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[2018年IEEE国际电力电子与应用会议暨展览会(PEAC)- 中国深圳(2018.11.4-2018.11.7)] 2018年IEEE国际电力电子与应用会议暨展览会(PEAC)- 基于开关模式非线性增益元件的宇称-时间对称无线电能传输系统
摘要: 宇称-时间(PT)对称性这一概念从量子场论、数学物理延伸至经典光学领域,在文献[7]中被推广至无线电能传输(WPT)系统。然而该既有系统基于运算放大器构建,限制了整体系统的功率传输效率。本文将PT对称性概念拓展至开关模式WPT系统,通过采用单相桥式逆变器这一非线性增益元件实现PT对称性,从而构建鲁棒的无线电能传输方案。仿真表明该系统可在数十个开关周期内调节频率,为动态充电提供了有效途径。整个系统的分析基于耦合模理论(CMT)。
关键词: 平均模型、开关模式、宇称-时间对称性、耦合模、无线电能传输
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018年7月1日-2018年7月5日)] 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 具有非均匀增益/损耗和耦合特性的PT对称调光器的最优切换操作
摘要: 我们通过变分优化方法评估了一种非均匀PT对称耦合器的最优增益-损耗分布,该分布可实现二元传输函数,并使总行进光强与保守系统中的偏差最小化。研究证明,满足这一要求的增益-损耗分布对应于PT对称系统中沿传播距离各点光强均守恒的非传统情形。此外,所发现的最优分布对应着以最低放大水平实现光开关操作的实际重要案例。研究表明,采用此类增益-损耗分布的开关架构相比传统均匀PT对称耦合器具有显著优势。同时,这种最优分布对制造缺陷表现出强鲁棒性,为PT对称器件在光子学中的功能应用开辟了新前景。
关键词: 变分与优化方法、宇称-时间对称性、光开关、波导与耦合器
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用耦合波理论对厚衍射光栅中的PT对称性与准PT对称性进行解析分析
摘要: 光学中的宇称-时间(PT)对称性概念可能为利用光学增益在光处理中的优势提供新兴解决方案。为此,通过耦合波理论推导显式解析表达式研究了厚光学衍射光栅中的PT和准PT对称性,并通过数值计算进行了验证。从增益-损耗比和折射率调制振幅的角度,讨论了反射光栅和透射光栅中观察PT和准PT对称性的条件。结果表明,对于反射光栅和透射光栅而言,实现准PT对称性的标准在折射率虚部与实部调制振幅比(|Γ|)方面是相反的。根据该模型,在较宽的增益-损耗比范围内,条纹平行于表面的光栅会出现PT对称性破缺。此外,通过改变增益-损耗比或|Γ|,在准PT对称性工作状态下,可以观察到衍射级次的归一化透射功率中出现一些极值。解析解能够预测并解释这些极值的位置,这对设计目的可能具有优势。
关键词: 衍射、光栅、准PT对称性、宇称-时间对称性
更新于2025-09-23 15:19:57
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手征性启用的宇称-时间对称微腔中单向光发射与纳米粒子检测
摘要: 在微腔中实现单向发射和操控波对于下一代光子电路(PC)中的信息处理和数据传输至关重要。我们展示了如何通过引入宇称-时间(PT)对称性赋予双微腔相反手性来实现单向发射。数值计算结果表明,微腔中的相反手性源于所连接波导携带的顺时针(CW)和逆时针(CCW)分量分别与左右两侧微腔的非对称耦合。值得注意的是,通过增益-损耗控制对耦合系统进行PT对称性工程调控,可选择性抑制损耗腔的顺时针分量,从而产生高达-52分贝消光比的单向发射。此外,这种基于手性和PT对称性破缺的单向发射对外部散射体极其敏感,通过记录消光比变化能检测半径仅5-50纳米的超小纳米颗粒。该系统为操控微腔驻波提供了一种简洁普适的方法,将极大拓展微腔在光子电路中的应用潜力。
关键词: 单向发射、纳米粒子检测、手性、宇称-时间对称性、微腔
更新于2025-09-19 17:13:59
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具有完美与破缺整数波导长度比的${PT}$对称双段连接三角形光波导网络中的非凡透射与反射现象
摘要: 通过调节波导长度比,我们分别研究了具有完美整数波导长度比和破缺整数波导长度比的一维(1D)宇称-时间对称(????对称)双段连接三角光波导网络中电磁波传播的独特特性。研究发现,极值自发????对称破缺点的数量及其对应频率取决于波导长度比。在极值破缺点附近会产生超强非凡透射现象,两类网络的最大透射率分别可达2.4079×101?和4.3555×1013。然而,双向隐身效应仅能由破缺整数波导长度比的网络产生,其机制从光子能带结构角度进行了详细阐释。本研究成果可用于????对称光波导网络制备中的光学特性调控,在设计光放大器、光节能器件及特殊光学滤波器方面具有重要潜力。
关键词: 光学波导网络、宇称-时间对称性、整数破缺比
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019国际微波光子学专题会议(MWP) - 加拿大安大略省渥太华(2019.10.7-2019.10.10)] 2019年国际微波光子学专题会议(MWP) - 基于硅微盘谐振器的宽调谐宇称-时间对称光电振荡器
摘要: 提出并实验验证了一种基于硅微盘谐振器(MDR)的宽频可调谐宇称-时间(PT)对称光电振荡器(OEO)。该OEO通过利用MDR中光传播的互易性,构建两个几何结构相同、增益与损耗幅度相等的互耦光电环路形成PT对称结构,从而实现低相位噪声的单频振荡。通过热调谐MDR实现频率调控。实验表明该OEO具有2-12GHz的宽频可调谐范围,在10kHz频偏处测得相位噪声为-105 dBc/Hz,增大环路长度可进一步降低相位噪声。
关键词: 硅光子学、光电振荡器(OEO)、宇称-时间对称性、微波光子带通滤波器、微波光子学、微盘谐振器
更新于2025-09-16 10:30:52
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双向耦合半导体激光器中的宇称-时间对称性
摘要: 我们报道了一对相互耦合、单模半导体激光器强度动力学的数值分析,该系统配置产生的特性让人联想到宇称-时间对称性。从两个激光器腔内电场的速率方程和载流子反转的速率方程出发,我们展示了这些方程如何简化为一个典型的宇称-时间(PT)对称二聚体所对应的简单2×2有效哈密顿量。在证实耦合半导体激光器对可能具有PT对称性后,我们求解了完整的速率方程组,结果表明尽管存在增益饱和和非线性等复杂因素,该速率方程模型预测的强度动力学仍类似于PT对称系统中的表现。本文阐述了采用半导体激光器实现PT对称系统的若干优势,并就该系统的未来研究方向提出了可能的前景。
关键词: 宇称-时间对称性、强度动力学、半导体激光器
更新于2025-09-16 10:30:52
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嵌入式波导带:宇称-时间对称光子晶体波导中的新局域态
摘要: 利用常规光子晶体波导结合宇称-时间(PT)对称构型,我们研究了波导模式能带的演化过程,以及能带合并与异常点形成的机制。在能带演化过程中会出现一种特殊波导模式能带,其部分频段嵌入于宽频能带之中。该嵌入能带呈现出一种新型局域态,其模式场主要集中于波导内部。嵌入能带底部频率会激发强烈的局域场。特殊能带上的异常点会激发波导中的非对称模式场并产生放大传输效应。
关键词: 局域态、异常点、宇称-时间对称性、光子晶体波导
更新于2025-09-12 10:27:22
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[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) - 宇称-时间对称光纤环形激光器的不同激射机制
摘要: 光学中的宇称-时间(PT)对称性概念引起了广泛关注。最近,由两个耦合微环构成的宇称-时间对称性破缺激光器已通过实验验证[1,2]。通过接近PT对称性破缺转变时更强的模式区分,实现了初始多模系统中的单模运行。进一步地,在耦合微环激光器系统中,于异常点附近实现了单横模运行[3]。文献[4]从理论上探讨了基于PT对称性的锁??赡芡揪?。 本研究发展了近期提出的PT对称光纤激光器概念[5]。该激光器结构[5]包含两个等长光纤环路,通过一组内置可调相位差(φ?, φ?)的50:50光纤耦合器交叉耦合。通过改变相位差可调控两光纤环路的耦合比,从而实现PT对称或PT破缺激光运行状态[5]?;诠阋宸窍咝匝Χㄚ谭匠痰南昃∈的D獗砻?,这种PT对称光纤拉曼激光器具有多种光谱和时空动力学特性[6]——包括湍流(随机准稳态)、层流(相干准稳态)运行模式,以及单脉冲/多脉冲每腔往返输出(见图1)。我们分析了各运行状态下激光辐射的PT对称性,并揭示了通过调节泵浦功率和环路间相位差实现模式切换的机制。 当φ?≈φ?时,增益与损耗光纤环路近乎解耦,辐射几乎完全集中于增益环路,此时激光器无论泵浦功率如何均呈现PT破缺湍流状态。相反极限情况φ?-φ?≈π时,两环路完全耦合。当泵浦功率超过阈值且φ?-φ?≈π时,激光器恒定保持PT对称状态,增益与损耗区中点功率相等。在接近激光阈值的低功率区产生高相干窄带辐射(层流状态[7]),而远高于阈值时则输出具有宽光谱低相干性的随机(湍流)辐射。研究表明在发生PT转变的中间相位差0<φ?-φ?<π区间,激光器可能以具有"部分"(局部)对称性的脉冲模式运行——即PT对称与破缺辐射时域区域交错分布。激光脉冲对应PT破缺状态的增益环路高功率区,而相邻脉冲间隙则存在增益与损耗环路中点功率极低且相等的PT对称层流背景。
关键词: 层流、湍流、宇称-时间对称性、光纤激光器、PT对称破缺、PT对称、脉冲、激光工作模式
更新于2025-09-12 10:27:22
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横向耦合布拉格波导中的宇称-时间对称性
摘要: 我们在耦合模理论(CMT)框架下,从理论上研究了一个由两个横向耦合、折射率耦合的布拉格波导组成的系统,其中放大波导的模增益恰好补偿了另一个波导的模损耗。通过回归到底层"裸"(非周期性)宇称-时间对称(PTS)定向耦合器的超模本征基,我们解析地推导出了整个结构的散射参数。我们还考虑了由两个纯增益耦合的布拉格波导组成的系统,这些波导可以是同相或反相的。在每种情况下,我们都对实现激光振荡所需的增益条件进行了讨论。
关键词: 宇称-时间对称性(PTS)、耦合模理论(CMT)、分布反?。―FB)、分布布拉格反射器(DBR)
更新于2025-09-12 10:27:22