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具有石墨烯中间层的全光纤调制器
摘要： 提出了一种带有石墨烯中间层的全光纤调制器并进行数值计算。石墨烯具有宽光学带宽、超快响应和零带隙等优异光学特性，使该调制器可覆盖整个C波段和S波段。其调制速率仅受限于石墨烯固有的载流子弛豫时间。我们从理论上推导了基于石墨烯的全光调制器工作机理，建立了光信号强度与石墨烯电导率之间的简单对应关系。理论计算表明：狭缝结构能有效增强石墨烯对电场分布的调控效果。当实现20dB调制深度时，该狭缝结构长度仅为1.59毫米且插入损耗可达1dB。该结构的制造公差为器件总尺寸的35.42%。这种基于单模光纤的调制器可直接熔接至全光网络，具有广阔应用前景。
关键词： 光纤调制器，石墨烯，全光调制
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 2019.6.23-2019.6.27] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - AlGaAs纳米柱中二次谐波产生的全光超快控制
摘要： 全介质纳米光子学近期因其高介电常数介质纳米颗粒在可见光及近红外波段展现出可忽略的耗散损耗与强磁多极共振[1-4]而备受关注。我们近期报道了在氧化铝基底氮化镓铝纳米盘（Al0.18Ga0.82As-on-AlOx）中实现波长1554 nm处二次谐波转换效率超过10^-5（泵浦强度约1.6 GW/cm2，脉宽约150 fs，重复频率80 MHz）[5-7]。该卓越效率源于同时匹配泵浦光与二次谐波波长的磁电共振效应。此外，将泵浦光（因而二次谐波波长约777 nm）选择在材料带隙能量以下，有效抑制了泵浦光的双光子吸收与二次谐波再吸收。本文展示了二次谐波全光调制潜力：首先研究纳米天线在低于带隙能量（3.2 eV，405 nm波长）的低功率（<300 μW）连续激光共照下的二次谐波信号变化，观测到纳米天线二次谐波产率最大60%的调制（图1a展示变半径纳米柱阵列的二次谐波差分图，图1b显示整体强度（虚线）与半径相关的调制曲线（蓝实线）——小尺寸纳米柱（r=205 nm）在300 μW连续泵浦下二次谐波降低约60%，而r=220 nm纳米柱则增强30%）。通过泵浦-探测实验进一步研究超快调制（泵浦采用510 nm超短脉冲激发瞬态等离子体，1550 nm延迟探测脉冲产生二次谐波），图1c显示二次谐波随延迟时间的变化轨迹，测得<0.5 ps的超快猝灭过程与10-100 ps的慢速恢复过程（强烈依赖于纳米柱共振特性）。该成果深化了对纳米尺度非线性发光光物理的理解，为基于氮化镓铝绝缘体全介质平台实现数据存储用纳米非线性光子器件全光调控奠定基础。
关键词： 二次谐波产生、全光调制、纳米柱、全介质纳米光子学、砷化铝镓、二次谐波
更新于2025-09-12 10:27:22
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安德森局域模的全光射频调制
摘要： 全光调制依赖于利用材料固有的非线性特性[V. R. Almeida等，《自然》431卷1081页(2004年)]。但由于标准半导体中折射率和吸收系数对自由载流子浓度的依赖性较弱，这种光学控制颇具挑战性[R. A. Soref与B. R. Bennett，《SPIE会议录》704卷32页(1987年)]。为突破这一限制，我们精心设计了具有高空间和光谱限制的谐振结构来增强存储的电磁能量，从而以更低激发功率实现显著非线性效应[K. Nozaki等，《自然-光子学》4卷477页(2010年)]。小模式体积与高品质因数(Q)腔体还能实现对光场及目标光学特性的高效相干调控。本文报道了由光子/声子晶体波导无序性诱导产生的Q值达10^5量级的光学谐振。在较低激发功率下(低于1毫瓦)，这些腔体展现出导致其谐振波长产生周期性(最高约35兆赫兹)振荡的非线性效应。我们的系统为研究结构复杂性与材料非线性的相互作用及其对局域化现象的影响提供了实验平台，并为无序光子学工具箱引入了新功能。
关键词： 非线性效应、无序诱导腔体、安德森局域模、全光调制、光子/声子晶体波导
更新于2025-09-10 09:29:36