基于光学超晶格电光效应的多功能光学信息调控

摘要

光作为一种基本粒子，具有能量，动量以及角动量，同时作为一种电磁波，又具有振幅，位相，频率以及群速度。本文基于畴反转铌酸锂晶体的电光效应对偏振光的振幅，偏振和位相等参量进行调控。所采用的理论为偏振耦合模理论。
　　关于利用光学超晶格中的电光效应对振幅调控的研究中，提出了两种光电器件，分别是Solc型平顶滤波器和平顶式电光开关；通过施加稍高的电场，可将窄带型的滤波波谱优化为平顶式的波谱，与以往的尖峰式Solc型滤波器相比，提升了器件的稳定性。
　　关于利用光学超晶格中的电光效应对偏振调控的研究中，提出了位相匹配及失配条件下的偏振演化和自旋角动量演化，并基于此提出了线偏振控制器和自旋角动量控制器；与以往的偏振控制技术和自旋角动量控制技术相比，该方法所需的驱动电场更低，达到的精度也更高。
　　关于利用光学超晶格中的电光效应对位相调控的研究中，类比SHG级联效应，首次提出了偏振耦合级联效应。该效应可以诱导非线性相移并产生有效的电光克尔系数；该有效电光克尔系数比铌酸锂晶体的电光克尔系数大几个数量级且可以被电场和位相失配量进行调节；该偏振级联效应具有类交叉位相调制特征，即耦合波的相位不依赖于光强的绝对值而依赖于二者光强之比，该特征有望实现弱光全光调控；此外，O光和E光在耦合过程中具有强烈的群速度色散，提出了一种调控光波群速度的新方法。