我校非线性导波光学研究取得新进展

我校量子电子学研究所徐文成博士与清华大学电子工程系高以智教授合作对色散渐减光纤中光孤子传输特性进行了实验研究.他们将增益调制ＤＦＢ激光器中输出的红移啁啾光脉冲经色散补偿获得25ＧＨｚ、44ｐｓ的光脉冲,耦合进入色散渐减光纤被进一步压缩,最后得到830ｆｓ的光脉冲,脉冲压缩率达53.这是目前国内利用光孤子压缩效应获得的最短光脉冲.色散渐减光纤是指光纤色散沿纵向逐渐减少的光纤,该种光纤在控制光孤子传输特性方面具有许多无与类比的特点,其中之一是它能够等价成被动放大器件补偿光纤损耗、压缩超短光脉冲,因而在未来高码率光纤通…     

孤子脉冲在光子晶体光纤中的传播特性研究

根据光脉冲在光子晶体光纤中传播的非线性薛定谔方程,分析了孤子传播基本原理,给出了光脉冲在光子晶体光纤中色散和非线性效应的表达式,对非线性薛定谔方程进行归一化处理并求解,获得光子晶体光纤中基态孤子解.在远大于光纤零色散波长区域,使色散和非线性效应达到平衡,在光子晶体光纤中就可以得到稳定的光学孤子.光子晶体光纤中产生的孤子可以作为光孤子通信的载波,是光子晶体光纤中高次谐波产生的泵浦源.     

二阶光孤子传输波形失真的补偿

研究了高阶效应影响下,色散位移光纤中二阶孤子间的相互作用,分析了二阶孤子对衰变后时域波形的变化．研究表明,引入非线性增益控制和谱共轭相结合的方法可以有效抑制孤子间互作用,实现波形失真的补偿,并且孤子脉冲不偏离原来的时间槽。     

含高阶色散效应的NLS方程的孤子解研究

在孤子传输系统中引进三阶色散微扰,根据非线性薛定谔(NLS)方程,利用变分法对有三阶色散效应扰动的光孤子在光纤中的传输情况进行了研究,并得出了孤子解.结果表明,三阶色散使孤子的中心位置和相位随传输距离作线性漂移,随着三阶色散系数的增大,这种漂移更加厉害,当其增大到一定程度,就会破坏孤子传输的稳定性,甚至导致孤子崩溃.     

分布放大传输系统中具有随机变化参数的明孤子传输稳定性分析

1引言由于在未来大容量、长距离、高码率通信存在广泛的应用前景,以光孤子脉冲作为信息载体的全光通信已成为光通信科学研究的焦点。[1]光孤子脉冲在光纤中传输时,需要用放大器来补偿光纤损耗,而在补偿光纤损耗的同时,也产生和放大了放大器自发辐射（ASE）噪声,引起了光孤子频率随机走移,限制光孤子长距离通信容量（G－H效应）[2,3]。在光孤子传输系统用于通信时,随机扰动是孤子通信系统中不可避免的、普遍存在的重要现象,例如,随机增益、随机色散对孤子传输系统产生不良影响,增大了光孤子脉冲到达时间科动,降低了系统的通信容…     

负三阶色散光纤中的孤子效应脉冲压缩

正三阶色散对光纤孤子传输和孤子效应脉冲压缩都是有害的．本文对负三阶色散光纤中的孤子效应脉冲压缩进行了数值计算,发现在适当条件下,负三阶色散对孤子效应脉冲压缩不仅无害,而且有益。     

非线性光纤耦合器中三阶色散对孤子脉冲作用研究

对双芯光纤中三阶色散影响下光孤子的传输特性进行了数值模拟计算,讨论了三阶色散所引起的孤子的线性的时间延迟,它既不同于自陡峭效应引起的延迟,也不同于自频移效应引起的延迟,而是另一种独立的管迟,这种三阶色散延迟,这种三阶色散延迟对于光耦合工关特性将产生一定程度的影响。     

光纤孤立子与光孤子通信

光纤的一个重要特征:线性和非线性效应,如群速度色散效应和Kerr非线性效应.首先介绍了光孤子的概念,历史的研究,然后讨论了单模光纤中光孤子形成物理机制,比较了光孤子通信和光纤通信的优缺点,最后探讨了孤子间相互作用对光孤子通信系统的影响.     

Y型四能级系统中相对位相对探测场的影响

运用密度矩阵方程理论,在自发辐射诱导相干(SGC效应)的条件下,研究了Y型四能级系统中相干光场之间的位相差对探测光场的吸收和色散性质的影响.数值模拟结果表明,通过对相对位相的控制,可以实现探测光场的吸收(增益)和色散成周期性的放大和减弱.在适当的参数取值下,相对位相为=α时的色散曲线与=α+π/2时的吸收(增益)曲线类似;当变化π时,系统色散曲线会发生反转,系统呈现光学双稳效应,这对量子逻辑门的研究有着重要的理论意义.     

孤子效应脉冲压缩中的三阶色散抑制

最近的研究表明，色散位移光纤中的孤子效应脉冲压缩受三阶色散的影响很大。本文首次提出并通过数值计算证明，若周期性地改变光纤的三阶色散系数，则可有效地抑制三阶色散对色散位移光纤中孤子效应脉冲压缩的影响。     

自陡峭效应对不同群色散剖面色散缓变光纤中调制不稳定性的影响

研究了自陡峭效应对不同群色散剖面色散缓变光纤中调制不稳定性的影响,结果表明：不同类型的色散缓变参数均存在某一最佳值,在此值下增益谱的谱宽最宽,而当色散缓变参数大于某—值时,增益谱宽为0。     

自陡峭效应对色散缓变光纤的调制不稳定性影响

研究了自陡峭这一非线性效应对不同群色散剖面色散缓变光纤中调制不稳定性的影响,结果表明不同类型的色散缓变光纤中的色散缓变参数均存在一最佳值,在此值下增益谱的谱宽最宽,而当色散缓变参数大于某一值时增益谱宽为0.     

玻色-爱因斯坦凝聚中的色散关系

超流性是玻色-爱因斯坦凝聚宏观量子效应的重要体现,分别用运动方程法和哈密顿量对角化方法,通过傅里叶变换导出了玻色-爱因斯坦凝聚超流体的色散关系,并给出了凝聚体中声子速度的表达式.结果表明,在长波极限下,色散关系与波数近似成线性关系.     

八粒子量子态对彩色图像的存储方案

经典彩色图像的存储方法存在着数据量很大且很费内存等缺点,针对这些缺点,提出了一种在量子比特阵列中采用八粒子量子态存储彩色图像的方法,借助于量子态的巨大存储能力,通过采用量子并行计算特性的Grover量子搜索算法,起到平方根加速的理想效果.在图像存储和图像重构的过程中,对量子比特阵列进行搜索找到相应的彩色图像,证明所采用的方法有很好的效果.     

两体量子模型的代数动力学方法求解

引入广义坐标和广义动量,将非线性自洽两体量子模型表述为经典不含时哈密顿系统并实现了去约束经典哈密顿量的正则化。量子系统的整体规范不变性,体现在去约束经典哈密顿量和哈密顿动力学关系的不变性中。利用代数动力学方法求解经典哈密顿方程,得到了两体量子系统的六阶近似分析解。     

原子光谱线变宽的因素分析

分别从经典理论和量子理论的不同角度论述了使原子光谱线变宽的各种主要因素:由于能量的不确定关系导致的自然致宽;多普勒致宽;碰撞致宽;因碰撞过程中原子能级变化而导致的压力致宽、场致宽等.通过分析,阐明了实际光谱线与理想光谱线的不同及其原因.     

开放式基金外部效应分析

开放式基金的运作过程中投资者需要面对外部效应的影响，投资者的收益与基金基他投资者及基金管理者的行为相关，特别是当投资者的赎回行为将迫使开放式基金变现部分投资，以满足资产的流动性时，部分潜在的资本收益被迫变现并分配给退出者，同时新投资者的进入也会稀释基金当前的潜在收益，这些对原来的投资者都将产生直接的外部效应。另一方面，在开放式基金的整个运作过程中，基金管理者采取怎样的成本计价方式也将对基金的投资者产生不可低估的外部效应。     

光子晶体的透射特性

首先, 用光的量子波动理论给出一维光子晶体的量子传输矩阵、 量子色散关系、 量子透射率和反射率; 其次, 通过数值计算分别给出一维光子晶体的量子色散关系、 量子透射率和反射率曲线, 并与经典的色散关系、 透射率和反射率进行比较. 结果表明, 其计算结果一致. 该方法可用于进一步研究光子晶体的量子Zak相、 量子陈数和量子边缘态等量子拓扑性质.     

光子晶体的透射特性

首先, 用光的量子波动理论给出一维光子晶体的量子传输矩阵、 量子色散关系、 量子透射率和反射率; 其次, 通过数值计算分别给出一维光子晶体的量子色散关系、 量子透射率和反射率曲线, 并与经典的色散关系、 透射率和反射率进行比较. 结果表明, 其计算结果一致. 该方法可用于进一步研究光子晶体的量子Zak相、 量子陈数和量子边缘态等量子拓扑性质.     

激子极化激元光子学研究进展

研究光与物质相互作用是腔量子电动力学的一个重要方向.早在20世纪50年代,黄昆先生就提出了固体环境中的光子与晶格连续作用的时间演化图像,并指出光子-声子时间上连续不断的相互转化会在物质中形成声子极化激元波,从理论上计算了声子极化激元波的色散关系.Hopfield把这种图像推广到半导体环境中的光子-激子作用上.随后人们在微腔中实现了单原子、单量子点激子的真空拉比振荡.随着半导体微腔生长和微纳加工工艺的提高,激子极化激元的凝聚、超流、涡旋等宏观量子态被实验证明.通过控制微腔结构和光场调控的手段,人们进一步实现了对宏观量子态的相干调控.有机半导体、钙钛矿、二维半导体等新材料体系展现了极大的激子束缚能,有望实现室温量子器件的制备.微腔激子极化激元的研究进入了黄金时代.本文首先从激子极化激元的基本图像入手,详细介绍激子极化激元的概念、色散关系以及常见的激子极化激元体系.其次,总结了研究微腔激子极化激元的材料体系和实验方法,详细介绍了平板微腔和微纳材料自构型微腔的工作原理和具体实例,以及共焦显微荧光光谱和角分辨荧光光谱.第三,对激子极化激元的量子调控进行了总结.详细介绍了激子极化激元的重要宏观量子态以及通过微纳加工和光场调控的方式对宏观量子态的操控.具体分析了两个量子态操控的实例,包括氧化锌超晶格中多重量子态的制备以及凝聚体的参量散射过程.第四,对新型材料中激子极化激元的研究进行了总结,包括二维半导体、有机半导体和钙钛矿.最后,对本文进行总结,并且从理论、实验的角度分别预测了该领域的发展趋势.