Ce:KNSBN光折变光纤两波耦合特性研究

研究了掺铈钾钠铌酸锶钡(Ce:KNSBN)光折变光纤"扇"特性及两波耦合的基本特性.通过实验发现,当入射光的入射角为8°左右时,"扇"最小,这与块状晶体有根本的不同.在信号光与抽运光的入射夹角2θ小于11°时,两波耦合增益随入射夹角的增大而增大,而当入射夹角大于11°时,两波耦合增益随着入射夹角的增大而迅速减小.给出了在各个不同的入射夹角下,两波耦合增益中透射的信号光的时间特性曲线.两波耦合增益随信号-抽运比的增加而增加,在入射夹角为8°,信号-抽运比为1:1000时,两波耦合增益达到了77,比块状晶体相应条件下提高了4倍.用两波耦合的理论公式对增益随信号-抽运比的实验数据进行了拟合,二者相符.     

用最佳偏振角泵浦光提高晶体中两波耦合增益

在信号光保持e光情况下,通过改变泵浦光的偏振方向,实现了Ce:KNSBN光折变类光纤中两波耦合增益的提高。通过实验发现,在入射夹角为7°时,泵浦光存在着最佳偏振角度10°,可以获得最大的两波耦合增益。在信-泵比较小时,泵浦光在最佳偏振角度下可获得较高的两波耦合增益,并且可以一定程度地抑制扇光栅的产生,提高输出信号光的信噪比。信-泵比为1∶100时,获得两波耦合增益和信噪比分别是0°偏振角时的1.3倍和2.0倍。     

光折变Bi12TiO20晶体中的波耦合性质

研究了光折变Bi12TiO20(TBO)晶体中的二波耦合矢量特性.对扩散记录全息求得信号光能量增益和偏振态改变的分析解,研究它们在3种制备可得的晶体切割面上随入射抽运光和信号光(不同)偏振方向、光栅取向以及晶体厚度的变化关系,并给出在任意光栅取向的取值范围.分析了信号光能量增益和偏振态改变量分别达到最大值时各向同性和各向异性耦合的作用,并研究旋光、压电及弹光效应在3种晶体切割面上对矢量波耦合的影响.     

掺铑钛酸钡晶体中温度增强的光折变性质

掺铑钛酸钡晶体是一种近年来生长成功的光折变晶体。人们对它的光折变性质如二波耦合、相位共轭、光致吸收等都做过很多研究。但关于其光折变性质随温度的变化尚未见报导。本文中我们对物理所生长的掺铑钛酸钡晶体的光折变性质对温度的依赖性进行了研究，发现其二波耦会强度及其相位共轭反射率随温度的升高而增加。在二波耦合实验中，我们用He－Ne激光器作光源，为消除强的扇光而采用o光偏振，两束对称入射（晶体外夹角2θ=18°）。泵浦光强度为0．36W／cm2，泵浦光与信号光的强度比为为20，测得二波耦合强度随温度线性增加，当温度从20℃…     

半导体光放大器中入射光偏振不平行近简并四波混频效应的理论研究

建立了当两输入光偏振方向不平行时半导体光放大器(SOA)中近简并四波混频(FWM)效应的宽带理论模型;以基于SOA的近简并FWM型波长转换器为例,通过数值模拟,对两输入光偏振方向不平行时,输入信号光、输入抽运光、两输入光之间的波长失谐量和偏振夹角对近简并FWM效应及波长转换特性的影响进行了理论研究。结果表明,对于输入信号光和抽运光来说存在着最佳功率值;增大输入信号光波长失谐量,转换效率随之下降;随着两输入光偏振夹角的增大,转换特性变差,同时输出光的偏振角随两输入光偏振夹角的增大而增大。     

激光波长对Ce:KNSBN晶体非线性特性的影响

采用非同时读出条件下晶体两波耦合实验装置,在相同的入射光参量下,研究了激光波长(λ)对Ce:KNSBN晶体两波耦合增益系数(r)、衍射效率(n)、响应时间及光扇效应入射光强度阈值的影响.结果显示,激光波长不同时,r、n,响应时间随光入射角2θ的演化趋势相同,但不同波长光入射时,对应相同的2θ,r、n及响应时间不同;激光波长不同时,Ce:KNSBN晶体中光扇效应的入射光强度阈值不同,λ为532nm时,阈值为38mW/cm2,λ为632.8nm时,阈值为26mW/cm2.     

双光子光折变晶体中全息屏蔽空间孤子

为了得到双光子光折变晶体中全息屏蔽空间孤子的结果,基于双光束耦合耗散系统和双光子光折变效应,证明了外加偏压的双光子光折变晶体中存在一种新的全息屏蔽空间孤子。此类孤子需要满足两种平衡,一是损耗与增益之间的平衡,增益由抽运光通过两波耦合为信号光提供;二是衍射与非线性之间的平衡,非线性包括外加电场的非均匀屏蔽和两波耦合对折射率的周期性调制。在信号光远小于抽运光的条件下得出了全息亮和暗孤子的解析表达式。研究了全息屏蔽孤子的演化特性。     

无外场作用下掺甲基红向列液晶光折变特性实验研究

制备了掺杂甲基红(质量分数1%)向列液晶薄膜样品,测量了Ar+激光的透过率与样品厚度之间的关系,发现激光的偏振方向与液晶指向矢方向垂直时,透射率最大。选择Ar+激光作为写入光,重点利用二波耦合实验测量了一阶衍射效率随样品厚度、入射光夹角、两束入射光光强、两束入射光光强比的变化关系,实验发现当液晶薄膜样品厚度为32μm,两束入射光夹角为2°,两束入射光光强分别为80mW/cm2且光强比为1∶1时具有最佳的全息存储实验条件。     

BaTiO_3:Ce自抽运相位共轭产生机理随抽运光入射参数的变化

实验发现当抽运光波长为514．5nm时,随入射到光折变晶体的抽运光参数（光斑尺寸,入射位置和入射角度）改变,BaTiO3∶Ce自抽运相位共轭的形成机制在双作用区四波混频（FWM－TIR）,四波混频-受激背向散射（FWM-SPB）和FWM-TIR＋FWM-SPB之间转变。     

四能级固体增益介质中长脉冲抽运光的吸收

从激光介质中光能量的传输方程和速率方程出发,讨论了增益介质对抽运光的吸收问题。理论分析表明,只有在泵浦能量密度较小条件下(其量值因介质不同而不同)固体激光增益介质对抽运光的吸收才随吸收深度呈指数形式;当抽运光的能量密度增大到一定程度时,增益介质对抽运光的吸收随吸收深度由指数关系变为线性关系。把这个理论应用于 YAG晶体的模拟结果表明,当泵浦能量密度小于1.0×104 J·s-1·cm-2时,增益介质对抽运光的吸收随吸收深度近似指数形式;当泵浦能量密度大于1.0×105 J·s-1·cm-2时,在0.7 cm的吸收深度内,透过率与吸收深度的关系呈线性关系。     

两级串级拉曼放大器

分布式拉曼放大器利用传输光纤作为增益介质可以边传输边放大,有效地提高系统性能.传统的分布式拉曼放大器通常是把频差落在拉曼峰值附近的信号光和抽运光同时注入光纤中,使信号光在抽运光的一级Stokes波位置被放大.但是拉曼放大阈值一般很高,通常需要抽运光功率达到瓦量级.根据受激拉曼散射的频移规律,K.C.Byron提出一种两级的串级拉曼放大器结构,就是使信号光在抽运光二级Stokes波的位置被放大,同时在一级Stokes波的位置注入一小的功率,就可以获得较大的增益,从而有效的降低直接抽运光的功率. K.C.Byron使用的是信号光和两个抽运光同向传输的抽运方式.本文分析了基于这种串级拉曼放大思想的另外两种抽运方式,并对三种抽运方式作了比较,通过使用四阶龙格-库塔方法,求出了信号光和抽运光的耦合方程的数值解,模拟了相同入射功率下,不同抽运方式下信号光在长80 km的通信光纤中的放大特性.同时求出了获得相同增益各自所需的功率.(PB1)     

KTP光学参量振荡器输出激光的空间模式和光束质量

理论上通过二维傅里叶变换求解耦合波方程 ,分析了KTP光学参量振荡器 (OPO)信号光的空间分布 ;实验上利用Nd∶YAG倍频激光 ( 5 3 2nm)抽运非临界 (θ =90°,φ=0°) 及临界相位匹配KTP (θ =62 7°,φ=0°) OPO ,测量了参量光的空间分布、远场发散角及M2 因子等参数 ,讨论了抽运功率、谐振腔长、残余光后向二次抽运对OPO参量光的发散角和光束质量因子M2 的影响。     

光纤放大器侧向多点抽运耦合的研究

在微棱镜侧面抽运耦合的基础上提出利用缠绕光纤的方法，将光纤进行并排缠绕到一跑道型的物体上，利用微棱镜将抽运光进行侧面多处抽运耦合进入光纤，利用粒子数速率方程和信号光及抽运光的传输方程进行了相关的数值模拟，分别讨论了在端面抽运和侧面抽运两种方式下，各处抽运功率相同和总抽运功率相同时增益随光纤长度变化的情况，发现多点耦合的确能够有效地提高信号光的增益。讨论了弯曲损耗和过剩抽运光对信号光增益的影响，结果表明光纤的弯曲半径不要太小以致于产生太多的损耗从而导致增益降低，而剩余的抽运光可忽略不计。这种方法不仅为微棱镜的制造和实验操作带来了方便，而且有效地提高了光纤放大器信号光的输出增益。     

在45°取向切割的BaTiO_3晶体中获得的增强光折变效应

光折变晶体BaTiO_3由于其极大的增益系数是极有前景的应用材料之一。但目前采用的晶体都是垂直于光轴C正常切割(0°切割),其原因是易于反复极化、抛光,以获得高质量的单畴晶体。然而理论分析证明,如果把晶体入射面按与C轴45°方向切割(45°切割),可预期得到高至Γ=36cm~(-1)的指数增益系数。由于在这种切割的晶体中,光束只要垂直入射便可得最大耦合强度,因此克服了0°切割晶体掠入射造成的光斑畸变。另外     

同向与反向抽运光纤拉曼放大器的增益比较

为分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器(FRA)的增益特性,基于已有的耦合微分方程,采用反向抽运中打靶法和龙格库塔法相结合的算法,得到相应结果;详细分析了所有参量对增益的影响,对两种抽运方式在小信号和大信号时分别进行比较,指出小信号时,同向和反向抽运FRA的增益相差不大;大信号时,同向抽运FRA的增益要高于反向抽运的,并且比反向抽运更难以达到增益饱和.     

列阵半导体激光端面抽运Nd∶YVO4绿光激光器的研究

报道了采用列阵半导体激光端面抽运Nd∶YVO4晶体的KTP腔内倍频绿光激光器。采用多柱透镜法 ,对列阵半导体激光进行了有效整形 ,并利用谐振腔折叠产生的像散 ,实现了抽运光与振荡光较好的模式匹配 ;由于是直接耦合抽运 ,因此保证了半导体抽运光以π偏振光入射Nd∶YVO4(单轴 )晶体 ,实现了半导体抽运光与Nd∶YVO4吸收的偏振匹配。在抽运功率为 9 5W时 ,得到 5 2 0mW的稳定绿光输出 ,光 光转换效率为 5 5 %。     

全固态准连续掺钛蓝宝石激光器

全固态准连续Ｔｉ∶Ｓ激光器的抽运源采用三列相互呈 12 0°夹角的半导体激光二极管列阵侧面抽运Ｎｄ∶ＹＡＧ棒 ,基频光经声光Ｑ调制后 ,利用ＫＴＰ晶体内腔倍频 ,实现 5 32ｎｍ多模输出 ,平均功率约 10Ｗ ,重复频率 2～ 10ｋＨｚ ,脉宽约 10 0ｎｓ。Ｔｉ∶Ｓ晶体在通光方向上     

PPLN晶体中不同非共线结构光参量放大过程的带宽与增益特性

利用非共线相位匹配方法,研究了不同极化周期和不同非共线结构下周期极化铌酸锂晶体(PPLN)中的光参量放大(OPA)带宽与增益特性.光谱带宽和增益通过对相位失配进行泰勒级数展开并保留到二阶级数项得到,在计算过程中考虑到了晶体极化周期、非共线入射结构、PPLN晶体长度以及抽运光强度的影响.计算结果表明,参量带宽和增益带宽具有相似的特性,而且PPLN晶体的周期和非共线入射结构会对光参量放大的光谱带宽产生一定的影响,在同一波长处,通过调节晶体周期或非共线结构可以获得更大的带宽.在对增益的研究过程中发现,与增加抽运光强度相比,增加晶体的长度能更有效地增强参量增益,但是PPLN晶体的周期和非共线入射结构对增益几乎没有什么影响.     

微波通信电路中传输线电磁特性与过渡结构夹角关系

微波通信电路中会广泛应用共面波导（CPW）-共面波导以及共面波导-微带（MS）过渡结构。实际应用时,为了布线的方便,通过过孔连接的2段传输线并非始终处于直线上,而可能是任意夹角。仿真分析了经由过孔连接的2段传输线在不同夹角情况下的传播特性。仿真结果表明过渡结构的散射参数受两线夹角影响显著,总体而言,2种过渡结构的|S11|随夹角增大而增大,而|S21|则随夹角增大而减小。散射参数的变化趋势在夹角大于和小于90°时存在差异,在夹角为180°时更明显。此外,还比较并分析了CPW-CPW和CPW-MS结构传播特性的区别。     

入射角度对一维光子晶体禁带的调制研究

利用特征矩阵法,分别研究了不同偏振方式的波入射到光子晶体时,光子晶体的禁带随入射角度的变化.结果表明:不论是TM波入射还是TE波入射,随着入射角度的增大,光子晶体的带隙都向短波方向移动;TM波入射时,光子晶体的带隙随入射角度的增大而减小,而以TE波入射光子晶体时,随着入射角度的增大,光子晶体的带隙逐渐增大.