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氮分子气体及大气中高次谐波产生的压力依赖性
摘要： 测量了气体压力变化对氮分子气体（N2）和大气空气在超短强激光脉冲作用下产生高次谐波（HHG）的影响。确定了两种气体在气体射流相互作用区域中使HHG产额最大化的最佳压力。在最佳压力值0.33巴附近，观察到HHG输出增强并扩展到更高谐波阶数?；谝晃Ｐ偷睦砺奂扑憬馐土苏庖恍в?，并与实验结果合理吻合。
关键词： 飞秒激光，转换效率，高次谐波产生（HHG），相位匹配，极紫外辐射，压力优化
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用驱动脉冲光谱特性实现气体中高次谐波产生的效率控制
摘要： 气体中高次谐波产生（HHG）的低转换效率是许多应用难以逾越的限制，这些应用通常需要相当大的光子通量作为基本前提。我们研究了HHG转换效率对驱动激光强度的依赖性，并分析了采用钛宝石激光器在松散聚焦配置和长产生介质中实现最佳相位匹配的条件。此外，通过测定等离子体效应对驱动激光脉冲的影响，我们观察到HHG转换效率与基频脉冲蓝移之间存在关联。当驱动激光光谱尚未受到等离子体显著影响时，可获得最大的HHG转换效率。不同惰性气体的HHG中也观察到类似行为。就此而言，驱动激光中出现等离子体诱导的光谱偏移可能预示着HHG转换效率的实质性损失。因此，我们的发现可用于获取HHG过程中激光-等离子体相互作用的重要信息，并为更便捷地控制最佳HHG条件铺平道路。
关键词： 等离子体效应、高次谐波产生、转换效率、驱动激光强度、光谱蓝移、相位匹配
更新于2025-09-23 15:21:01
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子阵相控阵波束扫描的最优相位匹配策略
摘要： 本文研究生成双功能波束的相控阵天线设计。第一（主）波束通过单元级复数（幅度与相位）加权系数固定生成，第二（副）波束则通过将阵列单元聚合成非重叠子阵并在子阵输出端增设移相器，在子阵级实现综合。为此，采用专用迭代法确定子阵构型以抑制不可避免的量化旁瓣；当单元级激励设定后，子阵相位系数的综合问题被转化为相位匹配问题——其解析解具有最优性，能保证相对于参考相位分布的最小均方误差。文中给出并讨论了一组代表性数值结果，既验证了所提设计方法的有效性，也阐明了该方法在笔形波束与赋形波束功率方向图综合中的特性与潜力。
关键词： 波束扫描、连续分区法、子阵划分、相位匹配、有源电子扫描阵列（AESA）
更新于2025-09-23 15:21:01
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光纤中三阶参量下转换的进展
摘要： 光纤被认为是三阶参量下转换的理想平台，因其长相互作用长度有望克服微弱的三阶非线性效应。本文第一部分首先推导了自发产生和存在种子光束两种情况下的转换率理论公式，随后综述了三类光纤，并从转换效率与实际可行性角度评估其特性。
关键词： 光纤、相位匹配、非线性、光子三重态、三阶参量下转换
更新于2025-09-23 15:19:57
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强激光场中宏观高次谐波产生的光谱分裂与相位匹配
摘要： 我们通过数值求解三维宏观传播方程，从理论上研究了氩气介质中的宏观高次谐波产生现象。结果表明，随着驱动激光强度的增加，谐波的光谱和空间分布逐渐出现分裂。这种分裂主要源于驱动光场在传播过程中发生的畸变，其结果也会影响相位匹配。为阐明谐波分裂的物理机制，我们对相位匹配进行了理论分析。来自不同聚焦位置的谐波光谱显示，这种分裂与聚焦点-气体射流相对位置有关。此外，我们证明由于氖气射流具有较高的电离能，其高次谐波几乎观察不到光谱分裂现象。
关键词： 相位匹配、高次谐波产生、强激光场、宏观传播、光谱分裂
更新于2025-09-23 15:19:57
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宽带隙有机晶体：近红外泵浦下增强的光-太赫兹非线性频率转换
摘要： 通过折射率工程在非线性有机晶体中实现了太赫兹（THz）波增强产生，这显著改善了相位匹配特性。与传统的低带隙非线性有机晶体不同，新设计的基于苯并咪唑鎓的HMI（2-(4-羟基-3-甲氧基苯乙烯基)-1,3-二甲基-1H-苯并咪唑-3-鎓）发色团具有相对较宽的带隙。这降低了近红外区域的光学群折射率，使得与产生的太赫兹波有更好的相位匹配，并导致高的光-太赫兹转换。与传统的基于宽带隙苯胺的晶体相比，基于HMI的晶体的一个独特特征是其显著更大的宏观光学非线性，其宏观非线性极化率的二阶分量比NPP（(1-(4-硝基苯基)吡咯烷-2-基)甲醇）晶体高一个数量级?；贖MI的晶体还表现出更高的热稳定性，熔点Tm高于250°C，而苯胺基晶体（NPP为116°C）。在技术上重要的800nm波长泵浦下，所提出的基于HMI的晶体提高了高的光-太赫兹转换效率，可与具有最先进宏观非线性的基准低带隙喹啉鎓晶体相媲美。这种性能是由于通过宽带隙发色团降低近红外区域的光学群折射率而实现的优异相位匹配。所提出的宽带隙设计是控制各种非线性有机材料的折射率以增强频率转换过程的有前途的方法。
关键词： 有机晶体、太赫兹、折射率工程、相位匹配、非线性光学
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波与太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 法国巴黎(2019.9.1-2019.9.6)] 2019年第44届国际红外、毫米波与太赫兹波会议(IRMMW-THz) - "非线性光学晶体部分填充矩形波导横截面"系统的高转换效率
摘要： 研究表明，在"非线性光学晶体部分填充矩形金属波导横截面"的系统中，通过飞秒激光脉冲的光学整流可有效产生太赫兹辐射（0.1-3 THz）。研究对LiNbO3、ZnTe、DAST和GaSe四种非线性光学晶体的相位匹配进行了数值计算，并分析了太赫兹辐射吸收对该系统中相干太赫兹辐射产生效率的影响。
关键词： 光学整流、飞秒激光脉冲、相位匹配、非线性光学晶体、太赫兹辐射
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019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) - 充满C?Cl?F液体芯光纤中的超短脉冲三次谐波产生
摘要： 目前，光纤中的三次谐波产生（THG）已成为研究焦点，因其有望通过逆向但自发的过程实现纠缠光子三重态的高效生成。迄今为止，微结构光纤和锥形光纤是提供核心与包层材料间高折射率对比度的主要平台，这种对比度对实现高阶模（HOMs）的相位匹配（PM）至关重要。本研究采用液芯光纤（LCF），其由二氧化硅包层和高非线性核心材料组成，可在运行过程中进行温度调谐[1]。我们首次实验演示了由石英毛细管和填充四氯化碳（C2Cl4）核心构成的阶跃折射率液芯光纤中的THG（图1b）。与石英相比，核心液体具有更强的电子非线性系数[2]，且该LCF在泵浦波长（1.55 μm）下设计为单模传输。通过调控光纤的模态色散，使两个TH波长的高阶模在超短泵浦脉冲光谱范围内实现相位匹配（见图1a）。采用光流体夹持器固定、填充液芯并将脉冲注入LCF。使用30飞秒（图1c）和100飞秒（图1d）脉冲（Toptica FemtoFiber pro IR和IRS-II，重复频率均为80 MHz）泵浦LCF。滤除残余泵浦光后，通过光谱分析仪（Ando AQ6315A）记录不同功率下的TH光谱。实验结果如图1c和d所示，两种情况下TH光谱中均呈现对应两个相位匹配高阶模的明显谱峰。图1d上方图像通过窄带通滤波器成像输出，证实了独立模态的存在。对比两种泵浦脉冲的效率，短脉冲的THG起始功率更高且整体转换效率更低。泵浦波段的高正常色散因脉冲展宽效应限制了有效转换长度。结论表明LCF具备THG能力，未来可进一步研究其在量子光生成中的应用。
关键词： 液芯光纤、高阶模、相位匹配、超短脉冲、三次谐波产生
更新于2025-09-12 10:27:22
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非线性光纤光学 || 四波混频
摘要： 在第8章和第9章所讨论的受激散射过程中，光纤通过依赖二氧化硅的分子振动或密度变化而发挥主动作用。在另一类非线性现象中，光纤除了介导多个光波之间的相互作用外仅起被动作用。这类非线性过程被称为参量过程，因为它们涉及介质参数（如折射率）的调制，并且需要在光纤中建立相位匹配条件才能增强。其中四波混频（FWM）占据主导地位。由于FWM在多种应用中具有重要价值，它已引起广泛关注。我们将在第10.1节讨论FWM的起源，随后在第10.2节建立该过程的简化标量理论。第10.3节涵盖相位匹配技术，第10.4节聚焦参量放大，第10.5节讨论与此过程相关的偏振效应，第10.6节介绍FWM的部分应用。
关键词： 四波混频、相位匹配、参量过程、偏振效应、光纤、参量放大
更新于2025-09-12 10:27:22
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无需动量守恒的微尺度纠缠光子生成
摘要： 我们首次报道了无相位匹配（动量守恒）的自发参量下转换（SPDC）现象的观测结果。通过利用位置-动量不确定关系并采用平面几何结构光源——6微米厚的铌酸锂层，我们消除了对动量守恒的需求。非相位匹配SPDC为研究基础量子效应开辟了新平台，同时也具有实际应用价值。超薄厚度使其频谱宽度比相位匹配SPDC宽一个数量级。由于能量守恒，强双光子关联特性依然得以保持，从而产生超短时间关联宽度和巨大频率纠缠。本研究可视为进入微纳尺度非线性量子光学新兴领域的初始探索。
关键词： 量子光学、自发参量下转换、相位匹配、铌酸锂、频率纠缠、动量守恒
更新于2025-09-12 10:27:22