n-InSb的磁双光子带间吸收研究

通过测量光电导和调制光电导,观察到了15K温度下的n-InSb在CW CO_2激光照射产生的磁双光子吸收(TPMA).实验取Voigt位形,磁场沿[111]晶向且最大为4.2T.实验的结果表明,“一次带内,一次带间”跃迁理论可以相当好地解释InSb中的TPMA过程,且大部分吸收为“球对称跃迁”,而其余为较弱的空间反演不对称、斜项和k_H跃迁.通过计算三阶非线性系数虚部得到的TPMA吸收系数与实验测得的双光子光电导之比较亦表明,现有的此方面的理论解释是成立的.     

电场对碲镉汞光电二极管双光子吸收跃迁的影响

实验研究了具有pn结结构的碲镉汞光电二极管的双光子吸收.激发光源采用了皮秒红外脉冲激光.尽管入射光子能量仅为碲镉汞材料带隙的60%左右,在光电二极管两电极端仍然观察到了显著的光伏响应信号.利用线性关系拟合双对数坐标系下光伏响应与入射光强的关系,发现两者呈现二次幂函数增强趋势,表明这种光伏响应是一种典型的双光子吸收过程.通过调节光电二极管两端的反向偏压,空间电荷区内的双光子吸收系数可比耗尽层外的强致130倍,这种双光子吸收系数的场致增强现象可归因为双光子吸收的FK效应所致.对比空间电荷区内外双光子吸收产生的光生载流子数量,证实空间电荷区内的双光子吸收会强烈地影响器件的光伏响应.     

量子点发光二极管的研究进展北大核心CSCD

量子点材料因其独特的发光特性,在显示和固态照明领域具有极高的应用价值。相比于传统显示器件,量子点发光二极管(QLED)具有高的稳定性、良好溶液可加工性和高色彩饱和度等优势,因而其成为新一代显示技术的核心器件。介绍了QLED的构成、工作机理及研究进展,并指出了其在中国显示行业的应用现状与前景。     

ZnSe红光和近红外波段双光子吸收的研究

利用一个简化的二能级模型的速率方程来计算双光子吸收系数,讨论了ZnSe的双光子吸收特征,并用此模型计算了ZnSe在600 nm和900 nm的双光子吸收系数.     

铕配合物双光子吸收诱导荧光的研究

在合成的一类三元离子缔合型铕配合物Eu(tta)4•DEASP中,阳离子基团DEASP做为铕离子的双光子敏化剂,将铕离子的双光子激发波长拓展至生物光学窗口的长波波段1.06 μm。在此基础上合成出一系列DEASP的衍生物,研究阳离子基团的推拉电子能力对于配合物双光子敏化效率的作用机制。通过改变阳离子基团的端基结构可以有效提高双光子敏化效率,有望获得1.06 μm高效双光子吸收诱导荧光的铕荧光探针。     

半导体材料中的多光子吸收效应研究进展北大核心CSCD

一般情况下半导体材料可以吸收一个能量大于带隙的光子,使价带中的一个电子跃迁到导带。但是,在某些特殊的情况下,半导体材料也能吸收多个能量小于带隙的光子,使价带中的一个电子跃迁到导带,这就是多光子吸收效应。多光子吸收效应是一种非线性光学效应。该综述首先介绍了多光子吸收效应的理论基础和测试方法,然后回顾了多光子吸收效应的研究成果,最后展望了半导体低维结构中的多光子吸收效应研究,以及潜在的应用前景。     

石墨烯量子点光学非线性特性及其应用进展

石墨烯量子点(GQD)是碳量子点的一种,不仅具有碳量子点的优良性质,还具有其他量子点无法比拟的光学特性。概括了石墨烯量子点光学非线性原理特点,由于其二阶或三阶非线性电极化强度决定非线性光学的特性,并且其表面导电性呈各向同性,选择一种更加合理的方法来描述其光学非线性,由此论述得到其三阶电流的表现形式。随后,详细阐述了国内外对在光电领域、生物光子领域和催化领域中GQD的研究成果,简要分析了其性能参数、作用特点、潜在能力等,指出了GQD目前面临的关键技术问题,并对此从制备方案设计和优化作用机制等方面阐述了技术解决途径,最后对未来GQD的应用前景进行了展望。     

C_（60）薄膜双光子光学非线性与双光子跃迁

我们用Ｚ－扫描方法测量了Ｃ６０薄膜在６３３ｎｍ处大的双光子吸收系数β≈５．４ｃｍ／Ｗ，并由此计算了Ｃ６Ｏ薄膜双光子共振三阶非线性极化系数的实部和虚部。与计算的Ｃ６Ｏ分子能级进行比较，讨论了它的共振双光子光学跃迁。     

[110]晶向近本征硅单晶双光子吸收各向异性

以沿[110]晶向切割的近本征硅单晶为样品,通过研究样品对连续波固体激光器所产生的1.3μm的近红外光的双光子吸收所诱导的光电流对入射光偏振方向的依赖关系,研究了双光子吸收的各向异性.测得了硅单晶对该波长的光的三阶极化率张量χ(3)的各向异性系数为-0.25,两个独立分量的比值χxxxx/χxxyy的幅度为2.4,并基于前期工作所得的χxxyy的结果,进而确定了另一分量χxxxx的值大约为1.49×10-19m2/V2.     

介质加载石墨烯等离子体波导传输特性北大核心CSCD

设计了一种介质加载石墨烯等离子体波导,研究了不同结构尺寸的波导模场分布及传输特性。仿真结果表明,当石墨烯的化学势为0.7eV、波导脊宽度和脊高度均为1000nm时,介质加载石墨烯等离子体波导的模式宽度达到最小值1.55μm,传播长度达到43.47mm。该介质加载石墨烯等离子体波导不仅可以满足波导设计的要求,也为纳米器件的长距离传输提供了可能。     

CdSeS量子点的光学非线性特性研究

以Nd:YAG锁模激光器二倍频532 nm的激光作激发光,利用Z-扫描技术研究了CdSeS量子点的光学非线性特性.实验结果表明,CdSeS量子点在532 nm光激发下具有很大的非线性吸收效应,吸收光谱和荧光光谱表明,CdSeS量子点的非线性吸收效应来自于双光子吸收.与已经有报道的量子点相比较发现CdSeS量子点产生双光子吸收效应的阈值为1.36 GW/cm2,非线性折射率达10-8 esu量级,平均双光子吸收截面为25 960GM.CdSeS量子点的这些优异光学非线性特性可使其广泛地应用在生物成像、荧光标记、全光光开关及光限幅等方面.     

磁控石墨烯量子点法拉第旋转机理研究

石墨烯量子点具有许多优异的特性,通过研究法拉第旋转与回旋频率、电导率等因素的影响,使其在红外超薄器件、透明导电薄膜等应用方面有着巨大的潜力。旋光角、费尔德常数对法拉第旋转也起着及其关键的作用。因此,利用光电探测器的消光法,研究了磁控石墨烯量子点的旋光角和费尔德常数分别与磁场强度、入射光波长、温度和浓度的变化关系。实验结果表明:石墨烯量子点的旋光角和费尔德常数都会随着波长增加而减小,温度升高而增大。旋光角会随着磁场强度的增强而增大,浓度的增大而减小,对应的费尔德常数大小基本保持稳定。     

多光子吸收对差频产生太赫兹波影响的理论研究

理论分析了双光子和三光子吸收对非线性材料差频产生太赫兹(THz)波的影响,在不同抽运功率下,计算了相位失配情况下晶体的最佳作用长度和THz的最大量子转化效率,并将其与相位匹配情况进行对比。研究结果表明,抽运功率不太高时,多光子吸收对差频产生THz波影响不大;随着抽运功率的提高,多光子吸收的影响变得显著;抽运功率较高时,相位匹配与相位失配情况下,双光子和三光子吸收效应都增加了晶体的最佳作用长度,降低了THz的最大转化效率。研究了降低多光子吸收的方法。     

综述:基于轨道角动量光子态的高维量子密钥分发北大核心CSCD

信息安全是国家核心竞争力的重要组成部分,量子密钥分发(QKD)利用量子力学基本原理对信息实现计算复杂度无关的安全加密,是下一代信息安全技术的重要选项。经过三十多年的发展,以结合诱骗态的BB84协议为代表的QKD方案已经非常成熟,并逐渐开始了规模化部署。持续探索基础方案和核心技术是推动QKD发展的基础动力。在单回合通信中,基于高维量子态编码的高维QKD(HD-QKD)技术具有更高的信息承载效率和更强的抗噪声能力,因而具有重要的发展和应用潜力,已成为当前QKD领域的重要研究方向之一。光子的轨道角动量(OAM)自由度原则上具有无穷维希尔伯特空间,是实现HD-QKD的重要物理资源。重点回顾了基于OAM光子态的HD-QKD的发展历程,梳理并讨论了该研究方向的主要技术成果和面临的关键技术问题,并展望其未来发展趋势。     

Tavis-Cummings模型的能谱和量子纠缠的精确解北大核心CSCD

在非旋波近似下,对Tavis-Cummings模型的能谱和量子纠缠进行了精确求解;将该非旋波近似下的能谱精确解与旋波近似下的结果进行了比较。讨论了初始时刻原子状态参数θ,以及光场与原子间的耦合强度对量子纠缠的影响。结果表明,当耦合强度较小时,旋波近似下的能谱与精确解相符;当耦合强度较大时,二者存在明显差异。随着θ的增大,纠缠度逐渐增加;随着耦合强度的增大,两原子间出现纠缠突然死亡的现象,且首次出现纠缠突然死亡的时间变短,纠缠死亡持续时间逐渐增加。     

高非线性硫系玻璃光子晶体光纤研究进展北大核心CSCD

近年来,硫系玻璃光子晶体光纤作为一种新型中红外光子晶体光纤备受关注。总结了基于硫系玻璃的光子晶体光纤的特性及研究现状,重点对其非线性光学效应及应用进行了分析,并介绍了提高及测量光纤非线性系数的方法。最后对其发展前景进行了展望。     

水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性研究

以Nd:YAG锁模激光器二倍频532 nm激光为泵浦光,用Z-扫描技术详细研究了水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性.实验结果表明,ZnS:Mn量子点对532 nm的光存在明显的双光子吸收.重点研究了在双光子吸收区ZnS:Mn量子点的非线性吸收和非线性折射,求解了不同入射光强下ZnS:Mn量子点的双光子吸收系数、双光子吸收截面、非线性折射率以及三阶非线性极化率,计算得到双光子吸收截面的最大值达10650×1050 cm4·s·photon-1,平均非线性折射率为8.22×10-20 m2·W-1.分析表明,ZnS:Mn量子点具有长波长的荧光发射、优良的光化学稳定性以及较小的双光子吸收截面,这些特性使其有可能成为双光子荧光分子探针.     

吡啶盐衍生物双光子吸收性质的理论研究

基于ASPT分子结构,设计了一类具有双重电荷转移结构的二维有机分子生色团,并合成了其中的两种新型分子.实验测试和理论计算结果都表明此类分子在620～1200nm波长范围内没有明显的单光子吸收,因此可在该波段内研究其双光子吸收性质并寻求应用途径.应用量子化学理论中的INDO/CI方法结合计算非线性光学性质的态求和(SOS)方法对此类分子的双光子吸收性质进行了理论研究,结果显示此类分子具有较强的双光子吸收及合适的吸收波长,是一类很有前途的双光子材料.     

内腔倍频单共振光学参量振荡器输出特性分析北大核心CSCD

连续波单共振光学参量振荡器(SRO)的阈值和稳定运转与共振信号光在谐振腔内传播一周所产生的损耗密切相关。考虑非线性晶体的线性吸收和内腔倍频(IFD)引入的非线性损耗,在平面波近似下建立了描述连续波IFD-SRO输出特性的理论模型,并给出了解析解;理论计算结果与实验结果较好地吻合。根据该结果,预测了532nm绿光抽运的IFD-SRO在共振信号光波长为780nm时的输出特性和1064nm红外光抽运的IFD-SRO在共振信号光波长为1560nm时的输出特性。该理论模型简单、易于计算,为优化设计连续波IFD-SRO提供了指导。     

双模压缩真空场与N型四能级原子双光子跃迁相互作用系统中光场的量子特性

精确求解了双模压缩真空场与Ｎ型四能级原子双光子跃迁相互作用系统的波函数，并讨论了系统中光场的压缩效应及光子的统计性质．数值计算结果表明，光场的两个正交分量的均方涨落均呈现周期性的压缩，其压缩程度与系统的初始状态有关；光场光子的统计性质也依赖于系统的初始状态，光场两模之间的相关是一种非经典相关．