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分析高阶非线性对反向耦合器中色散关系及光学多稳态产生的影响
摘要： 我们报道了高阶非线性对负折射率材料通道反向耦合器中色散关系和多稳态的影响。研究表明，高强度电场会使光子带隙能量下移。当耦合器正折射率材料通道受五次非线性影响时，色散曲线（δ–q曲线）上支群速度在正q区域降至零，而下支环向正q区域移动；但当负折射率材料通道受χ(5)非线性影响时，上支极小值和下支环出现在负q区域。由于色散关系曲率决定群速度色散，本研究揭示了反向耦合器中实现色散工程的可能性。同时观察到五次非线性会增强多稳态的形成。
关键词： 反向耦合器、多稳态、光开关、负折射率材料
更新于2025-09-23 15:23:52
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多模垂直腔面发射激光器中多稳态的实验研究
摘要： 实验验证了在固定直流偏置下，多模垂直腔面发射激光器（VCSEL）中多种激光强度空间分布的共存现象。这些分布结构具有不同的积分强度、偏振态和波长组合。研究表明，空间多稳态会导致激光强度与偏振多稳态的出现，并表现为激光强度迟滞行为对泵浦电流具有强烈的局部依赖性。同时，还研究了二极管激光器温度对多稳态表现的影响。
关键词： 局部特性、振动共振、垂直腔面发射激光器、多稳态
更新于2025-09-23 15:21:01
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[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）- 半导体激光器中锁模态的对称特性与共存现象
摘要： 多模激光器中存在多种动态操作状态的共存现象。本研究基于延迟微分方程（DDE）方法[1]，考察了各类激光器模型的对称特性，并解释了锁模半导体激光器中大量实验观测现象。这些模型中，复电场振幅E(t)由以下形式的方程描述：1(16)(74)(5)E(t)exp(1)，其中点表示时间导数，74为洛伦兹带宽限制元件的宽度Tm(58)为滤光片或增益曲线等腔模与滤光片透射峰之间的频率失谐项；T为冷腔往返时间；为描述增益、饱和损耗和/或非线性的函数。相位参数77具有2π周期平移对称性，通过连续改变相位参数77可实现"解卷绕"并突破该周期性，从而揭示系统中的平移对称性。这种平移对称性解释了系统中多重共存分支的出现以及不变解的多稳态特性。我们针对多种不同系统研究了该效应，包括单段锁模半导体激光器、带光反馈的锁模半导体激光器以及采用非线性放大环形镜的8字型半导体激光器。通过数值延拓技术证明：频率失谐的变化是揭示锁模状态平移对称分支及其多稳态的关键。多稳态操作可能呈现略微不同的重复频率和/或从高斯脉冲到方波等截然不同的时域脉冲轮廓。为验证理论结果，我们实验研究了单段半导体量子点（Qdash）激光器，展示了两种锁模操作状态的切换与共存现象。由于热致腔长增加（见图1(a)），锁模状态重复频率随泵浦电流增大而降低。在150mA时，射频谱出现约2MHz的离散跳变，同时伴随约2nm的光谱跳变。跳变后重复频率再次开始降低直至下次跳变。这种腔长变化引起纵模间隔改变，从而导致主导腔模与增益曲线峰值之间的失谐——这正是模型中参数77的物理对应量。图1(b)展示了锁模操作重复频率演化的数值分岔图，对应时域波形见图1(c)。平移对称性普遍存在于DDE激光器模型中，或许更多与多模激光操作相关的多稳态效应都能通过这种方式得到解释。
关键词： 延迟微分方程、对称性、锁模态、半导体激光器、多稳态
更新于2025-09-12 10:27:22
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极化激元凝聚体中的涡旋多稳态与贝塞尔涡旋
摘要： 涡旋是相干非线性系统中形成的拓扑结构体，广泛存在于多种物理体系中，在信息存储、处理与通信领域具有应用前景。在半导体微腔中，极化激元凝聚态的涡旋可仅通过光学手段便捷地生成、观测与操控。采用环形泵浦的非共振激发方式时，能形成稳定的涡旋并呈现左右旋涡度双稳态。本研究报道了更为丰富的涡旋多稳态现象：同一系统及激发参数下，光控可调的拓扑荷量m=±1、±2和±3的涡旋均能稳定共存。这种特殊多稳态行为源于微腔中库激发与凝聚态间的本征非线性反馈机制。当环形泵浦半径增大时，我们还观测到高密度区域呈现特征性螺旋相位且具有显著自稳定能力的贝塞尔涡旋。该理论成果为紧凑型半导体系统中涡旋多重态的光学操控开辟了新途径。
关键词： 涡旋、极化激元凝聚态、贝塞尔涡旋、非线性反馈、多稳态
更新于2025-09-09 09:28:46