光折变效应

摘要： 利用高能量纳秒激光轰击Al靶材产生的X射线作为信号源,对光折变X射线半导体响应芯片的空间性能进行实验研究。结果表明,低温生长AlGaAs芯片具备在X射线入射能量120∶1的动态范围内进行高空间分辨的大画幅成像能力,最优空间分辨率≥35 lp/mm@MTF=0.1,成像画幅可达6.7 mm×6.7 mm。该研究对于光折变X射线超快成像系统的研制具有参考意义。

摘要： 铌酸锂(LiNbO_(3),LN)是一种多功能多用途的人工晶体,被称为“光学硅”。近期以铌酸锂薄膜(LNOI)为平台的集成光子学发展迅速,有将“光学硅”变为现实的趋势。高集成意味着高局域高光强密度,使铌酸锂晶体的光折变效应变得不容忽视。光折变效应是光致折射率变化的简称,是非线性光学的重要组成部分。本文回顾了铌酸锂晶体光折变效应的发现和机理、不同掺杂及掺杂组合对光折变效应的调控,重点介绍了铋镁双掺铌酸锂晶体的光折变性能及相关理论和实验结果,概述了铌酸锂光折变波导和孤子,及基于LNOI的集成光子学器件中的光折变效应,并对未来的研究趋势进行了展望。期待我国发挥铌酸锂光折变研究及LNOI产业化的优势,在光子学芯片的竞争中占据主导地位。

摘要： 沈德忠(1940.6-2014.04.05)出生于贵州贵阳。我国人工晶体专家。1964年毕业于四川大学物理系固体物理专业;1986-1987年于多伦多大学进修光波导;1993-1994年在美国圣芭芭拉大学合作研究光折变效应。1995年当选为中国工程院院士。先后生长出铌酸钾(KN)、磷酸氧钛钾(KTP)等十多种晶体;研究成功高光学质量的大单畴KN晶体,使该晶体的批量生产和实际应用成为可能。"铌酸钾晶体的研制"获1988年国家科学技术进步一等奖。熔剂法电光KTP晶体的研制成功,获2001年国家科学技术进步二等奖及美国杜邦科技创新奖。

摘要： 在连续谱激光(532 nm)照射下,观察到联苯衍生物有光折变现象.本文制备了(4-羟基苯基)-5-嘧啶醇、4′-羟基-4-联苯基腈、3-氨基-4-苯基苯酚和4,4′-Biphenol两类实验样品,将联苯衍生物分别溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,获得溶液浓度比为2wt％的4个溶液样品;将联苯衍生物溶于无水乙醇通过常温慢速挥发,制成了4个单晶体样品.在激光照射下,2-(4-羟基苯基)-5-嘧啶醇、4′-羟基-4-联苯基腈和3-氨基-4-苯基苯酚3个溶液样品中观察到周期性对称的明暗相间的空间条纹.无论如何增大激光功率密度,在4,4′-Biphenol溶液中,都没有观察到类似的空间条纹.在强光功率密度照射下,2-(4-羟基苯基)-5-嘧啶醇、4′-羟基-4-联苯基腈、3-氨基-4-苯基苯酚3个单晶体出现光斑畸变,同样在4,4′-双酚单晶中没有观察到光斑畸变.在激光照射下或无光照射时,测量到具有非对称基团的联苯衍生物样品的光电流与暗电流相差大约为10 nA.光斑畸变的伸长方向与激光的偏振态有关.在溶液和单晶样品中,光斑畸变的光功率密度的阈值分别是100 W/cm2和10 W/cm2.上述实验结果可认为对称的周期性明暗空间条纹是由光折变效应引起的,激光通过样品时,由于联苯衍生物的极性分子受光电场的作用,在光照区与非光照区产生空间电荷场,由该空间电荷场引起样品折射率变化,从而形成明暗相间的空间条纹.本文首次发现联苯衍生物是一种光折变材料.

摘要： In order to study propagation properties of Hermite-Gaussian beams in photorefractive saturable nonlinear media,finite difference method was used to solve the evolution equation of light wave numerically and analyze the propagation properties of Hermite-Gaussian beams theoretically.The results show that,under suitable nonlinear conditions,1-D Hermite-Gaussian beams of 1-order,2-order and 3-order can form the solitons in respiratory mode during the propagation in photorefractive nonlinear media.With the increase of nonlinearity,the separation tendency among light field components of Hermite-Gaussian beams would become weaker.At the same time,the amplitude fluctuation effect of each light field component would be more obvious.The changes of incident position and incident angle of Hermite-Ganssian beams have no influence on its propagation characteristics.The transmission characteristics of 2-D Hermite-Gaussian beams are similar to those of 1-D.These properties of Hermite-Gaussian beams have certain application prospects in the field of optical switching.%为了研究厄米-高斯光束在光折变饱和非线性介质中的传输特性,采用有限差分方法数值求解了光波演化方程,理论分析了厄米-高斯光束的传输特性.结果表明,1维1阶、2阶和3阶厄米-高斯光束在光折变非线性介质中传输时,在合适的非线性条件下,均可以形成呼吸模式的孤子;随着非线性的加大,厄米-高斯光束的光场分量之间的相互分离趋势将逐渐变弱,同时,每个光场分量的振幅起伏效应会更加明显;改变厄米-高斯光束的入射位置、入射角度对其传输特性没有影响;2维厄米-高斯光束的传输特性和1维情况是类似的.厄米-高斯光束的这些特性在光开关领域有一定的应用前景.

摘要： 用交替隐式差分法研究了高斯光束在二维正方格子和贝塞尔晶格中的传输特性。结果表明:高斯光束在二维正方格子中传输时可形成能量主要集中在中心区域的晶格孤子,也可通过参数调节形成其他空间分立形态的孤子;对贝塞尔晶格,当其横向尺度较小即入射高斯光束的能量主要集中在贝塞尔晶格的中心信道时,可在一定外加电场和光伏电场参数下形成类三环孤子。逐渐增加晶格的横向尺度,可形成单一的类环形孤子和类高斯孤子。光折变晶格孤子的多样性在全光孤子开关等方面具有潜在应用价值。

摘要： 提出了串联两个迈克尔逊干涉仪来实现多光束干涉的方法.利用该方法在掺铁铌酸锂光折变晶体中制作出了二维的椭圆型光子微结构.使用平面导波图、远场衍射图和布里渊区光谱成像3种手段对二维椭圆型光子微结构的结构特性进行了验证和分析.最后,总结二维椭圆型光子微结构的特性.%A method of cascaded two Michelson interferometers for multi-beam interference is proposed. Us-ing this method, two-dimensional elliptic photonic microstructures can be induced in iron-doped lithium nio-bate crystal. The structural characteristics of two-dimensional elliptic photonic microstructures were verified by plane wave guiding, far field diffraction pattern imaging, and Brillouin-zone spectroscopy. Finally, the characteristics of two-dimensional elliptical photonic microstructures are summarized.

摘要： We observe special scattering light by using a simple experimental device and record the dynamic behavior with a camera. A laser beam from an Nd:YAG laser, which is expanded by the spatial filter (SF) and collimated by the lens L1 (f1=300 mm), is focused into a line light through a pair of cylindrical lenses L2,L3 (f2=f3=200 mm) and irradiates the LiNbO3:Fe crystal. On condition that the directions of line beam (f ) and c-axis of the crystal are both parallel to the horizontal direction, we observe experimentally that the scattering light spreads gradually in the horizontal direction in the far field as irradiation time goes on. Then the scattering light reaches a steady state after 10 min. The scattering light beam is composed of vertical filaments. When the line beam is horizontal and the c-axis is vertical, the scattering light composed of horizontal filaments firstly appears in the vertical direction. About 30 min later, the scattering light appears and spreads along the horizontal direction to the far field as irradiation time goes on. At this time, the scattering light is also composed of vertical filaments. That is to say, we observe the scattering light whose direction is inconsistent with the c axis of the crystal. We also give the corresponding theoretical explanation to the phenomenon. We suppose that the line beam consists of many close-set thread-like sub-beams, which are vertical to the direction of the line beam. When the line beam irradiates the photorefractive crystal, the sub-beams record the gratings in the crystal according to photorefractive nonlinear effect. The gratings diffract the input beam. The scattering light and the incident beam interfere with each other, thereby recording the new grating. At the same time, the new gratings also diffract the incident beam. It goes full circle. So energy transfers from incident beam to the scattering light beam. The direction of the scattering light beam spreads along the direction of the line beam.%用柱面透镜把经针孔滤波器扩束的激光束沿某一个方向聚焦成细丝状(或长条状),细丝状光束垂直入射到LiNbO3:Fe晶体上,在远场位置观察散射光.我们发现光散射的方向与晶体的c轴方向不一致,不仅沿着晶体的c轴方向有散射光出现,沿光束的条形方向也出现很强的散射光.

摘要： To achieve the goal of training innovative talents, parts of our scientific research were transformed into investigative physics experiments, which were based on the classical modern physics experiment.The core teaching goal of focusing on the research subjects was built via our development of teaching reform.The practice and exploration of the investigative experiments were introduced, which was illustrated by the case of photorefractive effect and optical storage experiment.The teaching results indicated that student's independent research and technological innovation capability were developed, the teaching effect was satisfactory.%为实现培养创新人才的教学目标,在基本的近代物理实验基础上,将部分科研成果转化为研究型系列化实验教学内容,实现了近代物理实验以课题为教学核心的教学体系改革.以光折变效应和光存储实验为例,介绍了研究型系列化实验的实践过程.教学实践表明:研究型实验教学提高了学生的自主研究能力和科技创新能力,教学效果良好.

摘要： 太赫兹通信短距离无线通讯中具有广阔的应用前景,太赫兹调制器是太赫兹波通信系统中关键器件之一,目前光控或者电控太赫兹波调制器的研究倍受国内外的关注.利用太赫兹时域光谱仪测量了在不同的强度的波长为532nm的光场作用下,钛酸锶/钛酸铅(STO/PT)铁电薄膜的太赫兹时域电场强度.根据Fresnel公式,从而计算出铁电薄膜的介电常数,从而得到不同强度外场作用下,铁电薄膜的介电频谱.实验表明,由于铁电薄膜的光折变效应,STO/PT铁电薄膜的折射率随着外场光强的增大而增大,从而介电常数随之增大,介电可调度也随着增大,为铁电薄膜在太赫兹调制器方面的研究提供了参考作用.

摘要： 磷酸氧钛钾(KTiOPO4，KTP)晶体是一种性质非常优良的非线性晶体，广泛应用于激光倍频以及光参量转化过程。通过更好地控制晶体的生长以及使用专有的改性剂和热处理生长出来的KTP晶体具有电导率低、损伤阈值高以及抗灰迹性能显著等优点。我们给出了此类KTP晶体抗灰迹测试结果．并利用其作为倍频晶体，实现了高效率大功率绿光输出，最大输出功率为37.8W，8小时内功率不稳定度优于0.5％。最后分析了此类KTP制备成周期极化KTP晶体优势，其大的有效非线性系数、高抗损伤阈值、优良的抗灰迹性能以及光折变效应小的特点将使其成为一种非常有应用前景的非线性频率变换材料。

摘要： 研究了还原态LiNbO3：Fe：In晶体在近红外波段的光折变特性。通过二波耦合实验测试了材料的衍射效率、响应时间和灵敏度。通过三维图像存储研究了LiNbO3：Fe：In晶体在近红外波段存储图像的再现质量。实验结果表明还原态LiNbO3：Fe：In晶体在近红外波段具有较强的光折变效应，光栅衍射效率高达45.9%；光折变灵敏度为3.3×10-4cm/J。LiNbO3：Fe：In晶体对近红外波段不敏感，光致散射效应较弱，三维存储中再现图像具有较高的质量。

摘要： 光纤陀螺是一种新型的惯性器件.光纤陀螺的理论灵敏度是最高的.但目前光纤陀螺的实际灵敏度还远没有达到理论灵敏度的水平,其主要原因是:光纤中存在瑞利散射、双折射现象以及其它的非线性效应,如Kerr效庆等引起光束非互易的相移.本文提出利用一种新型的非线性光学材料——光折变晶体的光折变效应来补偿上述非互易相差的设想:利用光折变晶体的热透镜效应来减弱或消除瑞利散射的影响;利用光折变晶体的二向相差效应来消除或修正双折射现象和克尔效应的影响,从而达到提高光纤陀螺的灵敏度的目的.

摘要： 报道了一种含有分散红(DR1)、聚乙烯咔唑(PVK)加聚丙烯酸丁脂(PBA)、三硝基芴酮(TNF)等成份所制备的有机光折变聚合材料.用改进的二波耦合(2BC)实验检测它们在外加低电场下的光折变效应样品中形成折射率光栅的动力学过程.实验表明,在低功率激光和低外加电场下,此聚合物体系已经获得较高的2BC增益系统(137cm,外加电场E=28V/μm).

摘要： 用真空热压、真空"饱和蒸汽溶入"法相结合的方法成功地制备了均匀性及透光性良好的光折变高分子薄膜.由于在真空环境中制备并不使用有机溶剂,所以样品中晃存在残留溶剂和微气泡,大大改善了均匀性和耐电压特性.在双光束耦合测试中观察到了明显的光折变效应,且具有很强的电场响应特性,可得到较高的衍射效率.本方法在光学有机薄膜的制备方面有广泛的应用前景.

摘要： 提出了一种基于光折变晶体LiNbO3的波分解复用技术实验研究方法，研究了影响光栅衍射效率的重要因素。实验发现，o光写入e光读出是获得理想衍射效率的最佳选择;写入光强比接近1：1时可抑制布拉格漂移现象。实验中通过在同一位置由红光和绿光先后写入光栅(两光栅夹角为0.18时不会发生串扰)，并用耦合光读出，成功地进行了解复用实验。

摘要： 提出了一种基于光折变晶体LiNbO3的波分解复用技术实验研究方法，研究了影响光栅衍射效率的重要因素。实验发现，o光写入e光读出是获得理想衍射效率的最佳选择;写入光强比接近1：1时可抑制布拉格漂移现象。实验中通过在同一位置由红光和绿光先后写入光栅(两光栅夹角为0.18时不会发生串扰)，并用耦合光读出，成功地进行了解复用实验。

摘要： 提出了一种基于光折变晶体LiNbO3的波分解复用技术实验研究方法，研究了影响光栅衍射效率的重要因素。实验发现，o光写入e光读出是获得理想衍射效率的最佳选择;写入光强比接近1：1时可抑制布拉格漂移现象。实验中通过在同一位置由红光和绿光先后写入光栅(两光栅夹角为0.18时不会发生串扰)，并用耦合光读出，成功地进行了解复用实验。

摘要： 提出了一种基于光折变晶体LiNbO3的波分解复用技术实验研究方法，研究了影响光栅衍射效率的重要因素。实验发现，o光写入e光读出是获得理想衍射效率的最佳选择;写入光强比接近1：1时可抑制布拉格漂移现象。实验中通过在同一位置由红光和绿光先后写入光栅(两光栅夹角为0.18时不会发生串扰)，并用耦合光读出，成功地进行了解复用实验。

摘要： 提供由下述通式(1)所示化合物形成的非线性光学色素。上述通式(1)中，X

摘要： 定量测试光折变材料的光致光散射曝光能量密度阈值的方法，涉及光折变材料的参数测试领域，解决了尚无可行方案对光折变材料的光致光散射曝光能量密度阈值进行定量测试的问题。该方法的过程为：偏振入射光经衰减后垂直入射至光折变晶体表面，入射光偏振方向平行于光折变晶体c轴，利用功率计接收透射光；保持入射光光功率密度不变，每隔固定时间记录功率计接收的光功率，然后获得透射光光功率密度随时间的变化曲线，进而获得散射光光功率密度随时间的变化曲线及散射比的平方根随时间的变化曲线；利用

摘要： 光折变复合物及使用其的空间光调制器和全息图像显示器，所述光折变复合物包括表示为以下化学式1A‑1C的至少一种碳硼烷化合物，其中所述光折变复合物呈现出光电导性和光学非线性。化学式1A  化学式1B  化学式1C

摘要： 提供由下述通式(1)所示化合物形成的非线性光学色素。上述通式(1)中，X

摘要： 定量测试光折变材料的光致光散射曝光能量密度阈值的方法，涉及光折变材料的参数测试领域，解决了尚无可行方案对光折变材料的光致光散射曝光能量密度阈值进行定量测试的问题。该方法的过程为：偏振入射光经衰减后垂直入射至光折变晶体表面，入射光偏振方向平行于光折变晶体c轴，利用功率计接收透射光；保持入射光光功率密度不变，每隔固定时间记录功率计接收的光功率，然后获得透射光光功率密度随时间的变化曲线，进而获得散射光光功率密度随时间的变化曲线及散射比的平方根随时间的变化曲线；利用

摘要： 一种基于光伏光折变扩散管理孪晶的二次谐波产生方法及装置，该光伏光折变扩散管理孪晶由两块相同材料的光伏光折变晶体沿一个公共晶面镜面对称耦合而成，该方法和装置能够克服存在于单块光伏光折变晶体中的载流子扩散效应所引起的空间孤子光束大角度自偏转以及由孤子光束大角度自偏转所导致的基频光与二次谐波之间的相位失配，还可以保护二次谐波产生过程免受外界环境干扰并防止已产生的二次谐波泄漏到空气中，从而充分地提高二次谐波产生的转换效率。

摘要： 一种基于光伏光折变扩散管理孪晶的二次谐波产生装置，该光伏光折变扩散管理孪晶由两块相同材料的光伏光折变晶体沿一个公共晶面镜面对称耦合而成，该装置能够克服存在于单块光伏光折变晶体中的载流子扩散效应所引起的空间孤子光束大角度自偏转以及由孤子光束大角度自偏转所导致的基频光与二次谐波之间的相位失配，还可以保护二次谐波产生过程免受外界环境干扰并防止已产生的二次谐波泄漏到空气中，从而充分地提高二次谐波产生的转换效率。

摘要： 本发明涉及一种在光折变效应应用中建立预置光栅的方法。首先，在不同的应用系统中设置预置激光器，并通过调整预置激光器产生的预置光，在光折变晶体内建立起预置光栅；在需要工作时，关闭预置激光器，同时将信号光引入所应用的系统中；光折变晶体在入射信号光的作用下，基于在光折变晶体中保留的预置光栅，通过光折变效应，在极短的时间内，分别实现自泵浦相位共轭、互泵浦相位共轭、光折变自适应光外差探测的不同应用。大大缩短了响应时间，可解决因光折变效应响应时间长应用不便的问题。可用于相位共轭激光器、自适应光学、光通信、激光陀螺的光折变自泵浦相位共轭与互泵浦相位共轭，及激光通讯、雷达、外差光谱学等光折变自适应光外差探测领域。

摘要： 本发明涉及一种在光折变效应应用中的预置光栅方法。首先，在不同的应用系统中设置预置激光器，并通过调整预置激光器产生的预置光，在光折变晶体内建立起预置光栅；在需要工作时，关闭预置激光器，同时将信号光引入所应用的系统中；光折变晶体在入射信号光的作用下，基于在光折变晶体中保留的预置光栅，通过光折变效应，在极短的时间内，分别实现自泵浦相位共轭、互泵浦相位共轭、光折变自适应光外差探测的不同应用。大大缩短了响应时间，可解决因光折变效应响应时间长应用不便的问题。可用于相位共轭激光器、自适应光学、光通信、激光陀螺的光折变自泵浦相位共轭与互泵浦相位共轭，及激光通讯、雷达、外差光谱学等光折变自适应光外差探测领域。

摘要： 本实用新型涉及基于光折变效应的光束波前相位控制装置。现有技术系统结构复杂、机械定位要求高、相位控制灵活性差。本实用新型中将光折变效应应用到光束波前相位控制装置，通过光谱分光镜将写入光束和被调节光束共光路上射向光折变材料相位板，利用写入光束改变光折变材料相位板的光学折射率参数，被调节光束经过光折变材料相位板，其波前相位分布发生相应变化，实现基于光折变效应的光束波前相位控制。本实用新型具有无机械移动部件、系统简单、系统稳定性好、相位控制灵活性好、易于集成，适用范围广泛等特点。