富勒烯衍生物的激发态吸收与光限幅特性研究

研究了新型富勒烯叠氮乙酰氨衍生物(N-acetamide1,2-dihydro-1,2-aza-fulerene[60])的激发态光物理性质与激发态吸收光限幅效应.结果表明,同富勒烯相比,富勒烯叠氮乙酰氨衍生物在红光波段范围内光限幅效果比较好.     

基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线性偏振椭圆旋转(NER)效应,可实现超低阈值的光限幅输出,同时将非线性偏振椭圆旋转和自聚焦效应相结合,可保证器件在较大动态能量范围内具备限幅功能,该器件具备响应速度快、适用光谱范围宽的优点。系统阐述了NER效应的基本原理,并利用飞秒脉冲激光验证了基于NER和自聚焦效应的光限幅器的限幅性能。     

基于非线性折射和吸收效应光限幅器的优化分析

推导了高斯光束入射情况下,基于非线性折射和非线性吸收效应限幅器的出射功率表达式,数值模拟了不同情况下的限幅曲线及最佳钳位输出功率和介质最佳限幅位置随主要参数的变化曲线.研究表明:当非线性吸收效应较弱时,输出功率随入射功率的增加存在衰减震荡现象,但是非线性吸收作用使其在高入射功率下的震荡周期显著大于低入射功率时的周期;随非线性吸收效应的增强,出射功率的震荡现象消失;当光阑线性透过率大于0.75时,强非线性吸收效应使限幅器仍然有很好的限幅能力;对于任意限幅光阑线性透过率的限幅器,非线性吸收相移和非线性折射相移之比存在某个临界值来区分吸收效应是提高还是降低器件的限幅能力.     

两种无机巢形金属团簇的非线性吸收及光限幅特性研究

用 5 32nm ,8ns激光脉冲系统研究了两种巢形金属团簇非线性吸收和光限幅特性。Z 扫描和光限幅的实验结果表明 ,团簇的非线性吸收和光限幅特性强烈依赖于重金属原子。根据有效激发态吸收理论分析了光限幅机理     

基于级联调制器的光梳的平坦度理论研究

建立了基于强度调制器(IM)和相位调制器(PM)级联的光梳理论模型,通过仿真计算分析了光梳的平坦度与IM的偏置点βIM、IM的调制系数χIM,以及IM和PM的驱动信号相位差△(Φ)之间的关系.结果表明△(Φ)的优化取值为π的整数倍,并且与其他参数的取值无关;而βIM、χIM的优化取值存在线性关联关系,随着梳齿数目的增加,χIM的优化取值不断向0靠近,βIM的优化取值对应地不断向π靠近.研究结果为基于级联调制器的光梳优化控制提供了理论依据.     

样品位置和光腰半径变化对折射型光限幅器性能的影响

本文以衍射理论为基础，通过数值计算，研究了以自聚焦和自散焦为基础的非线性折射型光限幅器的光限幅特性，探讨了样品盒的安装位置和入射光束腰斑半径的变化对折射型光限幅器工作性能的影响。结果表明：折射型光限幅器的光限幅特性曲线随激光输入功率的增加是衰减振荡的。光束聚焦差时，样品盒宜靠近焦面安装；光束聚焦好时，样品盒可稍远离焦面安装。对于自聚焦(自散焦)型非线性光限幅器，当样品盒安装在焦点左面(右边)半个瑞利范围内某位置时，透过率最小，限幅器可获得最佳限幅效果。     

激发态吸收(ESA)对掺铒光纤放大器的影响

本文分析了掺铒光纤放大器(EDFA)的激发态吸收(ESA)现象,得到了存在ESA时的EDFA增益与阈值的表达式。分析结果表明,ESA严重时将使EDFA不能正常工作。     

CS2宽带光限幅和非线性吸收特性研究

利用ns脉冲激光,研究了CS2在420-470nm波长范围内的非线性吸收和光限幅特性。实验结果表明,CS2对420-450nm波长的脉冲激光具有大的非线性吸收和优良的光限幅性能,随着波长的增加,其非线性吸收和光限幅性能逐渐减小;CS2良好的宽带光限幅性能源于其大的非线性吸收,其非线性吸收机制为双光子吸收（TPA）以及由TPA诱导的激发态吸收（ESA）。     

超短光脉冲感应级联五阶非线性相移分析

由于群速度失配的影响,飞秒光脉冲在感应到FONPS（级联五阶非线性相移）的同时,将不可避免地发生脉冲畸变.通过理论分析及数值模拟,提出了使级联五阶非线性过程运行在较大相位失配条件下的解决方案,成功地消除了脉冲畸变.并且借助于该过程中倍频效率的提高,有效地补偿由于相位失配量的增大所造成的FONPS的下降,实现飞秒基频光脉冲在感应到大的FONPS的同时无脉冲畸变发生.     

Mid-IR optical limiter based on type-II quantum wells

We show that strong optically induced intervalence band transitions in type-II InAs/GaSb/AlSb quantum wells lead to reverse saturable absorption, and propose to apply it to optical limiting in the mid-infrared spectral region. A salient feature of the proposed limiter is the flexibility of the design for different wavelengths and threshold powers. We develop a rigorous theoretical model of the proposed limiter, and use it to estimate the relationship between the key figures of merit: insertion loss, threshold, optical bandwidth and dynamic range. We investigate tradeoffs involving the dynamic range, optical bandwidth and thickness of the limiter, and show that one can attain a favorable combination of these.     

Performance verification of a variable bit-rate limiter for on-offkeying (OOK) optical systems

A close-form analytical expression is obtained for the performance study of a bit-rate limiter (BRL). Both bit-error rate (BER) and power penalty are derived for different BRL modulation signals and modulation formats using a random signal model. We also present ways to improve the BRL performance and to eliminate the BRL-induced crosstalk, by using an optimal BRL modulation index and a specific BRL modulation signal, respectively. The analytical expression is found to match well with the experimental measurements     

一种新型喇曼光学限幅器

本文描述了激光束功率限幅器的被动技术。这一技术是基于后向喇曼的饱和效应。过程是完全被动的,只由光束本身决定,而不需要外界机构加以诱导限幅。     

红外波段气溶胶粒子光学特性的数值计算

气溶胶是大气电磁环境中的重要组成部分,气溶胶粒子的光学特性是研究红外遥感、目标探测等激光传输特性的一个关键问题。依据粒子电磁散射理论,利用离散偶极子近似方法对不同形状、不同成分气溶胶粒子的光学特性进行计算,得到气溶胶粒子散射截面、吸收截面及不对称因子等光学特征量在0.71～11μm波段的数值结果。结果显示:入射光波长、气溶胶粒子折射率及气溶胶粒子形状是影响气溶胶粒子光学特性的主要因素。散射截面、吸收截面及不对称因子等光学特征量的数值结果也为研究气溶胶中红外激光的传输特性提供了参考依据和计算方法。     

一种精确计算光学材料吸收系数的方法

本文推导了一种精确计算光学材料吸收第数的公式,运用这一公式计算一些光学材料的吸收系数,并对计算结果进行了讨论。     

基于ED-NALM的全光波长变换理论模型

提出了应用非线性掺饵光纤放大环镜进行全光波长变换的理论模型.详细研究了反转光脉冲的峰值功率、脉冲宽度和消光比等重要物理参量以及反转光脉冲继续在常规单模光纤中传输时的演变特性.结果表明:应用此模型,反转光脉冲除具有较高的峰值功率和消光比外,脉冲的宽度也比初始信号脉冲的宽度窄,而且脉冲的中心部分带有一定量的线性上啁啾,当其在常规单模光纤中传输时,在光纤的初始阶段,脉冲的峰值功率将经历先增加后减小的变化过程,而脉冲宽度的变化趋势与其正好相反.     

基于实测大气参数的水蒸气吸收衰减的仿真计算

针对红外辐射在大气传输过程中,水蒸气的吸收衰减,只利用经验公式计算,存在较大的误差;利用MODTRAN等专业软件,使用过程复杂且移植和兼容较困难。因此,文中基于实测的大气参数,利用分子单线吸收法计算得到不同温度下的水蒸气吸收系数,拟合各月温度的高度分布解析式;仿真计算了水蒸气的光谱透过率和平均透过率,仿真结果表明,海拔高度、天顶角和传输距离等对水蒸气透过率具有较大影响,本方法计算的水蒸气透过率具有很高的准确度,在工程应用上具有一定的参考价值。     

Effect of excited-state absorption at signal wavelength inpulsed-dye-laser amplifiers

The effect of excited-state absorption (ESA) at the laser wavelength in transversely pumped pulsed-dye-laser amplifiers is theoretically examined. Assuming steady-state conditions, it is shown that ESA along with ground-state absorption introduces a nonlinear loss term in the amplifier equation. An improved expression for the saturated gain is obtained, and it is shown that the amplifier extraction efficiency does not saturate with increase in dye-laser input power, but shows a maximum and then decreases. These theoretical results are compared with experimental measurements on copper-vapor laser-pumped dye-laser amplifiers     

AND gate based on two-photon absorption in semiconductor optical amplifier

An all-optical logic AND gate based on two-photon absorption (TPA) in semiconductor optical amplifier (SOA) is simulated. By solving the rate equations of SOA in the form of a Mach-Zehnder interferometer (MZI), the performance of AND gate is numerically investigated. The model takes the effects of amplified spontaneous emission (ASE) and pulse energy on the system’s quality factor (Q-factor) into account. Results show that the all-optical AND gate based on TPA in SOA-MZI based structure is feasible at 250 Gbit/s with a proper Q-factor.