基于周期极化反转铌酸锂光波导的全光波长转换

利用周期极化反转铌酸锂光波导的二阶非线性效应,基于和频提出并实验验证了1.5 μm波段40 Gbit/s的波长转换和逻辑非门.设计了一种新型双环腔结构的波长转换器,无需注入任何外界连续光,基于级联和频与差频实验实现了可变输入到可变输出皮秒脉冲的可调谐波长转换.     

PPLN倍频效率与温度关系分析

本文研究了准位相匹配周期性极化铌酸锂（PPLN）晶体的体器件倍频特性与晶体温度的关系，从准相位匹配位相失配关系出发，推导了PPLN光栅周期和倍频效率的表达式，并考虑到铌酸锂晶体的热膨胀因素，给出了温度调谐带宽精确表达式，理论分析与已有实验结果进行了比较，符合得较好。     

基于周期极化反转铌酸锂光波导的全光信号处理

利用周期极化反转铌酸锂(PPLN)光波导中和频(SFG)、级联倍频(SHG)和差频(DFG)、级联和频与差频等二阶和级联二阶非线性效应,提出并理论研究了基于单个PPLN光波导实现40 Gbit/s全光半加器、半减器、与门、或门、异或门等多种逻辑功能.提出并理论研究了基于PPLN光波导环形镜结构实现非归零码(NRZ)到归零码(RZ)的全光码型转换.实验验证了10 Gbit/s和20 Gbit/s基于PPLN光波导NRZ到RZ的全光码型转换.     

基于PPLN光波导的全光波长转换技术

文章从理论和实验两方面论述了一种新颖的基于无源光波导的级联二阶非线性效应型全光波长转换(AOWC)技术，采用50mm长的周期域反转LiNBO3(PPLN)光波导，实现了在1．55μm波段的超过70nm的波长转换带灾，并验证了其多波长信道同时转换的能力。     

高重复频率光参变放大激光器

据《Lser Focus world》报道，最近，意大利米兰综合大学的研究人员采用德国汉诺威大学新研制的二极管抽运Yb：KYW（掺镱钾镱钨酸盐）激光器作为抽运源，与周期极化铌酸锂（PPLN）晶体构成光参变放大器，在脉冲重复频率1MHz下，输出激光能量190nJ，脉冲宽度220fs。信号光和闲频光的调谐范围分别在1．3μm～1．6μm和3．1μm～4．6μm。该器件结构简单、体积小，在抽运源和光参变等激光技术方面都有创新。     

多通道PPLN波导温度控制方法

转换效率是周期性极化铌酸锂（PPLN）波导的主要性能指标,其与温度具有很强的关联性。受限于工艺问题,波导各个通道之间的一致性很难保证。提出一种多通道波导的温度自动控制方法,该方法通过FPGA芯片获取与多通道波导对应的多个单光子探测器探测到的光子数,并通过相应均衡算法来处理各个通道的光子数,从而确定多通道波导的最佳温度工作点,达到自动调节波导温度的目的。通过FPGA实现半导体制冷片（TEC）驱动控制、具有主动淬灭和快速恢复功能的单光子探测器,并通过均衡算法实现多通道波导温度的自动控制,实现探测效率更均匀的多通道上转换单光子阵列探测器,极大地减少前期人力投入,避免人为因素导致的误差。     

基于PPLN晶体的可调谐太赫兹波辐射特性研究

提出了一种周期极化铌酸锂(PPLN)晶体差频产生太 赫兹(THz)波的新型结构。基于非线性晶体三波互作用理论模型,根据周 期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体的准相位匹配原理和掺铒光纤激光器(EDFL)双波长输出激光 特性,并结合晶体折 射率差公式,理论分析了工作温度及极化反转光栅周期对其输出THz波的影响,给出 一定频率范围内其 输出波长连续可调谐的实现方法。本文系统结构简单、成本低和调谐容易,激光器可室温 运转。     

高掺镁铌酸锂晶体周期极化及倍频特性研究

研究了掺镁(5mol％)铌酸锂晶体的周期极化特性,发现晶体的极化矫顽场仅为3kV／mm,根据镁掺杂对晶体本征缺陷的影响解释了极化矫顽场降低的原因．采用短脉冲极化电场,对极化电流的热效应进行抑制从而消除了晶体均匀性对制备周期极化光栅的影响,在1mm厚的掺镁(5mol％)铌酸锂晶体上成功制备出了均匀的周期极化光栅．在室温下,利用1．064μm的Nd：YAG调Q激光器对得到的周期极化掺镁铌酸锂晶体进行了倍频实验,在输入功率为75mW时,得到3．5mW的532nm倍频绿光输出,转换效率为4．6％．     

基于PPLN波导的全光译码器的设计与研究

随着互联网的发展,网络数据流量极速增长,全光网(AON)概念的提出有利于解决可用带宽受限、信号传输速率较低等问题。其中,全光逻辑信号处理为AON的重要组成部分。根据周期性极化铌酸锂(PPLN)波导的二阶非线性效应原理,将产生的输出信号连续送入不同的PPLN波导进行叠加处理,设计出全光2线-4线译码器的波导级联结构,通过数值计算仿真得到了波形图和眼图,分析了全光2线-4线译码器输出信号的半高全宽(FWHM)、峰值功率、延迟时间和消光比。仿真结果表明:采用PPLN波导级联的方式实现了2线-4线译码器在光域中的逻辑功能,同时保证了光信号的传输质量,为PPLN波导的全光信号处理提供了新的器件类型。     

基于铌酸锂光波导的全光波长转换

研究了双脉冲泵浦情况下,在准相位匹配(QPM)的周期性极化反转的铌酸锂光波导(PPLN)中,基于级联二阶非线性效应--和频与差频效应(SFG DFG)的全光波长转换.推导了描述SFG DFG波长转换的理论模型.通过数值模拟,研究了波长转换过程,观察到脉冲传播过程中出现了走离效应与脉冲展宽.研究了器件长度、信号波长、脉宽等参数对波长转换效率的影响.     

差频产生中红外光源的大气痕量成分高灵敏检测系统研究

室温工作的连续可调谐相干光源在痕量气体检测技术中有着重要应用价值,非线性差频产生方法是获得室温工作的中红外相干光源的有效途径,是对传统激光光源的重要补充.研究了基于准相位匹配技术的差频产生基本原理和PPLN晶体的温度调谐特性;以甲醛为检测目标气体,研究了基于差频产生的大气甲醛中红外高灵敏探测系统组成,采用光通信波段半导体激光器和掺镱光纤激光器作为信号和泵浦激光,通过PPLN晶体的非线性差频过程实现3.53 μm差频输出.系统具有室温工作、全光纤耦合、结构紧凑的特点,能够满足大气痕量气体实时在线检测的需要.     

基于PPLN波导的全光4线-2线优先编码器

全光网要在光域上实现信息的传输以及路由的交 换,需要依靠全光逻辑器件来完成。但是由于已实 现的全光逻辑器件功能较为单一,使得全光分组交换技术无法达到实用阶段。为开拓新的全 光逻辑运算功 能,在PPLN波导的和频+差频效应(SFG+DFG)基础上,提出了全光4线-2线优先编码器设计 方案。首 先根据PPLN波导的全光逻辑运算原理,分析4线-2线优先编码器的逻辑表达式,然后利用一 个PPLN波 导实现4线-2线优先编码器的高位输出,利用两个PPLN波导级联实现4线-2线优先编码器的 低位输出。 通过数值仿真得到信号波形和眼图,计算了消光比、脉冲宽度、半高全宽和峰值功率延迟时 间,分析结果 表明,本方案能在光域实现4线-2线优 先编码器的逻辑功能,且输出信号质量较好,扩展了 PPLN波导在全光逻辑信号处理方面的能力。     

基于级联倍频+差频效应的宽带波长转换过程

利用阶梯分段准相位匹配结构实现了基于级联倍频+差频效应的单通/双通宽带波长转换.对于固定的晶体长度,通过增加阶梯段数并合理设计准相位匹配结构参数,可以同时获得高转换效率、大转换带宽和高平坦性.当晶体长度为3 cm时,在保证平坦度低于0.2 dB的前提下,单通构型波长转换器的转换带宽和最大转换效率可分别达到177 nm和-9.94 dB,而双通构型的分别为170 nm和-4.15 dB.最后对基于阶梯分段准相位匹配结构的波长转换器与基于正弦啁啾光学超晶格和分段光栅结构的波长转换器的特性进行了对比分析,结果显示阶梯分段结构具有良好的综合特性.     

Optical sampling system using periodically-poled lithium niobate waveguide and nonlinear polarization rotation mode-locked fiber laser

A novel design of optical sampling system has been developed by using sum-frequency generation (SFG) in a periodically-poled lithium niobate (PPLN) waveguide and using passive mode-locked fiber laser p...     

基于PPLN的中红外CW QPM-0P0技术发展综述

光学参量振荡器(OPO)是利用非线性晶体的混频特性实现频率变换器件,是获得可调谐相干光的有效途径之一。准相位匹配(QPM)OPO产生的红外波段光在红外军事对抗、大气环境监测、医学、特殊环境远距离监控以及光谱学研究等诸多领域有重要的应用价值。而连续(CW)周期性极化铌酸锂(PPLN)OPO是3—5μm中红外大功率连续激光源的最佳选择。本文阐述了QPM技术的原理和特点,综述了中红外CWOPO的发展状况,重点放在CWPPLNOPO技术的发展上,并指出了其发展趋势及应用前景。     

基于PPLN的中红外CW QPM-OPO技术发展综述

光学参量振荡器(OPO)是利用非线性晶体的混频特性实现频率变换器件,是获得可调谐相干光的有效途径之一.准相位匹配(QPM)OPO产生的红外波段光在红外军事对抗、大气环境监测、医学、特殊环境远距离监控以及光谱学研究等诸多领域有重要的应用价值.而连续(CW)周期性极化铌酸锂(PPLN)OPO是3-5μm中红外大功率连续激光源的最佳选择.本文阐述了QPM技术的原理和特点,综述了中红外CWOPO的发展状况,重点放在CWPPLN OPO技术的发展上,并指出了其发展趋势及应用前景.     

中心对称材料中二次谐波产生的影响因素

介绍中心对称材料二次谐波产生(SHG)的基本原理,通过数值模拟计算,分析研究影响中心对称材料SHG的因素.其中,光子晶体带隙(PBG)的影响最为关键,它决定了SH能否产生;激励波入射角与组成结构的耦合介质柱和填充因子对SHG强度大小也有较大影响,按文中结构,耦合介质柱有2排已足够,最佳入射角为20°～30°,填充因子为0.6.     

全光波长转换器及其研究进展

实现全光波长转换主要利用四种非线性效应，交叉增益调制（XGM）、交叉相位调制（XPM）、四波混频（FWM）和差频（DFG）效应。根据所用非线性器件不同，分别介绍了基于这四种效应的全光波长转换器的基本原理，系统结构、特点和发展现状，每种波长转换器都有其不足之处，针对这一现实，重点介绍了国内外最新的全光波长转换方案，这些方案在一定程度上改进了原有波长转换器的性能，促进了全光波长转换器的实用化进程。     

谐波共焦显微镜的成像原理

根据非线性光学理论,讨论了谐波成像的原理和性质.通过二次谐波(SHG)、和三次谐波(THG)的耦合方程的讨论,指出SHG、THG成像具有很好的相干性,属于相干成像.这足因为,方程里没有含随机位相的项,却含有位相随样本厚度:变化的项.利用SHG、THG共焦显微镜成像的强度脉冲响应函数,导出截止频率表达式,同时表明了谐波成像原理的优越性.