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oe1(光电查) - 科学论文

12 条数据
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  • 特氟龙与超材料层辅助的新型多模态表面等离子体共振生物传感器的高色散定制特性

    摘要： 本文描述了一种由聚四氟乙烯和超材料层辅助的表面等离子体共振（SPR）传感器新型色散定制特性。表面等离子体（SP）波的色散特性及其激发方法对传感器设计具有重要意义。大多数用于生物传感的SPR传感器采用双模设计，其色散图中的旁瓣会显著降低灵敏度。我们提出了一种由聚四氟乙烯和超材料层辅助的多达五模SP传感器设计方案，并为高效生物识别开发了探索多层传感器结构高度色散定制特性的新传感理论。该设计方案通过合理控制聚四氟乙烯层、薄金膜和超材料厚度，能够完全消除多模SP传感器色散图中的旁瓣。据我们所知，聚四氟乙烯和超材料层共同辅助的多模SP传感器色散定制特性尚未被探索和分析。采用标准矩阵法计算传感器的各项性能参数，并以特定案例进行了实验验证。

    关键词： 矩阵法、反射率、超材料、特氟龙层、群速度色散（GVD）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 非线性光纤通信中群速度色散参数的常规微扰法

    摘要： 由于光传播过程中产生的非线性效应，通过光纤信道进行通信可能具有挑战性。这些效应源于光在光纤中传播的物理过程。为深入理解这些过程，通常采用数学模型进行研究。这些模型基于对非线性薛定谔方程（控制光在光纤中传播的微分方程）的近似处理。现有文献中的所有模型都仅适用于特定工作范围。本文提出了一种弱色散条件下无噪声场景的非线性光纤信道近似模型，该近似通过对非线性薛定谔方程的群速度色散参数应用正则摄动理论获得。通过归一化平方偏差指标对比其他三种模型，证明该模型在高非线性与弱色散链路中具有显著更高的精确度。

    关键词： 群速度色散、非线性光纤通信、正则微扰理论、非线性薛定谔方程

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 高效盲自适应循环前缀缩短技术在直接检测光正交频分复用系统中的应用

    摘要： 针对标准单模光纤（SSMF）长距离传输的直接检测光正交频分复用（DDO-OFDM）系统，为避免群速度色散（GVD）引起的符号间干扰（ISI），需采用较长循环前缀（CP）。但该方法因CP样本能量浪费而效率低下。本文提出一种新型盲自适应信道缩短均衡器（CSE），通过利用快速傅里叶变换（FFT）特性中子载波的正交性，基于定义窗口内各样本的最小化平方和互相关（SSCM）来更新CSE系数，从而缩短信道-CSE联合响应，有效消除短CP长度与GVD导致的残余ISI影响。通过不同CP长度下误码率（BER）随光信噪比（OSNR）变化的性能评估验证了新算法，仿真结果表明该SSCM算法能显著缩短CP长度，并较现有算法实现更优的系统性能提升。

    关键词： SSMF（标准单模光纤）、DDO-OFDM（直接检测正交频分复用）、循环前缀、CSE（色散补偿均衡器）、GVD（群速度色散）

    更新于2025-09-22 11:37:49

  • [IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波及太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 法国巴黎(2019.9.1-2019.9.6)] 2019年第44届国际红外、毫米波及太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 太赫兹量子级联激光器梳状谱中的色散与脊宽效应

    摘要： 我们系统研究了激光脊宽对发射约4.2太赫兹的单等离子体波导量子级联激光器梳状运转的影响。针对脊宽为100至200微米、长度为6毫米的激光器，通过数值计算评估了包含增益、波导和材料色散在内的总群速度色散（GVD）。模拟结果表明，钳制增益色散对总GVD贡献显著，其中150微米脊宽的激光器在4.05至4.35太赫兹激射范围内展现出最平坦的总GVD。实验也验证了150微米为梳状运转的最佳脊宽。

    关键词： 群速度色散、频率梳、量子级联激光器、脊宽、太赫兹

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [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）- 时变莫尔光栅中的慢光与静止光

    摘要： 由于共振效应导致光脉冲群速度降低的现象被称为慢光。通过电磁诱导透明(EIT)技术已实现将光速降至17米/秒[1]，后续研究更证实了完全阻止光传播的可能性[2-3]。虽然EIT慢光实验具有开创性，但其需要接近绝对零度的冷原子蒸汽环境。本文提出一种基于光栅和时变折射率的替代方案：当脉冲载波频率接近布拉格光栅产生的阻带时，可通过布拉格光栅诱导慢光效应，但伴随的巨大群速度色散(GVD)会导致脉冲严重展宽，限制实际应用。研究表明，由两个光栅周期叠加形成的莫尔光栅能有效补偿GVD[4]——其产生的两个阻带被透射带分隔，使脉冲通过透射带时既产生慢光效应，又通过阻带间的色散补偿维持脉冲形态。我们建立了莫尔光栅周期参数化模型，使其透射带中心对准指定载波频率，并推导出描述正反向传播光振幅A/B耦合的修正耦合模方程组（含光栅强度参数(cid:78)、莫尔周期(cid:47)b及失谐量(cid:39)b）。数值模拟证实该方案能在最小脉冲展宽条件下产生慢光效应。阻带带宽取决于光栅调制强度?n：随着调制增强，阻带展宽会压缩透射间隙，当调制足够强时透射带将完全闭合。图1(a)(b)通过时域有限差分法(FDTD)模拟显示：图1(a)采用恒定?n时光脉冲正常传播；图1(b)通过时变折射率[5]动态调节?n——在190皮秒时增大?n使透射间隙闭合，440皮秒时恢复原值重新开启间隙。当脉冲传播过程中透射带突然闭合时，将形成"静止光"效应——脉冲被捕获在光栅内保持静止，直至光栅强度减弱后才恢复传播，该现象与EIT实验结果[2-3]具有相似性。图1(c)揭示了透射带闭合过程与光栅调制强度的函数关系。尽管时变莫尔光栅的实现仍具挑战性，但这种固态平台方案为光脉冲存储与释放提供了灵活替代方案，将成为量子信息处理等领域的关键要素。

    关键词： 时间依赖的折射率、静止光、慢光、群速度色散、莫尔光栅

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用小芯径重掺锗硅酸盐光纤作为1.03微米波长超短激光脉冲展宽器

    摘要： 本文研究了在超短激光脉冲展宽器中使用具有W型折射率分布和小芯径的重掺锗硅酸盐光纤，并在全光纤激光系统中进行后续放大与压缩的方案。采用此类光纤可在最小化初始波形与脉宽畸变的前提下，实现激光脉冲的展宽、放大及压缩。得益于该光纤的色散特性——既能以较短光纤长度显著延长脉冲持续时间，又能补偿基于衍射光栅的输出压缩器所产生的三阶正色散，最终获得了能量为2毫焦、脉宽250飞秒且无皮秒基底噪声的放大脉冲。研究从与衍射光栅式输出压缩器的色散匹配性角度，对比分析了多种适用于超短激光脉冲展宽器的光纤类型。

    关键词： 非线性自相位调制、光纤激光器、重掺锗硅酸盐光纤、群速度色散、飞秒激光器、超短激光脉冲放大

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 非线性光纤光学 || 群速度色散

    摘要： 前一章阐述了如何通过求解脉冲传输方程来研究群速度色散（GVD）与自相位调制（SPM）对光纤中传播光脉冲的联合效应。在探讨一般情况前，单独研究GVD效应具有指导意义。本章将光纤视为线性光学介质来处理脉冲传输问题。第3.1节通过引入与GVD和SPM相关的两个特征长度尺度，讨论了GVD效应主导非线性效应的条件。第3.2节针对高斯脉冲和sech脉冲等特定脉冲形状，研究了色散导致的光脉冲展宽现象，并分析了初始频率啁啾的影响。第3.3节专门论述三阶色散对脉冲展宽的作用，同时给出了可预测任意形状脉冲色散展宽的解析理论。第3.4节探讨了GVD如何限制光通信系统性能，以及如何运用色散管理技术来克服此类限制。

    关键词： 色散管理、色散诱导展宽、sech脉冲、群速度色散（GVD）、光脉冲、三阶色散、自相位调制（SPM）、高斯脉冲、光纤传输、频率啁啾

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 非线性光纤光学 || 自相位调制

    摘要： 我们首先关注的非线性效应是自相位调制（SPM），这是一种导致光脉冲频谱展宽的现象[1-9]。SPM是连续波束在n2>0的任何非线性介质中发生自聚焦的时间类比。该现象最早于1967年在CS2填充池中传播的光脉冲瞬态自聚焦研究中被观察到[1]。到1970年，通过使用皮秒脉冲已在固体和玻璃中观测到SPM。光纤中SPM的最早记录是在芯层充满CS2液体的光纤中实现的[7]。这项工作推动1978年对石英芯光纤中SPM开展了系统研究[9]。本章将SPM作为光纤内可能发生的非线性效应的简单示例进行研究。第4.1节专门讨论纯SPM情况（忽略群速度色散效应，重点关注SPM引起的频谱变化）。第4.2节讨论群速度色散与SPM的联合效应，着重分析SPM诱导的频率啁啾。第4.3节介绍两种解析技术并用于近似求解非线性薛定谔方程。第4.4节将分析扩展至包含自陡峭等高阶非线性效应。

    关键词： 群速度色散、自陡峭效应、光谱展宽、光脉冲、频率啁啾、自相位调制、非线性效应、非线性薛定谔方程、自相位调制

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 非线性光纤光学 || 光孤子

    摘要： 光纤非线性的一种迷人表现形式是通过光学孤子实现的，这种孤子由色散效应与非线性效应相互作用形成。"孤子"一词特指能够在长距离传输中保持形态不变的波包。物理学多个分支领域都发现了孤子现象。本章重点研究群速度色散(GVD)与自相位调制(SPM)同等重要且必须同时考虑情况下的光纤脉冲传输，内容安排如下：第5.1节探讨调制不稳定性现象，阐明光纤中连续波(CW)光束传输具有固有不稳定性，在适当条件下可能转化为脉冲序列；第5.2节阐述逆散射法及相关孤子解，并讨论基阶与高阶孤子特性；第5.3节专门研究其他类型孤子（重点为暗孤子）；第5.4节分析外部扰动对孤子的影响，包括光纤损耗、孤子放大及光放大器引入的噪声；第5.5节和第5.6节则聚焦自陡峭效应与脉冲内拉曼散射等高阶非线性效应。

    关键词： 调制不稳定性、光放大器、暗孤子、脉冲内拉曼散射、逆散射法、自陡峭效应、群速度色散、光纤非线性、自相位调制、光纤损耗、光学孤子

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 非线性光纤光学 || 受激拉曼散射

    摘要： 受激拉曼散射（SRS）是一种重要的非线性过程，它能使光纤转变为宽带拉曼放大器和可调谐拉曼激光器。该过程还会通过能量从信道向相邻信道的转移，严重限制多信道光波系统的性能。本章致力于对光纤中SRS现象进行深入研究。第8.1节阐述了SRS的基本理论，重点分析达到拉曼阈值所需的泵浦功率。第8.2节讨论连续波（CW）和准连续波条件下的SRS，并分析基于光纤的拉曼激光器与放大器性能。第8.3节和第8.4节分别研究脉宽100皮秒及以下的超快SRS在正常群速度色散（GVD）和反常群速度色散条件下的特性，两种情况均重点关注走离效应以及自相位调制（SPM）和交叉相位调制（XPM）产生的效应。第8.5节聚焦偏振效应。

    关键词： 拉曼放大器、光纤、受激拉曼散射、非线性过程、群速度色散、拉曼激光器、偏振效应、自相位调制、交叉相位调制

    更新于2025-09-12 10:27:22