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电光聚合物的最新进展
摘要： 近年来，电光聚合物已成为材料科学的一个重要分支。这种增长和关注的根本动力源于这些材料在二阶非线性光学和波导结构中的实际应用。事实上，这些材料将非晶键合聚合物的优异光学特性与嵌入的有机非线性光学分子的增强的第一超极化率相结合。尽管在这些材料的科学、理解和应用方面取得了重大进展，但一些问题仍未完全解决，特别是外部电场诱导的极性序的稳定性和分子聚集问题。在这篇综述论文中，我们回顾了薄膜制备技术、极化技术、非线性光学特性的表征，并更详细地讨论了分子聚集问题以及极性序的时间衰减问题。我们提出了一种新型的三维二阶非线性光学发色团，即[2]对环芳烷，它可能有助于限制聚集。我们特别展示了这种分子可以在掺杂的PMMA薄膜中进行极化。电光聚合物的实际应用也得到了回顾和讨论。
关键词： 泡克耳斯效应、电光聚合物、电场极化、一阶超极化率、二次谐波产生、[2]对环芳烷、功能化聚合物
更新于2025-09-23 15:21:01
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非线性光学 || 电光效应与光折变效应
摘要： 电光效应是指材料在静态（或低频）电场作用下折射率发生变化的现象。某些材料中，折射率的变化与外加电场强度呈线性关系，这种变化被称为线性电光效应或泡克耳斯效应。该效应可通过二阶非线性极化率描述为Pi(ω) = 2ε0 Σj k χ(2)ij k (ω = ω + 0)Ej (ω)Ek(0)。根据第1.5节的普遍原理，由于线性电光效应涉及二阶非线性极化率，其仅存在于非中心对称材料中。虽然该效应可用二阶非线性极化率解释，但历史上采用完全不同的数学形式描述电光效应（详见本章第11.2节）。对于中心对称材料（如液体和玻璃），折射率的最低阶变化与静态（或低频）电场强度呈平方关系，此即克尔电光效应或称二次电光效应，其非线性极化率表达式为Pi(ω) = 3ε0 Σj kl χ(3)ij kl(ω = ω + 0 + 0)Ej (ω)Ek(0)El(0)。
关键词： 折射率、电光效应、克尔电光效应、泡克耳斯效应、非线性极化
更新于2025-09-23 15:21:01
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飞秒电光采样中电场及其希尔伯特变换的测定
摘要： 我们利用动态泡克尔效应，展示了中红外电场瞬态及其共轭分量的时域采样。为此，我们研究了飞秒量级探测脉冲的完整偏振变化。在通过实验和理论获得定量理解之前，我们首先建立了基于相量表示的直观图像。在标准电光采样方案中，通过分析探测光偏振椭圆率的变化来确定电场。除此之外，我们发现输入电场的时间梯度会表现为探测光偏振椭球体的旋转。和频与差频混频过程的相对贡献及其在近红外探测带宽上的光谱分布被确定为关键因素。当其中某一过程占主导时，检测椭圆率变化和随时间延迟变化的偏振旋转会产生两个互为希尔伯特变换的波形。这种条件可通过双折射材料中的角度相位匹配或非线性相互作用后对探测光进行光谱滤波来实现。此时，双折射或金属镜反射引入的静态相位会导致两个时间轨迹相对于输入电场产生特定相移。研究发现，当使用各向同性折射率的电光传感器时，和频与差频产生的贡献是等效的，探测光低频与高频部分的偏振旋转倾向于相互抵消。在此极限情况下，额外的杂散相位偏移不会改变所测瞬态的相位。这一特性使得输入波形的载波包络相位能够得到稳健恢复。阐明超消色差相位延迟器缺陷的作用，完善了我们对电场及其共轭变量精确测定的研究。
关键词： 偏振旋转、和频生成、差频生成、电光采样、泡克耳斯效应、中红外、希尔伯特变换
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz） - 法国巴黎（2019年9月1日-2019年9月6日）] 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz） - 超宽带电光采样中电场及其共轭变量的时域检测
摘要： 我们在时域实验中明确检测到了电场的共轭变量。通过研究探测光与多太赫兹场经泡克耳斯效应非线性混频所引起的偏振变化（包括椭圆率及偏振椭球倾斜角的变化），结合光谱分辨测量，我们深入理解了和频与差频产生过程如何针对不同探测晶体塑造电光信号。该方法通过组合不同相位偏置（π/4和π/2）与光谱滤波技术，实现了对电场及其共轭变量的精确甚至同步测量。
关键词： 和频与差频产生、超宽带电光采样、泡克耳斯效应、电场、共轭变量
更新于2025-09-16 10:30:52
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硅基钛酸钡-氮化硅混合电光器件中的超低功耗调谐
摘要： 作为集成电子学的光学模拟技术，集成光子学已以光互连形式在数据中心得到广泛应用。随着全球网络流量持续激增，此类电路的功耗成为关键考量因素。传统上依赖等离子体色散效应或热光效应等固有高功耗现象的电调谐光子集成器件，对整体功耗预算贡献显著。本研究在硅基集成平台上展示了钛酸钡(BTO)-氮化硅(SiN)混合材料的超低功耗折射率调控技术——通过利用厚度小于100纳米的铁电BTO薄膜中强电场驱动泡克耳斯效应实现调谐。经推算，在跑道型谐振器器件中调控一个自由光谱范围(FSR)仅需106纳瓦/FSR，较既往报道降低数个数量级。我们通过补偿20°C温区内热致折射率变化，并利用该平台制备可调谐多谐振器光学滤波器，验证了BTO-SiN混合技术的应用潜力。这项突破性技术显著推进了超低功耗集成光子器件领域发展，为通信、传感和计算等领域实现下一代高效光子电路奠定了基础。
关键词： 铁电体、泡克耳斯效应、氮化硅、电光效应、钛酸钡、集成光子学、光学调谐
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用电光与全光单元的线性分组码编解码器设计
摘要： 本文提出了一种采用光学技术实现线性分组码编解码器的新颖设计方案。该结构基于铌酸锂马赫-曾德尔干涉仪（LN-MZI）和以非线性材料MEH-PPV[聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-PPV)]（等离激元）为基础的MZI（P-MZI）进行设计与仿真。所提出的LN-MZI设计具有高消光比（>35 dB）和低插入损耗（<0.095 dB）等优异参数，而P-MZI设计则具有紧凑结构（3,020–12,375 μm2）。文中对两种设计方法与其他早期设计方案进行了分析比较，每种设计均配有经过验证的数学模型，并计算了所提设计的对比度、幅度调制等其他性能参数。
关键词： 电光效应、泡克耳斯效应、克尔效应、错误检测、校验子位、等离子体激元、马赫-曾德尔干涉仪、铌酸锂、奇偶校验、线性分组码
更新于2025-09-11 14:15:04
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CdZnTe探测器中以孪晶界为主导的电场分布
摘要： CdZnTe X/γ射线探测器的性能在电荷输运和电荷收集方面受电场分布的显著影响。决定电场分布的因素不仅包括电极接触，还涉及本征缺陷（尤其是生长孪晶界）。本研究采用Pockels电光效应，对具有{111}-{111}孪晶面的CdZnTe双晶探测器中孪晶界周围的电场分布进行了研究。通过瞬态电流技术还获得了激光束诱导电流脉冲的结果，并讨论了孪晶界对电场演化的影响。这些研究表明电场存在显著畸变，这归因于孪晶界处空间电荷的积累。此外，这些空间电荷区域的位置取决于探测器偏压的极性?；诳缭铰暇Ы缧纬蒼-n+-n结的能带模型已建立，用于解释观察到的结果。
关键词： 电场分布、泡克耳斯效应、碲锌镉、孪晶界
更新于2025-09-11 14:15:04