检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2024年第10期44卷 92-113页

作者：倪枫超刘海港陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海200240 上海量子科学研究中心上海201315

波前整形方法通过改变入射光的相位模式分布来补偿由散射引起的相位畸变,使散射光子可以被有效地利用,从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将有害的散射介质变成可控的光学元件,实现光的定向传输、动态检测等功能,为其在各领域... 详细信息

波前整形方法通过改变入射光的相位模式分布来补偿由散射引起的相位畸变,使散射光子可以被有效地利用,从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将有害的散射介质变成可控的光学元件,实现光的定向传输、动态检测等功能,为其在各领域中的应用提供了一种强大的工具。本文在介绍光场散射特性及其调控方法原理的基础上,介绍了散射光场空间、偏振、频率、能量和轨道角动量等自由度的调控方法,随后重点介绍了散射光场调控在成像、通信、非线性光学、量子光学、光学检测、集成光学和光计算等领域的最新研究进展。

关键词：物理光学散射光场调控波前整形传输矩阵

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基于可饱和吸收体锁模激光器中的呼吸子

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物理学报 2025年第4期74卷 146-152页

作者：侯刘敏侯云龙刘圆凯李渊华林佳陈险峰上海电力大学数理学院上海201306 上海交通大学物理与天文学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 上海量子科学研究中心上海201315 山东师范大学光操纵与应用协同创新中心济南250358

呼吸子作为一种独特的非线性脉冲现象,在激光器性能优化、非线性光学过程研究以及复杂信号传输中发挥着关键作用.与稳定孤子不同,呼吸子脉冲的能量随着时间发生周期性波动,表现为脉冲频率和振幅的周期性变化.通过适当的非线性效应,激光... 详细信息

呼吸子作为一种独特的非线性脉冲现象,在激光器性能优化、非线性光学过程研究以及复杂信号传输中发挥着关键作用.与稳定孤子不同,呼吸子脉冲的能量随着时间发生周期性波动,表现为脉冲频率和振幅的周期性变化.通过适当的非线性效应,激光器能够产生稳定的呼吸子脉冲,实现呼吸锁模状态,展现出类似“呼吸”的周期性模式.基于此,本文设计并搭建了一台基于可饱和吸收体作为锁模元件的光纤激光器,并在较低泵浦功率下成功观察到稳定的呼吸态.通过利用高速探测技术和时间拉伸色散傅里叶变换(TS-DFT)技术,对快速脉冲进行了时间放大和频谱分析,并实时监测呼吸子脉冲在时域和频域上的演化过程.实验结果表明,泵浦功率的变化显著地影响附加振荡引发的周期性调制,从而调控呼吸比,直至形成稳定的孤子.当泵浦功率达到470—480 mW时,实验首次观察到呼吸子的形成,其呼吸比高达4.5.随着泵浦功率的增加,呼吸效应逐渐减弱,并在510 mW时完全消失,呼吸比降至1.这一结果验证了泵浦功率对呼吸子状态及其转变过程的关键控制作用,为超快激光技术和非线性光学领域提供新视角.

关键词：激光器呼吸子非线性光纤动力学

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微纳光学中的光子自旋霍尔效应

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光学学报 2023年第16期43卷 34-49页

作者：冯娟王波陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海200240 上海量子科学研究中心上海201315 山东师范大学光场调控及应用中心山东济南250358

光的自旋轨道耦合现象在微纳尺度的光与物质相互作用中几乎无处不在。偶极辐射等非傍轴光在空间传播中具有自发自旋轨道耦合,当光遇到各向异性结构、磁性结构、手性结构,以及具有波长尺度空间不均匀的结构时,自旋轨道耦合现象也时常发... 详细信息

光的自旋轨道耦合现象在微纳尺度的光与物质相互作用中几乎无处不在。偶极辐射等非傍轴光在空间传播中具有自发自旋轨道耦合,当光遇到各向异性结构、磁性结构、手性结构,以及具有波长尺度空间不均匀的结构时,自旋轨道耦合现象也时常发生。对光的自旋深入研究不仅有利于新光学现象的发掘,还为微纳光场操纵提供了新途径。近些年来,基于几何相位的超构表面在新型自旋光控制中展示出了很多重要应用,实现了多维度、多波长的激光自旋控制,产生了纠缠光子、自旋依赖的偏振热光源等,也发展了一些基于光自旋的超灵敏测量手段。相比而言,光与无序微纳结构相互作用的研究则较少。无序结构内在的随机性使得该体系的自旋轨道耦合变得复杂,光场的表征需要考虑统计特性,为测量、分析带来了一定挑战。此外,随机系统的光子自旋霍尔效应机理还没有完全清楚,随机几何相位涨落或者涡旋都能使光产生自旋霍尔效应,但是两者有很大的物理差异。因此,光子自旋霍尔效应与无序几何相位之间的规律还有待深入探索。首先介绍光的自旋概念、不同体系下的基本自旋轨道耦合现象,然后分析以超构表面为平台研究的二维随机体系对光自旋轨道耦合与光子自旋霍尔效应的影响,包括各向异性无序、磁光涨落、涡旋、随机偶极子辐射等产生的光自旋分离现象。这些研究和分析有利于将来用光自旋霍尔信号作为新的探测和控制手段,研究相互作用体系的相变与演化。

关键词：光自旋超构表面随机现象光学涡旋几何相位

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基于消色差超构光栅的AR显示光波导

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激光与光电子学进展 2022年第20期59卷 155-160页

作者：何书宸魏志伟葛睿陈玉萍区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 上海交通大学物理与天文学院上海200240

增强现实(AR)技术将计算机生成的虚拟信息融入现实世界,可为使用者提供沉浸式的体验,被认为是下一代显示技术,但依旧存在一些问题。针对AR显示系统中色差、色彩均匀性、光场均匀性等问题,设计一种基于消色差超构光栅的光波导解决方案。... 详细信息

增强现实(AR)技术将计算机生成的虚拟信息融入现实世界,可为使用者提供沉浸式的体验,被认为是下一代显示技术,但依旧存在一些问题。针对AR显示系统中色差、色彩均匀性、光场均匀性等问题,设计一种基于消色差超构光栅的光波导解决方案。仿真超构光栅的耦出响应,在单层超构光栅的情况下,实现了三种波长光(473,532,620 nm)相同角度入射和相同角度出射,消除了色差。采用双层超构光栅,在实现消色差的基础上,进一步实现了对不同波长光的强度比例可调和耦出效率可调,改善了色彩均匀度,有望用于扩瞳。所提基于消色差超构光栅的AR显示光波导设计有望为头戴式AR显示设备提供全新设计思路。

关键词：增强现实超构光栅消色差色彩均匀性

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利用全息法在偶氮聚合物薄膜中记录涡旋光场

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物理学报 2021年第5期70卷 146-153页

作者：陈天宇王长顺潘雨佳孙丽丽上海交通大学物理与天文学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

利用全息技术在偶氮聚合物薄膜中记录了拓扑荷数q=–1,1,2,4的涡旋光场,并将记录的原始叉形光栅与计算全息光栅进行对比,对不同拓扑荷数涡旋光的记录速率和偶氮材料的可重复擦写性能进行了测试;记录完成后,将复现涡旋光与高斯光束干涉,... 详细信息

利用全息技术在偶氮聚合物薄膜中记录了拓扑荷数q=–1,1,2,4的涡旋光场,并将记录的原始叉形光栅与计算全息光栅进行对比,对不同拓扑荷数涡旋光的记录速率和偶氮材料的可重复擦写性能进行了测试;记录完成后,将复现涡旋光与高斯光束干涉,并与原始涡旋光和原始叉形光栅对比,分析了记录质量.实验结果表明:高阶涡旋光场的全息叉形光栅会在记录过程中发生劈裂,轻微劈裂的涡旋光束仍维持一个稳定的环状结构;全息记录过程中不同拓扑荷数的涡旋光束记录速率较为统一,偶氮材料可经过上百次的擦写而不出现疲劳;再现涡旋光与原始涡旋光在光强分布结构上保持高度一致,再现涡旋光的干涉条纹与原始涡旋全息光栅保持高度一致,涡旋光及其携带的拓扑荷信息可被有效记录和读取.

关键词：全息技术偶氮聚合物涡旋光拓扑荷

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基于超纠缠的三用户全连接量子网络

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物理学报 2025年

作者：刘圆凯侯云龙杨宜霖侯刘敏李渊华林佳陈险峰上海电力大学数理学院上海交通大学物理与天文学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海量子科学研究中心山东师范大学光操纵与应用协同创新中心

超纠缠作为一种多自由度上的高维量子纠缠现象，在量子通信、量子计算和高维量子态操控中发挥着关键作用。与单一自由度纠缠态不同，超纠缠态在偏振、路径、轨道角动量等多个自由度上同时建立纠缠关系，通过纠缠操控分发技术，可以构建... 详细信息

超纠缠作为一种多自由度上的高维量子纠缠现象，在量子通信、量子计算和高维量子态操控中发挥着关键作用。与单一自由度纠缠态不同，超纠缠态在偏振、路径、轨道角动量等多个自由度上同时建立纠缠关系，通过纠缠操控分发技术，可以构建出高维量子信息网络。基于此，本文构建了一个超纠缠的全连接量子网络，通过周期极化薄膜铌酸锂(PPLN)波导级联二次谐波产生和自发参量下转换过程实现偏振和time-bin自由度的超纠缠，并使用密集波分复用(DWDM)技术，将超纠缠态复用到单模光纤中传输给终端用户。使用Franson-type干涉和双光子符合测量技术对纠缠态的质量进行表征，同时对偏振纠缠态进行了量子态层析，并利用纠缠分发技术在网络中实现长距离分发及量子密钥传输。实验结果表明，偏振纠缠和time-bin纠缠的双光子干涉对比度均大于95%，并且在经过100km纠缠分发后，两种自由度的量子态保真度依旧高于88%，证明了该网络具有高质量的超纠缠，并且可以实现远距离的纠缠分发。本文的方法为构建支持量子隐形传态、超密集编码等量子任务的大规模超纠缠的量子网络提供了一种新的方案。

关键词：超纠缠自发参量下转换量子网络

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适温离子交换掺铒铌酸锂薄膜的制备研究

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人工晶体学报 2024年第3期53卷 441-448页

作者：何雨轩吴江威陈玉萍陈险峰上海交通大学物理与天文学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 宁夏大学物理学院银川750021 山东师范大学光场调控及应用协同创新中心济南250358 上海量子科学研究中心上海201315

本文通过制备KNO_(3)和Er(NO_(3))_(3)熔融混合物,将其与铌酸锂薄膜在高温管式炉中混合进行适温热扩散,并结合退火工艺,发明了一种直接在铌酸锂薄膜上掺杂Er^(3+)的方法。通过不断变换热扩散温度、掺杂试剂浓度比例和晶体切向等参数,用... 详细信息

本文通过制备KNO_(3)和Er(NO_(3))_(3)熔融混合物,将其与铌酸锂薄膜在高温管式炉中混合进行适温热扩散,并结合退火工艺,发明了一种直接在铌酸锂薄膜上掺杂Er^(3+)的方法。通过不断变换热扩散温度、掺杂试剂浓度比例和晶体切向等参数,用控制变量法探究了不同参数对适温离子交换法掺杂Er^(3+)效果的影响,在热扩散和退火温度360℃及KNO_(3)和Er(NO_(3))_(3)质量比25∶1的参数设置下获得了表面形貌较佳的Z切掺铒铌酸锂薄膜。通过飞行时间二次离子质谱仪并利用已知掺杂浓度的薄膜进行定标,检测了所获得的掺铒铌酸锂薄膜中的Er^(3+)浓度情况,对所采用适温离子交换法的有效性进行了验证。这一方法大幅简化了铌酸锂薄膜掺杂的工艺,同时节约了成本,有助于后续在铌酸锂薄膜平台上实现分区掺杂的工作,为未来定制化铌酸锂光子集成平台的搭建提供参考。

关键词：铌酸锂薄膜 Er^(3+) 适温离子交换二次离子质谱仪

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常压针-板放电等离子体密度演化

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物理学报 2021年第9期70卷 122-132页

作者：冯博文王若愚马雨彭雪钟晓霞上海交通大学物理与天文学院区域光通信网与新型光纤通信系统国家重点实验室上海200240 上海交通大学物理与天文学院激光等离子体教育部重点实验室上海200240

分别采用Stark展宽法、图像法诊断等离子体电子密度,研究常压针-板放电等离子体电子密度随放电参数的演化.实验结果表明,降低电源的脉冲频率,减小等离子体的电极间距和采用细径电极,都有助于提高等离子体密度.利用全局模型分析影响电子... 详细信息

分别采用Stark展宽法、图像法诊断等离子体电子密度,研究常压针-板放电等离子体电子密度随放电参数的演化.实验结果表明,降低电源的脉冲频率,减小等离子体的电极间距和采用细径电极,都有助于提高等离子体密度.利用全局模型分析影响电子密度变化的因素可知,随着脉冲频率的下降,等离子体放电体积减小,导致电子密度上升.在电极间距减小的过程中,电子密度变化则是降低等离子体吸收功率与减小放电体积共同作用的结果,其中放电体积的减小起到了更为主导的作用,导致电子密度上升.此外,采用细径电极也可以使等离子体放电体积减小,从而有利于获得较高的电子密度.

关键词：常压等离子体针-板放电电子密度放电体积

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薄膜铌酸锂声光调制器的研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 71-83页

作者：黄继莹万磊陈承渝陈玉萍李朝晖宁夏大学物理学院宁夏银川750021 暨南大学信息科学技术学院电子工程系广东广州510632 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海200240 中山大学光电子信息处理芯片与系统广东省重点实验室广东广州510275 南方海洋科学与工程广东实验室广东珠海519000

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点,成为微波到光波高效转换的关键技术。总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展,重点关注其在微波光子信息处理领域的应用。首先,介绍了薄膜铌酸锂声光调... 详细信息

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点,成为微波到光波高效转换的关键技术。总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展,重点关注其在微波光子信息处理领域的应用。首先,介绍了薄膜铌酸锂声光调制器的基本原理。然后,回顾了近些年来薄膜铌酸锂声光调制器的关键研究成果,包括调制速度、调制效率、光机耦合系数等性能指标的提升和优化。最后,还探讨了薄膜铌酸锂声光调制器在滤波器、声光频移与激光雷达、隔离器、微波-光波转换方面的应用潜力,并对片上声光调制器的未来研究趋势进行了简单的展望。

关键词：薄膜铌酸锂声光调制光机耦合微波-光波转换

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铌酸锂薄膜上的非线性频率变换

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光学学报 2021年第8期41卷 195-205页

作者：刘时杰郑远林陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海200240 上海量子科学研究中心上海201315 济南量子技术研究院山东济南250101 山东师范大学光场调控及应用中心山东济南250358

铌酸锂晶体是一种综合性质优异的多功能光学材料。在过去几十年里,对铌酸锂晶体的研究一直是光学研究的热点之一。近年来发展起来的绝缘体上铌酸锂(LNOI),亦称为铌酸锂薄膜(LNTF),在光学领域被公认为是一项变革性技术。基于LNOI的集成... 详细信息

铌酸锂晶体是一种综合性质优异的多功能光学材料。在过去几十年里,对铌酸锂晶体的研究一直是光学研究的热点之一。近年来发展起来的绝缘体上铌酸锂(LNOI),亦称为铌酸锂薄膜(LNTF),在光学领域被公认为是一项变革性技术。基于LNOI的集成光子器件让铌酸锂晶体又焕发了新生命,再次成为集成光子学的研究焦点。作为最优秀的非线性晶体之一,铌酸锂薄膜在频率转换方面是其他薄膜材料无法替代的。总结了基于铌酸锂薄膜的非线性频率转换最新研究进展,包括二阶非线性、三阶非线性、级联非线性和光学频率梳等,最后对LNOI平台上光子集成回路(PIC)的前景进行了展望。

关键词：光学器件铌酸锂薄膜非线性频率变换光子集成回路

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