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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 氮化硅波导中光诱导χ<sup>(2)</sup>光栅的形成规则与动力学特性

    摘要： 氮化硅已成为构建光子集成电路的重要平台。虽然基于三阶效应的非线性特性已得到成功应用，但最新研究表明，经过全光极化处理后，标准化学计量比氮化硅（Si3N4）波导也能实现高效的二次谐波产生。该现象的根源在于沿波导方向自组织形成了周期性空间电荷光栅，从而有效诱导χ(2)非线性并实现泵浦光与二次谐波的自动准相位匹配。然而，影响该过程效率提升的各项参数及其作用机制尚未完全阐明。 本研究通过光学手段确定了全光极化过程中模式匹配的通用条件。研究表明，泵浦光与二次谐波光学模式的重叠积分是决定χ(2)光栅特性的关键参数。对χ(2)光栅进行双光子显微镜测量时，发现部分实验波导中存在次级周期性结构。重叠积分模拟显示，该效应可能源于波导弯曲处的模式混合。 极化动力学研究表明：随着泵浦功率和波导长度的增加，极化效率与速率均呈上升趋势。但极化过程的启动需要耦合临界泵浦强度，且较长波导所需的临界强度更低。时域与热稳定性测试揭示了光栅刻写过程中电荷陷阱的本质特性。当采用热激活跳跃作为样品导电机制时，我们发现全光极化过程仅激活浅能级陷阱。

    关键词： 化学计量氮化硅，非线性光学，全光极化，二次谐波产生，准相位匹配

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 铁电体中的光学工程非线性光子结构

    摘要： 许多基于频率转换的光学器件性能，关键取决于材料非线性光学响应的空间调制。这种调制通过准相位匹配（QPM）机制，确保不同频率光波间实现高效能量交换。这类被称为非线性光子晶体的QPM结构，能提供均匀非线性晶体无法实现的多种新特性与功能。传统上此类非线性结构通过电场极化技术制备，但该技术受限于特定晶体几何构型，且无法在非线性材料内部构建孤立结构——这意味着传统电致极化法无法实现完全三维的非线性结构。 本研究提出基于铁电体全光极化的二次非线性调控新技术。该方案类似光学介质中的传统激光写入：通过飞秒红外光束的紧密聚焦及后续双光子吸收实现局部介质加热，由此产生的大温度梯度会诱发热电场——当该电场强度足够高时，可局部反转自发极化方向从而改变非线性符号。该方法具有极高灵活性，适用于不同晶向，能在光学介质内部形成局域化的空间调制非线性响应。 我们展示了该技术在铌酸锂波导中构建高效频率转换结构及横向二次谐波产生的应用实例。更首次实验证实了在铁电钛酸钡钙材料中制备的三维非线性光子晶体。最后呈现了在铁电铌酸钙钡体材料内形成叉形多非线性光子晶体的成果，并证明其在倍频过程中通过直接产生二次谐波光学涡旋与锥形光束实现波前调控的应用。

    关键词： 变频、非线性光子结构、铁电体、全光极化、二次谐波产生、准相位匹配

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 含不同侧基的杂环偶氮染料的全光极化与双光子吸收

    摘要： 我们研究了具有不同侧基的杂环偶氮染料的光学性质，这些染料以粉末形式、PMMA基质及侧链聚合物形式制备。通过Z扫描和全光极化技术表征了这些化合物的非线性光学效应，并辅以理论模型进行实验验证。研究还发现这些材料表现出超过20GM的强双光子吸收截面，比同类材料（偶氮苯和对氨基偶氮苯）高出一个数量级。我们的研究表明侧链体系相较于主客体体系起主导作用，并强调了取代基对极化过程效率的重要性。

    关键词： 全光极化、混合材料、杂环偶氮染料、双光子吸收、等离子体激元、光学、磁性

    更新于2025-09-04 15:30:14