非线性光机械系统中的弱力探测

从理论上研究了包含光学参量放大器的非线性腔光机械系统的弱力探测性能.一方面,发现通过调节光学参量放大器的非线性增益以及输入光场与腔场之间的有效失谐,可以减小压缩正交中约14 dB的量子噪声,从而将弱力探测灵敏度提高2倍以上.另一方面,分析了非线性腔结合零差测量产生的反作用噪声相消现象并且实现量子非破坏测量的方法.     

利用光机械相互作用和参量下转换提高光学压缩

文章讨论了在同一个光学腔中包含两种压缩光产生机制的光学系统。这两种机制分别是光机械相互作用和参量下转换相互作用,它们各自都可用于产生光学压缩态。计算表明两者的结合可以起到增强压缩度的作用。在某些边带频率处增强后的压缩可以优于任何一种机制单独存在时的压缩,不过相对来说在其他边带频率的压缩会变差。此外,参量下转换的引入可以将光机相互作用增强到强耦合区域。     

中红外光参量产生器的寄生振荡问题

寄生振荡是影响光学参量产生器的转换效率、参量光输出稳定性以及参量光光束质量的关键因素．而且随光斑分布和非线性效应,寄生振荡现象很难消除．文章重点对比了中红外光参量振荡器和光参量放大器两种不同器件中的寄生振荡问题,以及其对器件输出功率和输出激光光束质量的影响．研究表明：在PPMgLN晶体中,高阶准相位匹配是产生寄生振荡的重要原因．     

基于准参量非线性晶体的非厄米超快激光放大

激光振荡器锁模是激光物理中的重要发现和超快科学中的核心技术，其本质是以耗散调控增益，进而改变激光振荡行为.这种以耗散调控增益的概念离不开谐振腔的反馈耦合，长期以来多局限于激光振荡器.对此，本文首先提出了准参量非线性的概念，不同于传统的二阶非线性光参量过程，准参量非线性基于耗散闲频光的准参量晶体，通过非线性耦合实现了以闲频光耗散对信号光放大的调控，对应着量子理论中的具有宇称-时间对称性的非厄米体系.准参量的放大行为由信号光增益、闲频光耗散以及非线性耦合三者之间的相互作用决定，起始阶段的信号光放大继续保持传统光参量放大的特性，而在最终的饱和放大阶段则呈现出类似能级型放大的非参量特性，从而同时具备光参量放大和激光能级型放大的综合优势.其次给出了准参量非线性的反直觉的超快应用：实现无需谐振腔的放大器锁模.最后，对这种基于准参量晶体的非厄米超快激光放大在激光物理创新中的更多未来应用前景进行总结展望.     

同向泵浦喇曼光纤放大器的增益特性

为分析同向泵浦喇曼光纤放大器中各参量对增益的影响，根据同向耦合波方程导出了放大器输出端信号光的解析解，并给出了放大器增益的表达式。在参量取典型值的条件下，分析了光纤长度、初始信号光功率、初始泵浦光功率、光纤有效面积、拉曼增益系数等参量对放大器增益的影响，所得部分结果与文献的实验结果一致。根据各个参量对放大器增益的不同影响，可以优化放大器的增益特性，从而提高放大器的增益，进而提高其放大性能。     

基于光学参量放大的量子干涉仪

文章综述了基于光学参量放大的量子干涉仪。高灵敏度干涉仪是实现精密测量的一种重要仪器，它的灵敏度受限于探测光场的真空起伏所决定的标准量子极限。构建新型结构的量子干涉仪可以实现突破标准量子极限的微弱信号测量。一方面，利用光学参量放大器作为非线性分束合束器，可以构建非线性迈克尔逊干涉仪，在保持噪声水平不变时将相位信号放大，使其灵敏度超越标准量子极限。另一方面，在基于光学参量放大器的量子马赫-曾德尔干涉仪中，干涉仪两臂中光学参量放大器产生的相位压缩态直接用作相敏量子态，通过同时压缩散粒噪声和放大相敏场强，能够实现突破标准量子极限的微弱信号测量。基于光学参量放大器的量子干涉仪为量子精密测量的实用化发展提供了参考。     

基于准相位匹配技术的光参量放大过程研究

回顾了光学参量放大的研究历程,介绍了基于准相位匹配技术的光学参量放大技术研究的最新进展,着重介绍了非共线光参量放大过程的基本原理和实现方法,讨论了准相位匹配技术在光参量放大过程中应用的意义和前景。     

基于光子射频波高次倍频的深度融合通信研究

文中提出了基于光子射频高次倍频的微波与光纤深度融合的通信系统架构,从理论上论证了在已调制光信号中只存在奇数光谱边带所携带的调制信息,而偶数光谱边带不包含调制信息,并且在输出光谱边带中不存在二阶光谱边带. 在已调光信号传输到基站后,用中心光谱边带作为下行数据信号传输链路的激光光源,用分离出的低的第四阶光谱边带作为上行基带传输链路的激光光源,用高的和低的第三阶光谱边带拍频产生光子射频波. 通过专业仿真套件对25 km标准单模光纤传输的信号进行了模拟测试,分别得到下行光纤链路信号和上行光纤链路信号的清晰眼图和良好的误码率. 在该系统网络架构中,基站侧没有激光光源,其复杂度降低;利用光子射频波高次倍频直接产生毫米波,极大简化了射频处理单元.     

脉冲串输出人眼安全光学参量振荡器研究

提出一种基于光学参量振荡器(OPO)获得脉冲串输出1.57μm人眼安全激光的新方法,实现对脉冲串重复频率、脉冲数目及脉冲间隔的调节.分析了光学参量振荡器阈值特性,并对谐振腔进行了优化设计,获得了重复频率可调的脉冲串激光输出.每1个脉冲串含有3个子脉冲,各个子脉冲之间的间隔大于200μs可调.当脉冲间隔为236μs时,脉冲串最大输出能量158 mJ,其中单个脉冲的脉宽约为6 ns.光学参量振荡器的光-光转化效率为30.5%.     

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．     

前置光放大器噪声及其光学滤波

讨论了半导体激光放大器作为前置光放大器的噪声特性及其光学滤波，并提出最佳滤波带宽的概念，实验结果表明，采用具有光学滤波器的前置放大器可使接收机灵敏度提高ＳｄＢ。     

用正交压缩态光场产生连续变量类GHZ和类Cluster四组分纠缠态

设计了一种有效的连续变量类 GHZ和类Cluster四组分纠缠态光场的实验产生系统. 从理论上证明, 利用一对非简并光学参量放大器所产生的4个正交振幅和正交位相压缩态光场, 经由不同位相关系的线性光学变换, 可以按要求产生两种不同类型的四组分纠缠态. 推出了四组分Cluster态的完全不可分判据, 并计算了连续变量四组分纠缠态关联方差对光场初始压缩度、系统传输效率及零差探测效率的参量依赖关系.     

掺铒聚合物光波导放大器的制备与测试

研究掺铒有机聚合物材料Er(DBM)3Phen/PMMA-GMA的光学性质, 并测试了该聚合物的吸收光谱和折射率等参数, 通过光刻结合反应离子刻蚀技术, 利用该材料制备了掺铒聚合物光波导放大器. 采用光纤与波导放大器的直接端面耦合方法测试了光波导放大器的特性, 结果表明, 当输入信号功率为0.2 mW, 抽运功率为150 mW时, 在1.24 cm长的器件上获得了0.9 dB的相对增益.      

用正交压缩态光场产生连续变量类GHZ和类Cluster四组分纠缠态

设计了一种有效的连续变量类 GHZ和类Cluster四组分纠缠态光场的实验产生系统. 从理论上证明, 利用一对非简并光学参量放大器所产生的4个正交振幅和正交位相压缩态光场, 经由不同位相关系的线性光学变换, 可以按要求产生两种不同类型的四组分纠缠态. 推出了四组分Cluster态的完全不可分判据, 并计算了连续变量四组分纠缠态关联方差对光场初始压缩度、系统传输效率及零差探测效率的参量依赖关系.     

非临界相位匹配KTP光学参量振荡器的研究

利用1.06μm激光脉冲泵浦非临界相位匹配（NCPM）KTP光学参量振荡器,获得中心波长1566nm的信号光输出。信号光脉冲宽度比泵浦光脉冲宽度小得多,当光学参量振荡器的腔长分别为3cm、6cm和8cm时,得到的信号光脉冲的时间宽度分别为6ns、4ns和3ns,并从理论上加以解释。     

共线群速度失配补偿的高效宽调谐光参量放大器

共线群速度失配补偿的高效宽调谐光参量放大器丘志仁ａ黄锦圣ｂ江鸿ｂ余振新ａ（ａ：中山大学超快速激光光谱学国家重点实验室广州５１０２７５）（ｂ：香港科技大学物理系香港九龙）光参量产生和放大（ＯＰＧ／ＯＰＡ）是获得宽调谐波长光脉冲相当有用的技术。然而在紫外...     

宽带双泵浦光纤参量放大器的优化设计

对一种由两段高非线性光纤级联构成的双泵浦光纤参量放大器（FOPA）的数学模型进行了推导及数值分析，并借助遗传算法对相应参数进行了优化．数值模拟结果表明，当输入总功率为0.5W时，由两段高非线性光纤构成的光参量放大器可以在1500—1600nm频带范围内实现均值为10dB，波动幅度在0.4dB以内的增益谱．     

对米氏粒子轴向光阱力与横向光阱力的测量研究

基于几何光学原理,在强聚焦激光光场中,以射线光学计算模型为基础,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受的轴向与横向光阱力进行计算.并在给定参数条件下,进行数值仿真,讨论各主要参数与光阱力的关系.     

主动锁模半导体激光器腔内光脉冲幅度的变化

用速率方程讨论主动锁模半导体激光器,考虑了光脉冲的传输效应和各光学元件对光脉冲的影响.根据泵浦信号每一周期后系统状态应重现这一条件,得到了短光脉冲幅度在腔内随位置的变化,并进而求出输出功率及系统的其他一些重要参量.     

铌酸锂波长转换器中参量过程的研究

考虑到抽运损耗、走离和非线性等效应,对周期性极化LiNbO3光波导的级联二阶非线性效应波长转换中的参量过程进行了理论研究及数值分析,结果表明:抽运光、信号光和差频光之间会发生周期性能量振荡,最优波导长度随抽运光和信号光的注入功率的增大而减小;脉冲抽运时因走离效应的影响,能量振荡相对较弱.利用这种能量振荡特性,通过调整注入控制光功率大小在实现信号波长转换的同时可以实现脉冲整形.