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oe1(光电查) - 科学论文

17 条数据
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  • 石墨烯/硅混合波导的增强光学克尔非线性

    摘要： 在本研究中，我们通过实验探究了具有增强自相位调制特性的石墨烯/硅混合波导的光学克尔非线性效应。在适用于非线性光信号处理的CMOS兼容材料领域，过去十年间硅波导和氮化硅波导已被广泛研究。然而硅波导在通信波长下存在强烈的双光子吸收（TPA）现象，这会显著降低其非线性品质因数（FOM）。相比之下，基于氮化硅的材料体系虽能抑制TPA，但同时会使克尔非线性降低一个数量级。本研究通过在波导顶部转移石墨烯层，开发出一种既保持硅波导光学特性与CMOS兼容性，又能增强克尔非线性的石墨烯/硅混合波导。实测数据显示，该混合波导的非线性参数从硅波导的150 W?1cm?2提升至510 W?1cm?2，其非线性FOM达到2.48±0.25——是硅波导（0.6±0.1）的四倍。本工作揭示了这种兼具高克尔非线性和优异FOM的石墨烯/硅混合波导在非线性全光信号处理中的潜在应用价值。

    关键词： 非线性全光信号处理、石墨烯/硅混合波导、光学克尔非线性、与CMOS兼容、自相位调制

    更新于2025-11-28 14:23:57

  • 利用基于光纤无线的C-RAN中光纤非线性的模拟无线波束成形

    摘要： 作为支撑固定骨干网络的关键技术，无线电频谱光纤传输（RoF）系统通过光纤传送射频信号以利用其大带宽优势。在此背景下，基于光纤辅助相控天线阵列（PAA）的波束成形技术因能提升蜂窝基站小区边缘覆盖效果而引发广泛研究。本文提出一种新型光纤辅助波束成形技术，该技术利用光纤非线性特性并应用于云无线接入网（C-RAN）。我们通过高非线性光纤（HNLF）辅助的相位偏移方案为PAA单元馈入相位调制信号，实现约90°的波束指向范围，该特性可被蜂窝网络扇区化部署用于降低同频干扰。进一步地，我们将所提RoF辅助相位调制技术应用于C-RAN系统，依托RoF系统的集中式信号处理能力构建全光处理可调波束成形系统。虽然灵活的HNLF辅助相位调制过程仅限于C-RAN中心机房，但蜂窝网络终端用户仍可自由选择服务远程射频头（RRH）并采用多样化无线传输技术。通过将HNLF辅助相位设计集成至C-RAN架构，相比需要额外移相器的传统电子方案，本方案仅引入0.1分贝的信噪比（SNR）劣化。

    关键词： 移相器、自相位调制、相控阵天线波束成形、C-RAN（集中式无线接入网）、交叉相位调制、高非线性光纤、光纤、光学非线性

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年国际无线通信、信号处理与网络会议（WiSPNET）- 金奈（2018.3.22-2018.3.24）] 2018年国际无线通信、信号处理与网络会议（WiSPNET）- 面向5G的高效光子毫米波波长交换技术

    摘要： 工作在30-300GHz频段的毫米波(MMWs)对支持每用户多Gbps数据速率的下一代5G无线通信系统极具前景。通过利用半导体光放大器(SOA)和掺铒光纤放大器(EDFA)中的四波混频(FWM)、自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)效应，实现了光子毫米波交换。这些效应能降低交换串扰，因为光学单边带(OSSB)信号占用的光带宽最小。最佳工作条件在提升边带抑制比(SSR)的同时，还能降低非预期边带信号的强度。这使得光纤传输无色散，并按5G通信需求提高了数据速率。本文实现了承载于30GHz、间隔1.6nm的9Gbps QPSK信号的波长交换——其作为1548.515nm探测波长和1550.115nm泵浦波长的函数。

    关键词： 毫米波、四波混频、自相位调制、交叉相位调制、掺铒光纤放大器

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 短激光脉冲在非线性介质中传播时的自相位调制与自陡峭效应的微扰方法研究

    摘要： 通过一阶微扰方法，获得了考虑克尔效应、场致电离及相关吸收的介质中激光脉冲传播时，具有时间修正的包络近似波动方程解。为解耦振幅与相位方程，未考虑色散项。由此得到的闭式表达式阐明了方程各项对激光振幅及随推迟时间变化的频率产生的影响，并可用于提取表征非线性效应的标度参数。以典型参数下飞秒脉冲在空气中聚焦的情况为例进行了定量展示。

    关键词： 微扰方法、自相位调制、自陡峭效应、短激光脉冲传播

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 五次非线性对电磁诱导透明下多耦合量子阱中自相位调制和调制不稳定性的影响

    摘要： 在电磁诱导透明条件下，多个量子阱系统中光学探测电磁场的自相位调制和调制不稳定性已被研究。该探测场受到可通过两束控制激光调控的强克尔非线性和五次非线性作用。探测光束产生的自相位调制效应被五次非线性所抑制。由于存在强非线性，该探测场呈现调制不稳定性。不稳定频率带宽及不稳定性增长幅度可通过调节探测光功率、两束控制场的拉比频率及失谐量进行控制。高阶非线性与色散效应的存在会显著降低不稳定频率的增长幅度及其带宽范围。

    关键词： 自相位调制、耦合量子阱、调制不稳定性、电磁诱导透明

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL) - 保加利亚索佐波尔(2019.9.6-2019.9.8)] 2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL) - 超高功率激光脉冲的非线性压缩

    摘要： 如今，拍瓦级激光器的峰值功率受限于光学压缩器衍射光栅的损伤阈值。一种突破该限制并提升峰值功率的可行方案是在光学压缩后采用附加脉冲缩短技术且不造成显著能量损失，该方法被称为"压缩后压缩技术"（CafCA）。该技术具有三大公认优势：结构简单成本低廉、脉冲能量损耗可忽略不计、无需改变光学系统即可适用于任何高功率激光器。其核心原理是在光栅压缩器后直接展宽强激光脉冲的光谱，并借助反射色散器件（特别是啁啾镜）校正光谱相位。该理念自1960年代末就已提出，但由于若干物理因素限制，此前未能应用于峰值功率超过1太瓦的激光器。本文探讨了这些限制因素及其突破方法，并通过最新实验数据分析证明CafCA技术在200太瓦量级范围内的有效性。

    关键词： 时间压缩、自相位调制、拍瓦级飞秒激光脉冲

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过负非线性折射率区域中的氙气传播实现KrF激光的光谱展宽

    摘要： 在美国海军惯性约束聚变（ICF）实验的NIKE激光装置中，高功率氟化氪（KrF）激光输出光束需通过长达约75米的空气路径传播以实现角度复用——这是由于KrF介质的能量存储时间不足所致。最新实验与模拟表明，通过受激转动拉曼散射效应，这种传播方式能使激光光束的光谱展宽程度远超NIKE装置采用的诱导空间非相干性（ISI）技术通常实现的约1太赫兹激光线宽。这种增强的带宽可能足以抑制限制ICF靶面可承受最大光强的激光等离子体不稳定性。本文研究了一种替代方案：利用氙气（具有约-248纳米的大负非线性折射率）中的自相位调制实现光谱展宽，从而完全规避横向成丝问题。我们采用双光子矢量模型模拟了混沌非稳态ISI光与集体非线性原子响应的相互作用，并研究了近共振效应对光谱展宽的影响。

    关键词： 自相位调制、激光等离子体不稳定性、负非线性折射率、KrF激光器、光谱展宽、氙气

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 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 || 引言

    摘要： 本章导论旨在概述理解后续章节所讨论非线性效应所需关注的光纤特性。第一节从历史视角梳理光纤领域的发展进程；第二节探讨光纤的各类属性，包括光损耗、色度色散和双折射现象，其中重点分析色度色散——因其对超短光脉冲探测非线性效应研究具有重要性；第三节介绍由折射率强度依赖性和受激非弹性散射引发的各种非线性效应，包括自相位调制、交叉相位调制、四波混频、受激拉曼散射及受激布里渊散射等通过光纤非线性介质深入研究的典型效应（各效应将在独立章节详述）；第四节概述本书如何系统编排以探讨光纤中如此多样的非线性效应。

    关键词： 光纤光学、受激拉曼散射、四波混频、受激布里渊散射、色度色散、非线性效应、自相位调制、交叉相位调制、双折射

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 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