超快非线性光学技术:多芯光纤中的超连续产生(一)
多芯光纤是一种新型光纤,这种光纤的包层中存在距离较近的多根纤芯,纤芯之间可产生较强的耦合,从而使各个纤芯内的光场成为一个整体,可用于光放大、脉冲压缩、超连续产生、光场调制、光子弹产生等过程。正六边形7芯光纤(横截面如图1),作为最常见的多芯光纤之一,可用于超连续产生[1],本篇文章通过数值模拟的方式,验证了普通的阶跃折射率7芯光纤可以产生超连续谱。图1 正七边形7芯光纤横截面作者假定不同纤芯之间仅仅存在线性耦合,从而得到了描述脉冲在7芯光纤中演化的耦合非线性薛定谔方程(式1,右边三行分别代表芯自身的色散、自身非线性和芯间线性耦合)。在线性情况下,该方程组的7个本征解代表在7芯光纤中能够稳定传播的7个超模式。每个模式在光纤中都有着不同的强度和传播速度,如图2所示,其中图2(a)表示电场强度在光纤中的分布,图2(b)表示每种超模式的传播常数,其中\beta(\omega)代表单模光纤传播常数,\kappa(\omega)代表线性耦合......阅读全文
超快非线性光学技术:多芯光纤中的超连续产生(一)
多芯光纤是一种新型光纤,这种光纤的包层中存在距离较近的多根纤芯,纤芯之间可产生较强的耦合,从而使各个纤芯内的光场成为一个整体,可用于光放大、脉冲压缩、超连续产生、光场调制、光子弹产生等过程。正六边形7芯光纤(横截面如图1),作为最常见的多芯光纤之一,可用于超连续产生[1],本篇文章通过数值模拟的方式
超快非线性光学技术:多芯光纤中的超连续产生(二)
(3)当纤芯距离适中时(芯距15.5μm,如图5),纤芯与纤芯的耦合强度足够,模式A和模式F可在早期被激发出来,且不会因为较大的群速度差异而分离。这使得模式A和模式F能在时间上重合在一起,为模式间的能量转换提供可能。当处于模式F的频率1和处于模式A的频率2恰好群速度相同且相差13.2THz时,模式F
超快非线性光学技术之八:多芯光纤中的超连续产生1
多芯光纤是一种新型光纤,这种光纤的包层中存在距离较近的多根纤芯,纤芯之间可产生较强的耦合,从而使各个纤芯内的光场成为一个整体,可用于光放大、脉冲压缩、超连续产生、光场调制、光子弹产生等过程。正六边形7芯光纤(横截面如图1),作为最常见的多芯光纤之一,可用于超连续产生[1],本篇文章通过数值模拟的方式
超快非线性光学技术之八:多芯光纤中的超连续产生2
图5 中等耦合内芯激发脉冲演化图若以光谱的加权标准差作为超连续产生光谱宽度的度量,则不同功率和芯距下内芯激发的光谱宽度如图6所示。图6 内芯激发光谱宽度随功率和芯距的变化与以上结果对比,作者还讨论了当初始脉冲(脉冲宽度为100fs,功率15kW,中心波长1.55μm)输入到外芯(也就是图2(a)中的
超快非线性光学技术:超连续谱中色散波产生的半解析...
超快非线性光学技术:超连续谱中色散波产生的半解析理论在过去30年中,在具有三阶非线性的波导中产生超连续谱(Supercontinuum)一直是超快非线性光学中的重要研究课题,其背后的物理机制包含多种非线性过程,色散波产生(Dispersive wave generation)是其中非常重要的一种
超快光纤激光技术:基于多芯光纤的激光系统(一)
基于单芯光纤的激光放大器受限于自聚焦等非线性效应,在功率提升方面遭遇瓶颈。使用大模场面积光纤可以提升放大功率,但较大的模面积会引入高阶模式,在高泵浦功率下出现横模不稳定影响光斑质量。多路激光的相干合成是一种提升光纤单纤芯放大功率上限的方案,可以显著增加输出激光的平均功率,但不足之处在于需要相位反馈系
超快光纤激光技术:基于多芯光纤的激光系统(二)
研究者首先在无泵浦的情况下测量了优化前各个超模的比例,结果如图6所示,在未优化的情况下,异相模式占比仅为70%,而利用算法补偿了非理想的器件引入的相位扭曲后,可以将异相模式占比提高到90%。实验中只有当参考臂增加260fs的时间延迟时才出现另一个超模式的干涉图样,略大于种子脉冲的变换极限脉宽(220
超快非线性光学技术:时域全反射和波导
麦克斯伟方程在时间和空间具有一定的对偶性(duality),比如空间上高斯光束的衍射与时间上高斯脉冲在具有负群速度色散的光纤中传输就具有这样的关系。科学家们对光的空间传输性质已经进行了几百年的研究,取得了丰硕成果。通过考察时空对偶性,借鉴光的空间传输现象,有利于理解甚至发现崭新的由超短脉冲参与的超快
超快光纤激光技术之七:基于四阶色散的超快光纤激光
孤子激光器通过平衡二阶色散和非线性可以直接产生亚10fs的脉冲,并且装置相对简单。然而,受限于孤子面积理论,孤子能量无法进一步提升。为了克服这个限制,需要激发带啁啾的脉冲,但后续的压缩使光路更加复杂同时效率也将降低。因此,为了保留孤子激光器的简单和高效性,需要新的方法克服孤子激光器的功率提升
高非线性石英光子晶体光纤研制取得进展
中国科学院上海光学精密机械研究所研究员廖梅松带领非线性光纤课题组刘垠垚、吴达坤等人,在高非线性光子晶体光纤的研制方面取得了新进展。 由于高非线性光子晶体光纤具有普通阶跃型光纤所不具备的特殊色散和高非线性,是产生超连续谱激光的核心器件。超连续谱是一种具有超宽的光谱和高度方向性的高亮度宽带光源,在
上海光机所高非线性石英光子晶体光纤研制取得进展
中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术研发中心研究员廖梅松带领非线性光纤课题组刘垠垚、吴达坤等人,在高非线性光子晶体光纤的研制方面取得了新进展。 高非线性光子晶体光纤由于具有普通阶跃型光纤所不具备的特殊色散和高非线性,是产生超连续谱激光的核心器件。超连续谱是一种具有超宽的光谱和高度
“强场超快极端非线性光学的前沿研究”获一等奖
上海光机所“强场超快极端非线性光学的前沿研究”获2010年度上海市自然科学奖一等奖 4月27日上午,2010年度上海市科学技术奖励大会在上海展览中心友谊会堂举行。中共中央政治局委员、上海市委书记俞正声出席会议并作讲话。市委副书记、市长韩正主持会议。市领导刘云耕、冯国勤、殷一璀、沈红光、杨雄、沈
物理所团队等制备出超高非线性的二维材料复合光纤
随着光通信技术的发展,光纤已成为现代信息社会的重要支撑。非线性光纤作为一种特殊用途光纤,在新型光纤通讯技术中具有重要应用和发展前景,并在光波长转换、超快光纤激光和超连续激光等光物理基础以及器件研究等领域具有应用潜力。然而,传统石英光纤仅表现出微弱的奇数阶非线性效应,限制其在非线性光学领域的应用。
超连续谱中色散波产生的半解析理论
在过去30年中,在具有三阶非线性的波导中产生超连续谱(Supercontinuum)一直是超快非线性光学中的重要研究课题,其背后的物理机制包含多种非线性过程,色散波产生(Dispersive wave generation)是其中非常重要的一种。传统的观点认为,在超连续谱产生初期,高阶孤
浅析基于四阶色散的超快光纤激光(一)
孤子激光器通过平衡二阶色散和非线性可以直接产生亚10fs的脉冲,并且装置相对简单。然而,受限于孤子面积理论,孤子能量无法进一步提升。为了克服这个限制,需要激发带啁啾的脉冲,但后续的压缩使光路更加复杂同时效率也将降低。因此,为了保留孤子激光器的简单和高效性,需要新的方法克服孤子激光器的功率提升局限性。
新型激光器实现超快、超稳拉曼光纤激光输出
近期,上海光机所冯衍研究员课题组,在脉冲拉曼光纤激光器研究中取得系列进展。课题组采用放大自发辐射源作为泵浦,实现了超稳定的锁模拉曼光纤激光输出;采用脉冲激光泵浦,实现了超快随机分布式反馈拉曼光纤激光输出;基于脉冲泵浦窄线宽拉曼光纤放大器,研制成功拉莫尔重频的589nm脉冲黄光激光器,提高钠导星亮
阿秒X射线脉冲产生机制研究获进展
阿秒光源作为研究量子系统亚飞秒尺度电子动力学的关键工具,面临实现高强度孤立X射线脉冲的挑战。X射线自由电子激光(XFEL)能够产生超短超强的激光脉冲,是基于电子直线加速器的先进光源。增强型自放大自发辐射是FEL中产生超短脉冲的主流方法,该方法通过增强电子束的局部峰值流强来产生阿秒量级的超快X射线
双色散零点波导中的定向超连续谱产生
近二十年来,超连续谱产生的研究引起了研究人员的广泛关注,特别是强导波性能波导的出现彻底改变了这一领域。微结构光纤(MSF)和基于非线性材料的波导(比如氮化硅波导),是两种典型的强导波性能波导。硅基光学波导不但可以与现有的COMS器件实现良好的片上兼容,还可以利用其高折射率差异性质来灵活设计波导的色散
铜线或能支持光纤网络实现超快宽带
英国剑桥大学的Ergin Dinc和合作者研究认为,目前的铜线设施或能支持超快宽带。研究结果提示另一套低成本的数据通信方案或许可行,尤其是在那些无法安装光纤宽带的地区。相关研究4月26日发表于《自然—通讯》。千兆全光纤宽带可实现稳定、高速连接,但需要将当前使用的铜线换成光纤。然而由于这一转换成本高昂
AvaSpecFast/128-超快型光纤光谱仪
AvaSpec-Fast系列光谱仪是AvaSpec-2048光谱仪的衍生产品,为了使光谱获取或积分时间最优化而设计的。得益于光谱仪的硬件板卡存储功能-Store to RAM,AvaSpec-Fast系列光谱仪最多可以实时存储5637幅光谱。AvaSpec-Fast系列光谱仪可以设置成连续模式,外触
铜线或能支持光纤网络实现超快宽带
英国剑桥大学的Ergin Dinc和合作者研究认为,目前的铜线设施或能支持超快宽带。研究结果提示另一套低成本的数据通信方案或许可行,尤其是在那些无法安装光纤宽带的地区。相关研究4月26日发表于《自然—通讯》。 千兆全光纤宽带可实现稳定、高速连接,但需要将当前使用的铜线换
研究制备出超薄光滑连续的金纳米薄膜
日前,吉林大学电子科学与工程学院先进光子学材料与器件研究团队在金纳米薄膜非线性光学性质的电调控,以及在宽调谐超快光纤激光器的应用方面取得新进展,相关成果发表于《自然·通讯》。金纳米材料,例如纳米薄膜、纳米粒子及超材料等,因其具有独特的表面等离激元共振特性,可以极大地增强材料的线性和非线性光学响应,使
研究制备出超薄光滑连续的金纳米薄膜
日前,吉林大学电子科学与工程学院先进光子学材料与器件研究团队在金纳米薄膜非线性光学性质的电调控,以及在宽调谐超快光纤激光器的应用方面取得新进展,相关成果发表于《自然·通讯》。 金纳米材料,例如纳米薄膜、纳米粒子及超材料等,因其具有独特的表面等离激元共振特性,可以极大地增强材料的线性和非线性光学
美国新技术可利用超快脉冲探测超材料结构
美国麻省理工学院科研人员研发了一种新的激光诱导共振声波谱(LIRAS)技术,利用超快脉冲探测超材料结构。 具体来说,这种技术通过两个激光器系统探测超材料,一个用于快速破坏结构,另一个用于测量其振动响应的方式,就像用木槌敲击钟并记录其混响一样。不同的是,激光不进行物理接触,它们在超材料的微小梁和
美国新技术可利用超快脉冲探测超材料结构
美国麻省理工学院科研人员研发了一种新的激光诱导共振声波谱(LIRAS)技术,利用超快脉冲探测超材料结构。 具体来说,这种技术通过两个激光器系统探测超材料,一个用于快速破坏结构,另一个用于测量其振动响应的方式,就像用木槌敲击钟并记录其混响一样。不同的是,激光不进行物理接触,它们在超材料的微小梁和
美国新技术可利用超快脉冲探测超材料结构
美国麻省理工学院科研人员研发了一种新的激光诱导共振声波谱(LIRAS)技术,利用超快脉冲探测超材料结构。 具体来说,这种技术通过两个激光器系统探测超材料,一个用于快速破坏结构,另一个用于测量其振动响应的方式,就像用木槌敲击钟并记录其混响一样。不同的是,激光不进行物理接触,它们在超材料的微小梁和
美国新技术可利用超快脉冲探测超材料结构
美国麻省理工学院科研人员研发了一种新的激光诱导共振声波谱(LIRAS)技术,利用超快脉冲探测超材料结构。 具体来说,这种技术通过两个激光器系统探测超材料,一个用于快速破坏结构,另一个用于测量其振动响应的方式,就像用木槌敲击钟并记录其混响一样。不同的是,激光不进行物理接触,它们在超材料的微小梁和
光子晶体光纤简介
简介光子晶体光纤简称PCF(Photonic Crystal Fiber),zui早于20世纪90年代中后期开发出来,并迅速进入商用。PCF可分为两大类:基于全内反射的折射率引导型光纤和基于光子带隙效应的光子带隙光纤。前者在结构上,光纤纤芯是固体结构,而光子带隙光纤的纤芯是低折射率材料,比如中空结构
单孔径多通道超分辨成像光学系统(一)
陈立武1, 赵葆常2, 易宏伟2, 杨建峰2, 唐茜3, 胡凯1, 丛海佳1, 王敏敏1, 魏红军1, 陈萌1, 周双喜1, 陈明1, 金钢1, 孙胜利1, 陈桂林1 摘要:提出了一种光学合成孔径成像系统,该系统将多个平面反射镜前置在主成像镜头之前,与主成像镜头共同组成光学系统的“主镜”,通过
AvaSpecFast/128-超快型光纤光谱仪参数
软件设置开始/终止像素多种工作模式切换可以配置成多通道