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[IEEE 2018第三届技术融合国际会议(I2CT) - 浦那(2018.4.6-2018.4.8)] 2018第三届技术融合国际会议(I2CT) - 环形谐振器中偏振转换的实现及其在全光非逻辑门设计中的应用
摘要: 全光非逻辑门通过环形谐振腔中的偏振转换概念进行理论描述。偏振态转换以0.2皮秒的极高速度发生,并获得约1500的高Q值。该设计可用于基于强度的全光开关以及全光逻辑门的设计。此类基于转换的全光门仅需约40纳瓦/米的低泵浦功率。要获得此类结果,需要合适的泵浦条件、折射率对比度、波导的高宽比以及相位匹配条件。
关键词: 环形谐振器、偏振转换、全光开关、FDTD模拟、逻辑门
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE 2018年伊朗电气工程会议(ICEE)- 马什哈德(2018.5.8-2018.5.10)] 伊朗电气工程会议(ICEE)- 光开关应用新型法诺结构提案
摘要: 本文设计了一种用于光开关的改进型法诺器件。与文献中已报道的先前结构相比,所提出的结构在品质因数、损耗和开关对比度方面具有更好的传输特性。结果表明,腔体的Q值对比度使法诺开关具有更优的性能。
关键词: 光通信、光子晶体、全光开关、法诺线形光谱、法诺结构
更新于2025-09-23 15:22:29
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全光开关的微磁建模
摘要: 通过纯光学手段实现微尺度磁化控制具有基础研究价值,并有望提升数据存储设备的运行速度。尽管已有实验证明可通过激光脉冲局部反转铁磁体系的磁化方向,但全光开关(AOS)过程的完整理论描述仍属空白。本研究开发了先进的微磁求解器用于AOS数值模拟,该求解器基于描述磁化动力学的朗道-利夫希茨-布洛赫方程,并耦合微观三温模型以刻画激光加热导致的子系统温度时变过程。当样品受到圆偏振激光照射时,通过逆法拉第效应产生的磁光有效场评估螺旋度依赖的磁化翻转现象。模型完整包含常规微磁项(交换作用、各向异性及Dzyaloshinskii-Moriya相互作用)。作为验证,该模型被用于描述高垂直各向异性薄膜样品的局部磁化翻转,其结果与现有实验观测高度吻合。
关键词: 朗道-利夫希茨-布洛赫(LLB)方程、三温模型(3TM)、逆法拉第效应(IFE)、微磁学、全光开关(AOS)
更新于2025-09-23 15:22:29
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掺杂氧化物纳米颗粒中的宽调谐等离子体激元用于超快宽带中红外全光开关
摘要: 导电纳米结构中的等离激元为以全光学操作方式在纳米尺度上以亚皮秒速度高效操控光提供了手段,从而能够构建高性能全光学信号处理器件。本研究利用溶液法制备的简并掺杂氧化物纳米颗粒中宽频可调的中红外(MIR)等离激元的超快非线性光学特性,在MIR波段实现了具有亚皮秒响应速度(恢复时间常数<400飞秒)和超宽带响应光谱范围(覆盖3.0-5.0微米)的超快全光开关。进一步地,以简并掺杂纳米颗粒作为调Q器件,构建了覆盖2.0-3.5微米的脉冲光纤激光器,其中3.0微米波段的瓦级光纤激光器在同类被动调Q光纤激光器中展现出最优综合性能。值得注意的是,这些简并掺杂纳米颗粒在超过3.0微米的光谱范围(超出商用昂贵半导体可饱和吸收镜SESAM的工作波段)具有巨大应用潜力。本工作为技术重要的MIR波段超快光子学提供了一种通用且经济高效的解决方案。
关键词: 可调谐等离子体、超快光子学、全光开关、掺杂氧化物纳米粒子、中红外
更新于2025-09-23 15:21:21
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线性偏振极化激元流体中的外控洛特卡-沃尔泰拉动力学
摘要: 横向图案的自发形成在各类非线性动力系统中普遍存在。其中特别值得关注的是这类图案的主动控制技术。在非线性光学系统中,这种技术可实现具有晶体管特性的全光开关,例如通过平面量子阱半导体微腔中的极化激元实现。本文重点研究一种利用光学驱动极化激元系统复杂偏振依赖特性的特定构型。除对耦合光场-激子动力学进行详细数值模拟外,我们着重推导了一个简化的种群竞争模型,从非线性动力系统角度深入揭示其内在机制。该模型表现为包含显式外部控制源项的双种群广义洛特卡-沃尔泰拉系统。我们全面分析了空间各向异性与外部控制强度参数空间中稳态的存在性与稳定性,并在非平庸区域构建相边界及表征涌现分岔。该种群竞争模型不仅完整重现了复杂半导体系统全数值模拟中观察到的开关关键特征,同时保持了足够的简洁性以实现完全解析理解。
关键词: 全光开关、种群竞争模型、非线性光学系统、横向图案、洛特卡-沃尔泰拉系统、极化激元、半导体微腔
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有隔离泵浦光波导和数据光波导以及包含纳米银条的矩形腔的紧凑型低功耗全光表面等离子体开关
摘要: 本文提出了一种基于新型拓扑结构的等离激元全光开关。该结构由一个矩形腔体与两条交叉波导耦合构成。在矩形腔体内插入若干具有锥形图案的银条,从而在数据信号的传输光谱中形成陡峭边缘。腔体与波导内填充具有高克尔型非线性的非线性绝缘材料。垂直与水平波导分别用于传输数据信号与泵浦信号。当同时施加数据信号和泵浦信号时,克尔材料的折射率发生变化,从而触发开关机制。为数据信号与泵浦信号分配不同路径可实现二者间的理想隔离。该开关通过时域有限差分(FDTD)方法进行数值模拟,为验证FDTD仿真结果,还采用传输线法分析了基础开关结构。其显著特征包括:紧凑尺寸(考虑两个不同输入端口)、低泵浦强度、结构简单、对称结构、良好隔离度及高对比度。因此,该结构有望应用于复杂集成光路。
关键词: 表面等离子体激元、传输线法、金属-绝缘体-金属波导、全光开关、克尔效应、金属条带
更新于2025-09-23 15:19:57
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失谐控制与全光开关:非线性光学的扩展维度
摘要: 自激光问世以来,非共振光学过程(如谐波产生)的本征光学非线性理论已得到广泛理解。这类效应通常涉及改变输入光模式或多模式粒子数的多光子相互作用。然而,通过输入本身保持不变的失谐激光束也能产生非线性效应——此类现象大多被忽视。本综述基于量子电动力学框架,详细阐述了这类光学非线性机制:它们能可控地增强或减弱线性吸收与荧光强度,以及共振能量转移效率。这些效应的速率修正通过同时施加中等强度的失谐光束实现,该光束本质上充当光学催化剂,为光活性材料赋予了光学非线性的新维度。研究表明,在特定构型下,这些机制为全光开关(即光控光技术,包括光学晶体管方案)奠定了基础。结论部分概述了近期提出的其他全光开关系统。
关键词: 吸收、非线性光学、全光开关、共振能量转移、荧光、FRET(荧光共振能量转移)、光晶体管、多光子过程、激光作用、二次谐波产生
更新于2025-09-23 15:19:57
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全光学InAsP/InP纳米线开关集成于硅光子晶体中
摘要: 我们报道了在通信波长下,利用集成于硅光子晶体中的亚波长InP/InAsP纳米线成功实现全光开关。本研究采用基于光子晶体中空气沟槽的两种不同混合纳米线腔体。这些混合腔体兼具III-V族材料的功能特性与硅波导的低传输损耗优势。由纳米线诱导的线缺陷光子晶体腔展现出25000的品质因数,高于我们先前演示的混合系统。开关时间为150皮秒,属于目前已报道纳米线开关中最快之列。我们发现开关时间与品质因数呈明显相关性。通过改变泵浦功率的测量估算出开关能量为数百飞焦耳,该数值低于相同泵浦条件下无纳米线及空气沟槽的参考硅光子晶体腔。这表明集成于硅光子晶体中的InP/InAsP纳米线有助于降低开关能耗。
关键词: 全光开关、原子力显微镜操控、纳米光子学、光子晶体、纳米线、光子集成电路
更新于2025-09-19 17:13:59
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单飞秒激光脉冲诱导DyFeCo薄膜超快磁化反转
摘要: 实验首次证实,通过线性和圆偏振的35飞秒激光脉冲,可在薄型铁磁共振稀土-过渡金属薄膜(DyFeCo)中实现局部全光磁化反转。研究采用无外加磁场条件下的单脉冲及脉冲序列辐照方案。所发现的DyFeCo磁化翻转特性与先前稀土-过渡金属合金的研究结果存在显著差异,其最小标称磁化反转能量密度为3毫焦/平方厘米。
关键词: 飞秒激光、全光开关、反铁磁体
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于激光脉冲诱导等离子体通道的全光开关
摘要: 我们展示了一项基于控制激光诱导等离子体通道实现信号激光全光开关的理论与实验研究。利用二硫化碳(CS2)溶液中生成的等离子体通道,信号光可被调制为包括不变光束、环形光束在内的多种空间强度分布。通过改变控制光的入射强度分布,可便捷调节对信号光的调制效果。根据控制激光束的强度分布,可以推断出被调制信号激光中的暗斑形态。这些结果表明,激光诱导的等离子体通道在全光开关领域具有广阔应用前景,适用于各类光电子应用场景。
关键词: 全光开关、等离子体通道、空间调制、光电应用、激光脉冲
更新于2025-09-12 10:27:22