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YAl3(BO3)4和K2Al2B2O7晶体中光学活性变化揭示的对映体现象
摘要: 许多硼酸盐晶体具有非线性光学特性,能够实现常见激光向紫外波段的高效频率转换。孪晶现象可能降低晶体质量并影响非线性光学性能,尤其是当晶体由极性相反的孪晶畴构成时。本研究通过旋光性测量证实了YAl3(BO3)4(YAB)和K2Al2B2O7(KABO)单晶中存在反演孪晶。我们利用配备旋转偏振器的分光光度计测定了YAB和KABO在整个可见光波段的旋光色散??占浞直娴男獠饬靠捎肼暇Ы峁瓜喙亓佣浪懵暇С潭?。所报道的YAB和KABO旋光能力的色散关系可用于评估晶体质量并筛选无孪晶样品。
关键词: 旋光性、反演孪晶、YAB晶体、旋光色散、KABO方程、二次谐波产生、频率转换、K2Al2B2O7、非线性光学晶体、YAl3(BO3)4
更新于2025-10-22 19:40:53
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具有共振超表面的非线性光学
摘要: 非线性光学是一个成熟的学科领域,其研究依赖于宏观介质并采用超过光波长的传播距离。近年来电磁超材料的发展使该领域拓展至新现象与新功能方向。特别是薄型人工结构材料(如超表面)中的非线性效应,既不依赖自然材料的相位匹配条件与对称性选择定则,又可通过超表面纳米结构内部场的强局域共振和集体共振实现显著增强。因此,非线性过程可能突破电子非线性导致的简谐波生成和光谱展宽范畴。本文简要综述了非线性光学超表面的基本概念与最新研究成果。
关键词: 频率转换、高次谐波产生、共振、超表面、非线性光学
更新于2025-09-23 15:19:57
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等离子体纳米间隙腔中多个同时发生的非线性光学过程的主动控制
摘要: 等离子体结构有望增强和控制非线性光学过程,因为亚波长尺度的元件不仅能提高局部电场强度,还能放宽相位匹配条件。这使得同时观测并进一步操控多个非线性光学过程成为可能——这些过程在块状晶体中会因相位匹配要求不兼容而被禁止。本研究通过金膜与银纳米矩形结构之间夹有1-7纳米Al2O3层的体系,实现了对三阶谐波产生(THG)、和频产生(SFG)及四波混频(FWM)相对强度的增强与调控。我们证明:通过调节双激发光功率比或Al2O3层厚度,可精确控制这三个同步非线性光学过程的相对强度。当腔体的横向与纵向模式共振与两个泵浦激发光匹配时,THG和FWM的增强效应可达10^6倍,SFG响应则获得10^4倍增强。这种同步获取并控制多重非线性光学过程的能力,为深纳米尺度下光学信号的高级片上操控与处理开辟了新途径。
关键词: 超表面、频率转换、等离子体激元学、调谐、非线性光学
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019化合物半导体周(CSW)- 日本奈良(2019.5.19-2019.5.23)] 2019年化合物半导体周(CSW)- 半导体纳米线激光器异质集成的纳米级转印技术
摘要: 基于磷化铟的高电子迁移率晶体管(InP-HEMTs)和石墨烯沟道场效应晶体管(G-FETs)被实验性地研究作为未来宽带光通信和无线通信系统的光子频率转换器。通过利用InP-HEMTs和G-FETs的光电特性和三端功能,在120 GHz无线通信频段上实现了单芯片光子双混频操作。将112.5 GHz载波上的10 Gbit/s级数据信号与87.5 GHz本振信号下变频至25 GHz中频带,该本振信号由光注入光电混频拍频信号同步自生成。结果表明,G-FET的本征沟道能够实现优于具有同等器件特征尺寸的InP-HEMT的速度性能。降低G-FET的外在寄生电阻并实现高效的光吸收结构,可能使毫米波和亚太赫兹光子频率转换在实际应用中达到足够高的转换增益。
关键词: 毫米波光子学、频率转换、场效应晶体管、毫米波通信、磷化铟、石墨烯、高电子迁移率晶体管、无线接入网络
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过原位制备平凸聚合物透镜简易增强氮化镓紫外光电探测器的光学灵敏度
摘要: 基于磷化铟的高电子迁移率晶体管(InP-HEMTs)和石墨烯沟道场效应晶体管(G-FETs)被实验性地研究作为未来宽带光通信与无线通信系统的光子频率转换器。通过利用InP-HEMTs和G-FETs的光电特性及三端功能,实现了120 GHz无线通信频段的单芯片光子双混频操作。将112.5 GHz载波上的10 Gbit/s级数据信号,与从光注入式光电混频拍频信号同步自生成的87.5 GHz本振信号进行下混频,转换至25 GHz中频带。结果表明,G-FET的本征沟道速度性能优于具有同等器件特征尺寸的InP-HEMT。通过降低G-FET的外在寄生电阻并实现高效光吸收结构,可能实现具有足够高转换增益的毫米波及亚太赫兹光子频率转换,满足实际应用需求。
关键词: 毫米波光子学、频率转换、场效应晶体管、毫米波通信、磷化铟、石墨烯、高电子迁移率晶体管、无线接入网络
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 溶液法制备超薄SnO?钝化吸收层/缓冲层异质结及晶界以实现高效铜锌锡硫硒(CZTS)太阳能电池
摘要: 基于磷化铟的高电子迁移率晶体管(InP-HEMTs)和石墨烯沟道场效应晶体管(G-FETs)被实验性地研究作为未来宽带光通信和无线通信系统的光子频率转换器。通过利用InP-HEMTs和G-FETs的光电特性和三端功能,实现了120 GHz无线通信频段的单芯片光子双混频操作。将112.5 GHz载波上的10 Gbit/s级数据信号与87.5 GHz本振信号混频至25 GHz中频带,其中本振信号由光注入光电混频拍频信号同步自生成。结果表明,G-FET的本征沟道能够实现优于具有同等器件特征尺寸的InP-HEMT的速度性能。通过降低G-FET的外在寄生电阻并实现高效的光吸收结构,可能实现具有足够高转换增益的毫米波和亚太赫兹光子频率转换,以满足实际应用需求。
关键词: 毫米波光子学、无线接入网络、石墨烯、场效应晶体管(FETs)、高电子迁移率晶体管(HEMTs)、磷化铟(InP)、毫米波通信、频率转换
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 宽禁带碲锌矿基太阳能电池用于半透明光伏应用的数值建模与实验实现
摘要: 基于磷化铟的高电子迁移率晶体管(InP-HEMTs)和石墨烯沟道场效应晶体管(G-FETs)被实验性地研究作为未来宽带光通信和无线通信系统的光子频率转换器。利用InP-HEMTs和G-FETs的光电特性和三端功能,在120 GHz无线通信频段实现了单芯片光子双混频操作。将112.5 GHz载波上的10 Gbit/s级数据信号与87.5 GHz本振信号下变频至25 GHz中频带,该本振信号由光注入光电混合拍频同时自生成。结果表明,G-FET的本征沟道能够实现优于具有同等器件特征尺寸的InP-HEMT的速度性能。降低G-FET的外在寄生电阻并实现高效的光吸收结构,可能使毫米波和亚太赫兹光子频率转换在实际应用中达到足够高的转换增益。
关键词: 毫米波光子学、无线接入网络、石墨烯、场效应晶体管(FETs)、高电子迁移率晶体管(HEMTs)、磷化铟(InP)、毫米波通信、频率转换
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 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) - 铌酸锂纳米波导中的二次孤子及其与色散波的相互作用
摘要: 铌酸锂(LN)纳米波导结合了LN材料的高非线性与宽带透明特性,以及几何群速度色散(GVD)的灵敏可调性和亚波长波导的强场增强效应。这些特性使新兴的LN纳米波导成为研究二次时间孤子动力学及孤子与色散波相互作用驱动频率转换过程的理想载体。已知时间孤子因三次非线性产生的共振辐射(RR)是超连续谱生成的关键机制之一,近期关于三次孤子与二次非线性相互作用的研究发现了可调谐RR的新机制。本研究从理论上分析了LN纳米波导中的亮时间二次孤子——由基频(FH)与二次谐波(SH)频率的两个共传播脉冲构成,通过非线性介质介导的脉冲相互作用实现孤子形成所需的自相位调制。采用慢变包络近似,FH与SH的归一化场由耦合非线性方程描述。当两谐波经历同号群速度色散(GVD)时,结构可支持二次孤子存在。LN纳米波导中可激发峰值功率低于100W的亚皮秒孤子。我们分析了FH/SH非恒定GVD导致的不同RR辐射机制,以及孤子与色散波相互作用驱动的三波混频(TWM)辐射。模拟结果与理论预测的RR现象相符,这些发现揭示了LN纳米波导中时间二次孤子激发的可行性,以及与频率转换和超连续谱生成相关的新型RR机制。
关键词: 色散波、频率转换、共振辐射、纳米波导、超连续谱产生、铌酸锂、二次孤子
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 实现高效非线性等离子体超表面
摘要: 非线性过程在从生物医学成像到超短脉冲产生的众多光子学领域中都具有重要意义。纳米光子学和超材料的发展对纳米级非线性光学元件产生了日益增长的需求。然而,使用传统材料难以满足这一需求,这促使人们寻找替代方案。非线性等离子体光学已成为实现高效纳米级非线性光学的可行解决方案。尽管目前已取得稳步进展,但超材料所实现的转换效率尚未超越传统非线性材料。本文讨论了我们近期在开发高效非线性等离子体超材料方面取得的进展,重点研究利用被称为表面晶格共振的集体响应的超表面,这种响应可显著增强超表面的非线性效应。
关键词: 非线性超材料、表面晶格共振、超表面、频率转换
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 2019.6.23-2019.6.27] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 非中心对称光学微腔中的频率梳产生与转换
摘要: 光学频率梳已成为光学精密测量的关键技术[1],在宽带高分辨率分子光谱学领域具有巨大潜力[2],并有望推动未来光钟的发展[3]。对于低功耗、紧凑型和移动应用场景,高重复频率梳状光源(如连续波泵浦克尔梳[4]和基于三阶非线性的孤子频率梳[5])展现出独特优势。目前这类频率梳大多工作在1550纳米附近的近红外波段,主要受材料色散特性限制。然而从天文光谱学到光钟量子物理,再到分子传感等诸多应用领域,都需要工作在紫外(UV)、可见光(VIS)和中红外(MIR)波段的频率梳[3,6-8]。本文提出了实现该目标的多种技术路径:首先采用具有二阶非线性的同步泵浦高Q值回音壁模式谐振腔,通过工程化准相位匹配结构,将21GHz高重复频率近红外频率梳同步转换为可见光与紫外波段(图1(a));进一步通过简并光学参量振荡(OPO)可产生原始梳状光源的中红外次谐波,非简并OPO更能实现波长可调的信号光梳与闲频光梳。这些成果为构建单微谐振腔内横跨紫外、可见光、近红外和中红外波段的相位相干频率梳链路奠定了基础,有望实现无需倍频程光谱(如3f-4f干涉仪)的低功耗自参考频率梳。此外,我们还展示了基于少模光学微谐振腔二阶非线性的频率梳初步成果(图1(b)),这类梳状光源不仅能拓展至非近红外波段,更具备克尔微梳难以实现的快速电光调谐优势。
关键词: 光学频率梳、非线性光学、微谐振器、频率转换
更新于2025-09-12 10:27:22