一维随机光子晶体中的光子局域化

用特征矩阵法计算了光波在介质折射率随机变化的一维光子晶体中的传播规律,与周 期性结构相比较,在此种结构的光子晶体中带隙结构几乎消失,在一定条件下出现光子局域化 现象。     

无序介质中的光子局域化现象

本文介绍了无序介质光子局域化现象的理论基础和研究内容,简要介绍了光子局域化领域的研究进展,并对该领域的随机介质受激辐射现象的研究情况进行了评述,最后对光子局域化的应用前景进行了展望。     

相干背散射法测量微结构光纤中的光子局域化

光子局域化是光子晶体的重要性质,提出采用相干背散射法对微结构光纤(MOFs)进行测量,为了便于理解并解释光子局域化的理论,在可见光波段分别测量了石英晶体、集束式微结构光纤和双芯型微结构光纤,应用光波经典扩散理论,搭建了实验平台。实验结果表明,对石英晶体的探测没有发现相干现象,而在575 nm左右微结构光纤中产生了很强的干涉。分析认为是由于二维微结构光纤的端面中分布着从节区到脉区变化的周期结构,尺寸约为500~600 nm,相当于一些不连续的散射粒子,当入射575 nm光波长和这些粒子的尺寸相接近时,满足了光子局域化的条件,便产生了强烈的背相散射相干现象。     

1维光子晶体微腔的光子局域特性分析

为了研究光子晶体的光局域特性,采用传输矩阵法计算了1维缺陷光子晶体微腔中缺陷模的局域场强分布,建立了相对局域化长度的概念,它表征光子局域程度的强弱,局域化长度越小,光子局域程度越强,反之亦然.结果表明,缺陷层两侧排列为高折射率介质层的结构局域光的能力比两侧为低折射率介质层的强;考察前一种结构,且满足共振布喇格散射条件或共振米散射条件范围时,相对局域化长度可获得较小值.     

1维光子晶体微腔的光子局域特性分析

为了研究光子晶体的光局域特性,采用传输矩阵法计算了1维缺陷光子晶体微腔中缺陷模的局域场强分布,建立了相对局域化长度的概念,它表征光子局域程度的强弱,局域化长度越小,光子局域程度越强,反之亦然。结果表明,缺陷层两侧排列为高折射率介质层的结构局域光的能力比两侧为低折射率介质层的强;考察前一种结构,且满足共振布喇格散射条件或共振米散射条件范围时,相对局域化长度可获得较小值。     

光子计数技术在激光脉冲探测中的应用

无扫描激光大光场照明时目标处的光强甚弱,通常需要加大激光器的功率和提高探测器的灵敏度.从探测技术角度探讨提高系统探测灵敏度的技术途径,即将光子计数技术应用于激光脉冲探测系统.光子计数探测的动态范围为10-16:10-11 W,回波以离散光子流的形式照射在探测器的光敏面上.当接收系统检测模超过20时,光电子统计近似服从泊松分布规律.对于典型的激光脉冲探测系统,采用最大似然方法估算出探测阈值,并估算出平均探测时间.例如,对10-11W回波,估算的积累时间为0.2 ms.针对脉冲探测情况,采用时间门选通多点采样的数据采集方法和多脉冲预积累相关处理算法.采样周期与激光脉冲宽度相等,时间门宽稍小于激光重复周期.根据探测误差概率的需要,采用Monte Carlo算法估算出探测积累的脉冲数和相关计算的参数.初步估算探测时间至少在10ms量级.     

飞秒激光脉冲在光子晶体光纤中的频率变换实验

具有微米或亚微米尺度微结构的光子晶体光纤被证明非常适用于高效反斯托克斯波的频率转换。纳焦耳量级的飞秒激光脉冲在光子晶体光纤的传输过程中，通过控制入射光的偏振方向或者耦合模式可以产生具有可调频率的反斯托克斯超短脉冲，并具有极高的转换效率。     

光学玻璃在皮秒与飞秒脉冲激光作用下的暗化现象

研究了某些光学玻璃在皮秒和飞秒激光照射下产生的暗化 (darking)特性。测量了玻璃在 810nm飞秒激光照射前后的吸收光谱 ,并进行了比较与分析。玻璃在超短脉冲激光照射后发生暗化 ,是因为玻璃内生成色心的结果。同时提出了解释超短脉冲飞秒激光引起玻璃产生色心的机理。上述暗化具有热擦除性 ,在 2 0 0℃下热处理几分钟后 ,暗区消失     

皮秒超短近红外脉冲激光伤眼机制探索

激光伤眼机制的研究对激光医疗、激光防护标准的制定有重要意义。本文以波长为1.06μm的钕玻璃激光作为近红外激光的代表,综合分析了皮秒超短脉冲激光的ED_(50)数据后指出,激光致强电伤致场机制可以解释某些热损伤机制难以说明的问题,但这种机制确实存在的证据尚不充分,有待于更进一步的实验验证。     

超短激光脉冲在共振光子带隙结构中的存储

采用时域有限差分方法求出了麦克斯韦-布洛赫方程的孤子解,数值模拟了由共振吸收原子按布拉格结构所排列而形成的″主动光子晶体″中产生″慢光子″和″静止光子″的方法.结果证明,如果使入射脉冲面积等于一个合适的值,无须对介质作任何初始激发,具有一定包络形状的脉冲可以在共振光子带隙结构中演化为空间局域化的振荡间隙孤子或静止间隙孤子.此外,理论上也模拟了间隙孤子分裂的情况.我们研究的结果证明,多个间隙孤子可以连续地自发局域化于同一结构中,因此,有效的光能就能以原子相干态的形式在共振光子带隙结构中存储,响应时间为亚皮秒的光子操控将有可能实现.     

含吸收性散射体的无序介质中红外光子定域化

对含有反常色散材料和金属材料散射体无序介质的光子定域化行为进行了理论研究 .基于Mie散射理论研究发现 ,对于某些反常色散电介质球做散射体的无序介质 ,在较低浓度 (10 % )下 ,在中红外区可以实现一定的光子定域化 ,且频率位于各自的剩余射线带 .对金属散射体的无序光学介质的研究表明 ,各种金属在中红外区的各个频率点上的散射行为均极为相近 ,结果表明 ,在整个中红外区几乎不可能实现光子定域化 .     

水下微脉冲激光雷达单光子测距技术研究

在水下测距中,回波强度不足以在探测器输出端形成完整的回波波形。本文提出运用微脉冲激光雷达体制,对于单光子进行探测,利用Poission分布概率检测原理可检测出回波出现的位置,并结合水下测距系统进行一系列仿真计算和实验,收到良好效果,研究有助于大幅提高激光水下测距雷达的测距能力。     

利用超短脉冲光束实现在真空中加速电子的方案

研究了一种利用超短强激光脉冲实现在真空中加速自由电子的方案，并讨论了其具体实施的可行性。同时给出了实现该方案的计算机模拟结果，与理论分析很好地符合。结果表明该方案简易可行，具有很高的实用价值。     

用LBO晶体产生紫外超短脉冲

将激光波长自由转换并加以利用是物理工作者追求的目标。为此人们正在不断开发波长转换用的各种非线性光学晶体。 三硼酸锂晶体(简称LBO)是首先由福建物构所开发成功的新型非线性光学晶体。除了有适中的有效倍频系数、损伤阈值高等特点外,最突出的特点是紫外透光区域可短至160nm,适     

色散补偿法获得5GHz,6.8ps超短光脉冲

利用色散位移光纤压缩从１．５５μｍ增益调制ＤＦＢ激光器中出射的红移啁啾光脉冲。在最优光纤压缩长度下，光脉冲宽度由４２．６ｐｓ压缩至６．８ｐｓ，压缩比为６．３     

半导体激光超短脉冲宽度的非共线二次谐波自相关测量

设计了用于高重复率超短脉冲半导体激光脉宽测量的非共线二次谐波自相关测量装置。给出了实际测量结果。从理论上分析了该装置的时间分辨率。     

量子级联激光器的发展及其应用

量子级联激光器作为新近出现的全固化小型理想中远红外激光源,引起了人们极大的兴趣,本文介绍了量子级联激光器的发展、应用状况及一些可能的应用范围。     

非对称激光等离子体尾场中被加速电子的模拟

为了研究在激光驱动的等离子体尾场中被加速电子的动力学,采用数值模拟方法得到了非对称脉冲驱动的尾波场中被加速的电子的运动相图、密度分布及势能。结果表明,非对称激光脉冲驱动尾场中电子得到很高的能量。在非对称激光脉冲驱动的激光尾场中,为了有效地加速电子,要选择恰当的上升激光脉冲长度和下降激光脉冲长度。     

太赫兹时域光谱仪在陶瓷涂层及低压气体检测中的应用

太赫兹时域光谱仪(Terahertz Time-Domain Spectrometer, THz-TDS)在光谱学、材料表征、安检、通信等众多领域具有广阔的应用前景。首先介绍了一种稳定的1560 nm光纤短脉冲激光器及其用于THz-TDS系统的集成。然后用该THz-TDS系统对几种陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites, CMC)进行了无损检测。特别是在对热障涂层的厚度进行检测时,实现了微米量级的检测精度。与传统方法相比,太赫兹波对CMC具有较强的穿透性并且应用灵活,因此可提供更好的解决方案。最后,采用太赫兹异步光学采样(Terahertz ASynchronous OPtical Sampling, THz-ASOPS)系统对低压水蒸气进行了高分辨率光谱分析。结果表明,该系统的光谱分辨率达到10 MHz,比传统的THz-TDS提高了100倍以上。