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oe1(光电查) - 科学论文

16 条数据
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  • 有机多层膜中的准相位匹配三次谐波产生

    摘要： 我们首次报道了在各向同性聚合物薄膜中实现准相位匹配（QPM）三次谐波产生。采用旋涂法制备了分散于聚合物基质中的乙基紫分子（EV）薄膜作为立方非线性光学介质，因其对基频光（1230 nm）和三次谐波（410 nm）波长均具有透明性。通过形成紫外固化材料的被动层来补偿光波穿过各EV层后产生的相位差。我们制备了一系列含1~4层EV薄膜（交替涂覆0~3层被动层）的样品。三次谐波输出功率随层数呈二次方增长，为成功实现准相位匹配提供了有力证据。当输入190飞秒脉冲时，观测到0.15%的转换效率。

    关键词： 三次谐波产生、乙基紫分子、准相位匹配、各向同性聚合物薄膜、紫外光固化材料

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2018年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 日本神户(2018.10.22-2018.10.25)] 2018年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 利用键合在石英基板上的薄LiTaO3压电片抑制TC-SAW谐振器的传播损耗

    摘要： 薄膜铌酸锂光波导中传播损耗的抑制

    关键词： 铌酸锂、薄膜、光波导、准相位匹配、传播损耗

    更新于2025-09-23 09:28:22

  • [IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于扇出光栅周期极化掺镁同成分LiTaO<sub>3</sub>的绿光泵浦光学参量振荡器

    摘要： 光学频谱不同区域的可调谐激光源在光谱学、光化学、医学诊断和材料加工等多种应用中具有重要价值。绿光泵浦光学参量振荡器（OPO）是产生可见光及近红外可调谐辐射的有效方案。此前研究已通过准相位匹配（QPM）非线性晶体（如周期性极化铌酸锂PPLN、化学计量比钽酸锂PPSLT和磷酸氧钛钾PPKTP）实现了此类OPO。其中PPSLT因具有高光折变损伤阈值[1,2]，被证实是最适合绿光泵浦的材料。本文首次报道了基于周期性极化镁掺杂同成分钽酸锂（PPMCLT）的绿光泵浦纳秒OPO。此外，通过采用扇形光栅结构，我们在室温下实现了宽范围波长调谐的拓展。

    关键词： 扇出光栅、可调谐辐射、绿光泵浦光学参量振荡器、准相位匹配、PPMCLT

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 正弦锥形光纤中的定制自发四波混频

    摘要： 准相位匹配周期性锥形波导（PTWs）通过合理组合锥形周期与调制振幅，可实现高效按需的三阶参量相互作用。与周期性极化铁电晶体类似，这项新技术消除了传统方法对相互作用光子频率、模式分布及偏振态的严苛限制。PTWs的典型实例是正弦锥形光纤，已应用于超连续谱生成与调制不稳定性的调控。本研究建立了严格的量子模型来探究此类锥形波导中的自发四波混频（SFWM）现象。图1(a)展示了相同周期数M的光纤中，调制振幅?d与锥形周期ΛT的最佳组合如何提升目标波长处的预期光子数N?s（以?d=0为基准进行归一化，量化PTW技术相比均匀光纤的光子对增强效果）。当仅M=50时，N?s即实现35dB的显著提升。如图1(b)所示，光子对输出光谱呈现窄带sinc函数特性，且随着周期数增加，微弱旁瓣显著衰减。图1(c)展示了光子对波长(λs, λi)的二维光谱分布（假设泵浦光为满足能量守恒的单色光）。针对输入能量1nJ、半高全宽4ps的高斯脉冲泵浦源，图1(d)分析显示对应N?s值（经施密特分解计算光谱纯度达0.74），证明PTW技术无需带通滤波器即可在任意按需频率产生高效相对纯净的单光子。本研究还为优化锥形图案以定制三阶非线性导波结构中输出光子光谱特性开辟了新方向。

    关键词： 光谱纯度、准相位匹配、自发四波混频、周期性锥形波导、光子对产生

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 聚合物双层周期堆叠中的准相位匹配三次谐波产生

    摘要： 准相位匹配（QPM）技术广泛应用于二次非线性介质的频率转换中，其通过周期性反转非线性光学系数的符号来实现。虽然通过级联两个二次过程可实现高效的三次谐波产生（THG），但利用各向同性介质直接实现QPM THG具有基础研究价值。然而对于各向同性立方介质而言，非线性系数的符号反转无法实现。我们最近首次报道了在各向同性聚合物薄膜中，通过交替沉积四层高非线性有机材料与惰性树脂实现QPM THG的实验成果[1]。本文通过调节基频波长至QPM条件附近并测量三次谐波输出，系统研究了该体系的QPM特性。

    关键词： 准相位匹配、三次谐波产生、各向同性聚合物薄膜、非线性光学系数

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 铒和镱光纤激光辐射高效单程双级差频转换至中红外波段的优化

    摘要： 波长接近3微米的高功率激光辐射源对于加工有机材料及高含水材料不可或缺。这些波长属于中红外（mid-IR）波段，也被称为分子指纹区——此处分布着水和氢键的吸收峰，为生物、医学及非金属材料加工领域提供了诸多应用可能[1]。直接产生中红外辐射存在诸多技术难点，其中主要制约因素是该波段透明窗口的增益介质选择有限。另一种获取方案是非线性参量转换技术，特别是周期极化铌酸锂/钽酸锂（PPLN或PPLT）晶体中的差频生成（DFG）[2]。这类晶体凭借较高的非线性系数、目标光谱区的透光性、掺镁氧化物的光折变损伤抗性以及周期极化准相位匹配（QPM）技术优势，有望成为中红外辐射源研发的主力材料。单程OPO过程在无种子光注入时对1微米辐射的泵浦-闲频光转换效率较低，即便使用种子光也会因光子能量关系存在约30%的理论上限。我们通过增设第二级转换[3]，将Yb泵浦（1.03微米）与Er种子（1.5微米）光纤激光器对中红外的DFG效率提升至新高度：首级参量放大后的种子光作为次级泵浦源，而中红外闲频光则成为第二级转换的新种子光。该方案最终实现了3.05微米与3.19微米波长下超过50%的泵浦转换效率，实验获得总功率达20瓦的中红外辐射输出。

    关键词： 中红外、光纤激光器、差频生成、准相位匹配、周期极化钽酸锂、周期极化铌酸锂

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [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年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）——薄膜铌酸锂波导的短周期周期性极化技术

    摘要： 铌酸锂（LN）因其优异的电光、声光和非线性光学特性，成为许多应用领域（尤其是集成光学）的理想材料。其中一项颇具前景的应用是二次谐波产生（SHG）。为提高SHG效率，需要实现相互作用波之间的相位匹配，这通常通过准相位匹配（QPM）技术达成。QPM一般通过对LN进行周期性极化实现，即周期性翻转晶体取向。所需极化周期由基波与二次谐波（分别记为FW和SH）的波长及波矢共同决定。当基波波长为1.55微米且二次谐波与基波反向传播时（反向SHG情况），通常需要亚微米量级的LN极化周期。本研究展示了在厚度600纳米的绝缘体上铌酸锂（LNOI）薄膜衬底上制备短周期QPM结构。我们致力于制造周期小至1微米的周期性极化LNOI（PPLNOI）波导，通过强模式限制效应实现高效非线性相互作用。

    关键词： 周期性极化、二次谐波产生、集成光学、铌酸锂、准相位匹配

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 氮化硅波导中光诱导χ<sup>(2)</sup>光栅的形成规则与动力学特性

    摘要： 氮化硅已成为构建光子集成电路的重要平台。虽然基于三阶效应的非线性特性已得到成功应用，但最新研究表明，经过全光极化处理后，标准化学计量比氮化硅（Si3N4）波导也能实现高效的二次谐波产生。该现象的根源在于沿波导方向自组织形成了周期性空间电荷光栅，从而有效诱导χ(2)非线性并实现泵浦光与二次谐波的自动准相位匹配。然而，影响该过程效率提升的各项参数及其作用机制尚未完全阐明。 本研究通过光学手段确定了全光极化过程中模式匹配的通用条件。研究表明，泵浦光与二次谐波光学模式的重叠积分是决定χ(2)光栅特性的关键参数。对χ(2)光栅进行双光子显微镜测量时，发现部分实验波导中存在次级周期性结构。重叠积分模拟显示，该效应可能源于波导弯曲处的模式混合。 极化动力学研究表明：随着泵浦功率和波导长度的增加，极化效率与速率均呈上升趋势。但极化过程的启动需要耦合临界泵浦强度，且较长波导所需的临界强度更低。时域与热稳定性测试揭示了光栅刻写过程中电荷陷阱的本质特性。当采用热激活跳跃作为样品导电机制时，我们发现全光极化过程仅激活浅能级陷阱。

    关键词： 化学计量氮化硅，非线性光学，全光极化，二次谐波产生，准相位匹配

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第21届透明光学网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光学网络国际会议(ICTON) - 基于耦合补偿的氮化镓波导中二次谐波产生准相位匹配方法

    摘要： 我们报道了一种基于耦合补偿的新型准相位匹配方法，用于蓝宝石衬底上氮化镓/氮化铝镓波导中的二次谐波产生。该方法通过沿传播方向对光强进行空间周期性调制（而非传统上对氮化镓非线性光学系数的空间周期性调制），可克服周期性取向氮化镓波导的局限性。该方案可通过双平面或双脊波导倍频器结构实现，这一概念有望为宽带片上非线性频率转换开辟新的应用领域。

    关键词： 二次谐波产生、定向耦合器、氮化镓与氮化铝镓波导、准相位匹配、超模色散、集成光学

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 在含有分子和合金金属硫化物量子点的等离子体中，利用准相位匹配和双色泵浦产生高次谐波

    摘要： 作为高阶谐波发射体，量子点通过激光诱导等离子体产生。随后，我们利用包含不同金属硫化物（硫化银、硫化镉和硫化镉锌）量子点的激光等离子体，通过800纳米波长、30飞秒脉宽的脉冲激发高阶谐波。采用多种方法分析高阶谐波产生过程，包括双色泵浦（800纳米+400纳米）、合金量子点应用以及相互作用波的准相位匹配。我们探讨了谐波自相位调制分裂现象、双色泵浦量子点等离子体时厚/薄晶体在二次谐波（400纳米）发射中的差异、量子点等离子体的空间调制对准相位匹配的影响，以及单体等离子体与量子点等离子体的谐波产率对比。本研究阐明了利用纳米级发射体产生相干极紫外辐射的机制，并确定了进一步提升高阶谐波产生效率的最优方法。

    关键词： 激光产生的等离子体、量子点、高阶谐波产生、准相位匹配、双色泵浦

    更新于2025-09-12 10:27:22