities, and pumped by powerful external lasers. Long interaction lengths are typically required and the phase mismatch between the parametric waves propagating at different velocities results in poor parametric conversion efficiencies. Here we report the demonstration of parametric oscillation in a monolithic semiconductor triple microcavity with signal, pump and idler waves propagating along the vertical direction of the nanostructure. Alternatively, signal and idler beams can also be collected at finite angles, allowing the generation of entangled photon pairs. The pump threshold intensity is low enough to envisage the realization of an all-semiconductor electrically pumped micro-parametric oscillator.     

高平均功率全固态OPO及倍频可调谐蓝光激光器

实验研究了采用光参量激光与倍频方法产生高平均功率可调谐蓝光激光方案,实验获得900nm近红外参量激光输出9.4W,参量转化效率达52%;采用温度调谐,获得777nm到1036nm的可调谐参量输出;利用走离补偿的新晶体BiBO对可调谐光参量倍频,获得可调谐蓝光激光输出,调谐波段覆盖整个蓝光波段,蓝光激光最高输出功率1.3W,倍频效率21%.此外,分析了蓝光输出功率倍频效率较低的原因,并提出了改进倍频效率和提高蓝光激光输出功率的方案.     

非共线相位匹配飞秒脉冲光参量过程的研究

对非共线相位匹配飞秒脉冲光参量产生过程作了理论研究,计算了非共线相位匹配结构的光参量产生过程中非共线角与相位匹配角的关系,参量带宽和群速度失配参数随非共线角变化的情况.说明采用非共线相位匹配结构可以补偿泵浦光、信号光和闲频光之间的群速度失配,大大地提高飞秒脉冲光参量产生过程的转换效率.     

超长斜拉索的参数振动

研究了斜拉桥中拉索的参数振动,利用三维有限元模型计算了苏通大桥的全桥动力特性和单根拉索的动力特性,得出了可能发生参数振动的拉索;分析参数振动时,取单根索模型(索端受随时间变化的位移激励);计算了在同一激励下不同拉索的响应;对与主梁成一定频率匹配关系的斜拉索进行分析;讨论了各种因素(阻尼、激励幅值、激励频率)对参数振动的影响;指出在一定条件下,拉索可能由于桥面振动的激发而发生参数振动,对桥梁的安全性带来不利影响.在大跨桥梁中,由于拉索和主梁的低频特性,非常有可能发生参数振动.这意味着在大跨斜拉桥设计中出现一个新的研究趋势.     

光学微环谐振腔的热非线性效应

微环谐振腔具有模式体积小、品质因子高、易于集成等优点,被广泛应用于光学混频、参量振荡、光梳及光孤子等非线性光学研究。如何将泵浦光能量耦合进微环谐振腔是激发非线性效应的关键所在。由于谐振条件下腔内光场能量显著增强,由此引发的热效应导致微环谐振腔的折射率与谐振波长发生改变,此改变又将反过来影响谐振腔内的能量大小。因此,对微环谐振腔热非线性效应的研究具有重要意义。基于以上原因,本文从微环谐振腔的温度、泵浦输入光功率的大小和泵浦输入光波长的扫描速率三个方面对一类具有高Q值的氮氧化硅微环谐振腔进行热非线性效应方面的研究。     

大跨度斜拉桥拉索参数振动研究

针对大跨度斜拉桥拉索的参数振动问题,利用三主梁建立模型的有限元方法计算三塔斜拉桥动力特性,并计算单根拉索动力特性。通过频率比较得出易于发生参数振动的拉索。取两个典型长索进行分析,通过有限元和数值积分两种方法比较讨论各种因素(激励频率、激励振幅、阻尼)对索参数振动的影响。结果表明:当索频率和全桥频率成一定比率时,极易发生大幅度参数振动,对桥梁的使用和安全有不利影响。     

寄生参数对半导体激光器直接调制特性的影响

通过理论推导和模拟计算,给出激光器调制带宽和其它参数之间的关系。分析了不同张驰振荡频率、衰减系数和寄生参数下的调制特性。结果表明当寄生参数过大时,激光器的3 dB调制带宽主要受寄生参数限制,因而只能在解决了寄生参数限制的前提下,通过对器件的有源区和结构进行优化才能获取高的3 dB调制带宽。对于制作的聚酰亚胺埋沟掩埋激光器和AlGaInAs脊型波导激光器其最大3 dB调制带宽分别为5 GHz和8.5 GHz,定性地解释了两类半导体激光器调制特性的测试结果。     

指数时程差分Runge-Kutta法在非线性高振荡及迟滞系统中的应用

为满足非线性高振荡及迟滞动力系统的高精度数值计算,提出了指数时程差分RungeKutta法;将传统的差分改为积分,构造出了二阶和三阶指数时程差分RungeKutta算法;将指数时程差分法应用于二阶高振荡动力系统、参数激励与强迫激励联合作用下的非线性振动系统以及迟滞非线性系统中,并与传统的RungeKutta法进行了比较;讨论了计算精度和效率.数值计算结果表明,对于非线性动力学系统,二阶指数时程差分RungeKutta法在计算效率和精度上要优于四阶传统RungeKutta法;该方法适合用于非线性动力学系统分析和数值计算的方法,获得的数值解能够揭示系统的本质特性.     

金电极外控电压阳极溶解过程中非连续型电化学振荡的动力学分析

对金电极在酸性含氯离子的溶液中的恒电位电化学振荡行为,提出了一个可能的非连续型振荡的系统动力学模型,得到了参数坐标空间中的动力学行为区域图,并在振荡区内通过数值模拟方法得到了振荡曲线,其结果能较好地与实验报道相一致     

超短洛仑兹脉冲的均方根脉冲宽度

当激光脉冲极短时,通常使用的半高全宽脉冲宽度并不能很好地描述洛仑兹脉冲,使用均方根脉冲宽度更为严格.利用理论推导的方法,给出了超短洛仑兹脉冲均方根脉冲宽度与半高全宽脉冲宽度的关系式.研究表明,当半高全宽脉冲宽度大于一个光学振荡周期时,均方根脉冲宽度与半高全宽脉冲宽度一致;当半高全宽脉冲宽度小于一个光学振荡周期时,均方根脉冲宽度与半高全宽脉冲宽度有较大的差异,并且绝对相位对均方根脉冲宽度的影响很大.