导读:本文包含了飞秒非线性论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光纤,光学,激光,光子,光谱,脉冲,克尔。
飞秒非线性论文文献综述
徐翰翔[1]（2019）在《带有四波混频效应的耦合飞秒脉冲系统中非线性局域波激发》一文中研究指出四波混频是非线性光学领域中一种十分重要的非线性效应,其诱导了光束之间的能量交换,人们对四波混频在超短脉冲系统中所造成的影响已经有了一些初步的研究。然而当超短脉冲的宽度被进一步压缩达到飞秒量级时,四波混频效应对这种飞秒脉冲系统中的非线性局域波会产生怎样一种影响尚未被人研究。因此我们对带有四波混频效应的耦合飞秒脉冲系统中光脉冲的传播进行了理论研究,期待在这一系统中发现更为丰富的非线性局域波结构以及寻找在四波混频的作用下特殊的光脉冲动力学演化过程。在本篇论文中,首先我们考虑到四波混频对飞秒脉冲传播的影响,给出了一个能够描述该情况下光脉冲传播的带有四波混频项的扩展耦合Hirota方程。然后利用达布变换等方法,得到了该耦合方程的解析解,通过对解进行分析我们发现该系统中包含有丰富的非线性局域波。由此我们运用这个解研究了平面波背景上W形孤子、反暗孤子等多种孤子之间或多种孤子链之间的结构转换,同时也研究了周期波背景上的振荡状孤子、类呼吸子和呼吸子复杂体结构。我们发现周期波背景上复杂的非线性局域波结构与平面波背景上基本的非线性局域波结构息息相关,并给出了它们之间的对应关系。在此基础上我们还对类呼吸子的扰动能量进行了计算,以此为例揭示了这些非线性局域波结构形成和出现的动力学演化是由四波混频效应引起的两组分间能量交换所导致的。这些结果将丰富我们对于四波混频影响下飞秒脉冲系统中非线性局域波的理解,并为实验上实现和观测带有四波混频的耦合飞秒脉冲系统中的非线性局域波提供了理论参考。(本文来源于《西北大学》期刊2019-06-01）
林春里[2]（2019）在《飞秒非线性光吸收装置的搭建与应用》一文中研究指出光吸收是光与物质相互作用的基本方式之一。线性吸收通常发生在自然光和弱光作用下,介质的光吸收系数表现为常数。在作用光强度超过一定值的情况下,介质的吸收系数将不再是常数,而表现为随光强变化的非线性吸收。因此,获得和提高材料的非线性吸收特性及响应特性成为非线性光学材料及器件研究领域的重要课题,而获取材料非线性光吸收及动力学参数是材料性能表征和机制分析的重要前提。目前,测量材料非线性吸收特性的方法主要有Z-扫描和时间分辨吸收光谱技术。考虑到商品化的时间分辨光谱测试设备较为昂贵,并结合本学科研究方向的特点,本论文以飞秒激光放大器和参量放大器(TOPAS)为光源,自行搭建了飞秒Z-扫描装置和飞秒超快光谱装置,包括两套装置搭建的基本思路、光路布局、各光机元件和光电测试器件的时域协同、参数优化及性能测试、以及两套装置在非线性光吸收测试中的应用举例等。本论文工作的具体内容包括如下几个方面:1、首先,对Z-扫描技术进行了介绍。并结合科研需求对飞秒Z扫描装置进行了搭建与调试。飞秒Z扫描装置的搭建主要包含光路设计和控制软件设计两部分。(1)光路设计:飞秒Z-扫描装置的光路主要由400 mm透镜、电控平移台、光阑和光电探测器组成。光束由透镜会聚于样品上,电控平移台控制样品在焦点附近处移动。通过光电探测器实时检测经过样品后光束能量的变化而获得样品的非线性特性曲线。(2)控制程序对数据的采集与处理:该控制软件对于数据采集和处理的实现方式及创新如下。(1)我们利用叁个脉冲的平均值作为光束的能量值当平移台每前进一步。这是很好降低系统噪音,提高信噪比的方法。(2)多次单程扫描(+Z方向)取平均,波形图实时显示多次单程扫描后的平均能量值随样品位置的变化。这不仅能很好的降低系统的噪音,还使相关科研人员时刻关注着能量平均值随样品位置的变化情况。(3)通常情况下单程Z-扫描耗时4分钟左右,检测完成后数据自动保存。这节省了科研人员的测试时间,提高了相关科研效率。最后我们使用标准样CS_2对该装置进行了功能测试和验证:该系统装置简单,自动化程度高,能够很好的完成对物质非线性光吸收和折射的检测。2、其次,结合超快光谱原理与科研的需求,对超快光谱装置进行了搭建与调试。超快光谱装置的搭建主要包含光路设计和控制程序设计两部分。(1)光路部分由泵浦光路和探测光路组成。(1)泵浦光路:由光源发出的单色光经过光学延迟线后,被会聚到样品上用来激发样品。(2)探测光路:当800 nm的基频光衰减到1μJ左右时,被聚焦到2 mm厚的蓝宝石(sapphire)片上以产生宽谱的超连续白光。探测光通过透镜作用到样品上并由探测光纤收集并引入光谱仪。(2)控制程序设计对数据的采集与处理上。该控制软件对于数据采集和处理的实现方式及创新点如下:(1)我们在泵浦光光路上利用1/2分频斩波器使其与激光脉冲同步,并将其频率由1 KHz降低为500 Hz。(2)通过光纤将信号光收集并进入光谱仪中。光谱仪的外触发端口与斩波器的500 Hz输出信号同步,光谱仪读取信号光的曝光时间为1 ms。(3)超快光谱检测过程中,平移台每前进一步有1s的停顿时间。分别读取有无泵浦光存在时探测光的强度,并利用读取连续100个吸光度差值求平均来完成对样品的检测。最后我们对飞秒超快光谱装置进行了功能测试和验证:该装置基本满足了设计任务提出的前期指标,实现了预期的基本功能,能够完成对部分样品超快动力学过程的检测。本论文自行搭建了飞秒Z-扫描装置和飞秒超快光谱装置,包括两套装置的光路设计和控制程序设计。Z-扫描装置和超快光谱装置的搭建为我们对物质非线性光吸收特性的研究提供了良好的实验平台。我们通过Z-扫描装置检测物质非线性吸收系数的变化,通过超快光谱检测装置进一步检测物质非线性光吸收特性的光化学和光物理机制。(本文来源于《河南大学》期刊2019-06-01）
周毅[3]（2019）在《GHz重频飞秒光纤激光产生、放大与非线性效应研究》一文中研究指出高重频超短脉冲光纤激光已广泛应用于光频梳、光通信、非线性光学生物成像等方面,例如:高重频超快激光可提高信号速率和成像速度,降低荧光蛋白的光漂白和光损伤,显着提高生物成像质量。尽管通过谐波锁模和腔外重频加倍技术能够产生极高重频(>100 GHz)激光,但与基模锁模实现高重频激光相比,具有强度和相位噪声高的缺点。主动锁模虽然也能获得较高重频,但是需要高频信号发生器或其它谐振腔外附加设备;另外主动锁模技术的脉冲整形能力有限,输出脉宽一般为ps量级。因此,本课题基于自主拉制的增益系数高达5.2 dB/cm的铒镱共掺磷酸盐光纤开展基频重复率大于GHz飞秒光纤激光的产生、放大以及非线性效应研究工作:(1)建立了1.5μm GHz重频飞秒光纤激光器的理论模型,实现了基频重复率从1 GHz到5 GHz的1.5μm飞秒光纤激光输出。提出了一种调谐激光器波长和重复频率的新方法,实现了激光峰值波长和重复频率在一定范围内同步调谐。并且通过谐振腔内复合滤波效应在3.2 GHz重频光纤激光器中发现了单孤子到脉冲束的转换状态。(2)开展了1.5μm GHz重频飞秒光纤激光的放大和脉冲压缩研究,实现了重复频率3.2 GHz、平均功率6.5 W、脉宽104 fs的超短脉冲激光输出,揭示了放大过程中光谱尖峰产生及脉冲压缩的机理,在此基础上,最终获得了重复频率3.2 GHz、平均功率2.5 W、脉冲宽度30 fs的激光输出;将此激光作为泵源抽运高非线性光纤,实现了一个倍频程从1000至2400 nm的超连续谱输出,同时实现了中心波长1.25μm、脉冲宽度92 fs、平均功率0.74 W的切伦科夫辐射(CR)飞秒脉冲输出。(3)利用3.2 GHz重频、6.1W的1.5μm飞秒激光泵浦周期极化铌酸锂(PPLN)晶体实现了中心波长800 nm、平均功率570 mW、脉冲宽度174 fs的二次谐波输出,倍频转化效率为16.5%,光斑轮廓呈现良好的基模分布,数值模拟结果与实验相一致。同时也观察到中心波长536.2 nm叁次谐波输出和中心波长397.6 nm的四次谐波输出。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-12）
邵高杰,陈伟民,苏超乾,邵斌,雷小华[4]（2018）在《飞秒加工珐珀传感器高温传感非线性理论与实验分析》一文中研究指出利用飞秒激光可以直接在光纤上加工形成本征型光纤法布里-珀罗干涉(IFPI)传感器,此类传感器可以用于高温传感。当温度升高时,光纤的材料特性将发生非线性变化,进而引起传感器的非线性响应,并最终到传感精度的下降。针对此问题,从理论上对IFPI温度传感器的非线性响应进行了深入分析,通过探究温度对光纤热光特性和热膨胀特性的影响,推导出了一阶、二阶、叁阶及有效温度灵敏度系数模型。同时,采用飞秒激光制作了腔长为200μm的IFPI温度传感器,并进行了温度实验验证,实验结果表明:在低温区(100℃～200℃)及小范围温度变化区,传感器光程差与温度变化线性关系比较好,温度灵敏度达到3.76 nm/℃;在高温及大范围温度变化区(100℃～420℃),光程差与温度变化呈与理论分析一致的非线性关系。为此,采用此类传感器进行高精度温度测量时,需要根据测量范围进行相应的非线性修正。(本文来源于《激光杂志》期刊2018年12期）
林贤,金钻明,李炬赓,郭飞云,庄乃锋[5]（2018）在《非线性克尔效应对飞秒激光偏振的超快调制》一文中研究指出研究了近红外飞秒激光的偏振在太赫兹频率的超快调制.利用抽运-探测光谱技术,通过改变两个脉冲之间的延迟时间可以控制光脉冲的旋转角.在Li:NaTb (WO_4)_2磁光晶体中观察到探测光的偏振随延迟时间变化的高速振荡,振荡信号的中心频率为0.19 THz.这种超快偏振调制现象可以解释为,抽运-探测实验构置中,前向传播的抽运光诱导的光学克尔非线性引起被晶体远端表面所反射的背向传播的探测光脉冲偏振面的额外旋转.通过改变抽运光的圆偏振旋性可以控制探测光调制信号的相位和振幅.实验结果表明,非线性光学克尔效应可以作为一种全新的手段,在磁光晶体中实现近红外飞秒激光以太赫兹频率的超快偏振调控.这将在超快磁光调制器等全光器件中得以应用.实验结果将有助于偏振依赖的超快动力学过程的研究.(本文来源于《物理学报》期刊2018年23期）
侯尚林,雷景丽,吴七灵,王道斌,李晓晓[6]（2019）在《高非线性光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩(特邀)》一文中研究指出采用全矢量有限元法和分步傅里叶法模拟计算了高非线性光子晶体光纤在近红外光谱区(特别是在850 nm)的飞秒脉冲孤子效应压缩,提出了一种新的反常群速度色散(β_2=-50.698 ps~2/km)、小高阶色散和高非线性(γ=268.419 1 W-1/km)二氧化硅芯光子晶体光纤结构,建立了包含高阶色散和拉曼散射的非线性薛定谔方程,研究了高斯脉冲在此光纤中传输时,光纤长度和孤子阶数对脉冲压缩的影响,分析了光纤中2～5阶色散,研究表明:孤子阶数为8时,品质因子和压缩因子均达到最大,初始脉冲的峰值功率P0=3 357.8 W,压缩效果最好;优化光纤几何和光学参数,可以得到了高品质因数、小底座的超短光脉冲。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年01期）
吕志国,杨直,李峰,李强龙,王屹山[7]（2018）在《基于光纤中超短脉冲非线性传输机理与特定光谱选择技术的多波长飞秒激光的产生》一文中研究指出高集成、高可靠性宽调谐飞秒激光源在超快光谱学、量子光学及生物成像等研究与应用领域具有重要价值.如在生物多光子显微成像中,具有适中能量的宽调谐飞秒激光源不仅可满足多种生物组织荧光激发所需的峰值功率与激发波长,而且也可以显着提升非线性荧光产生效率、成像分辨率以及增大成像穿透深度.采用自主研发的高可靠性全保偏光纤飞秒激光器作为抽运源,基于低色散光纤中高峰值功率飞秒激光脉冲非线性传输引起的光谱加宽机制,本文开展了多波长全光纤飞秒激光产生技术研究.通过采用中心波长在980, 1000,1050, 1070与1100 nm的带通滤波片选择性地对单模光纤输出光谱中最左边与最右边光谱旁瓣进行滤波,在上述中心波长处分别可获得203, 195, 196, 187与194 fs的激光输出.本文提出的基于全光纤飞秒激光脉冲在单模光纤中非线性传输引起的光谱加宽机制与特定光谱选择技术的实验方案为高集成、高可靠性宽调谐飞秒激光源的实现提供了新的研究途径.(本文来源于《物理学报》期刊2018年18期）
孙晓东,刘晋佩,刘培林,白晋军,刘宏伟[8]（2018）在《飞秒激光经过轴锥镜的非线性传输特性》一文中研究指出实验和理论研究飞秒激光经过轴锥镜在空气中非线性传播特性,结果表明利用轴锥镜可以抑制多丝现象的产生,并且可以得到长度延长的光丝,达到了控制多丝的目的,同时还发现了脉冲压缩的现象。此方法可以更好地实现在微波通道、引雷技术、与高次谐波产生等方面的应用。(本文来源于《激光杂志》期刊2018年01期）
侯学顺,王迎威,王道伟,肖思,何军[9]（2017）在《GaN晶体在飞秒紫外波段激发下的可变非线性吸收效应和光动力学过程研究》一文中研究指出采用Z扫描和泵浦-探测技术研究了GaN薄膜在370nm时的非线性光学效应和非线性光动力学过程。首先,基于GaN薄膜的透射光谱,结合线性光学理论分析得到了其在370nm的线性折射率n_0、线性吸收系数α_0、光学带隙E_g等线性光学性质。采用飞秒激光Z扫描技术,得到了不同光强激发下的Z扫描实验响应结果,结合非线性光学理论提取出GaN薄膜可变的光学非线性吸收效应。在激发光子能量接近GaN带隙情况下,低光强时材料表现为饱和吸收而高光强时为反饱和吸收,这是因为低光强下单光子吸收占主导而高光强下以单光子感应自由载流子吸收为主。闭孔Z扫描测量得到了GaN薄膜的叁阶非线性折射系数为n_2=-(1.0±0.1)×10~(-3) cm~2·GW-1,它几乎比传统非线性介质的高出一个数量级。为了探究上述非线性过程的动力学弛豫时间以及进一步探究GaN薄膜非线性光动力学过程的深层物理机制,采用了交叉偏振飞秒退相泵浦探测技术观察GaN薄膜的光激发载流子动力学弛豫过程。实验结果表明,在低光强下,饱和吸收效应来源于瞬态单光子吸收,高光强下单光子感应自由载流子吸收为非瞬态光动力学过程,其自由载流子弛豫时间约为17ps。该工作将为GaN薄膜在紫外非线性纳米器件应用以及GaN薄膜非线性过程的机制分析理解提供新的思路。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2017年12期）
赵君,胡明列,范锦涛,刘博文,宋有建[10]（2018）在《光纤飞秒激光抽运的非线性光学频率变换研究进展》一文中研究指出最近十几年来,随着飞秒激光技术及非线性晶体制备技术的逐渐成熟,非线性光学频率变换技术得到了飞速发展。非线性光学频率变换技术的研究旨在突破激光增益介质发射谱线的限制,使激光器输出波长拓展至传统激光器所无法直接输出的波段范围,以满足更加广泛的科研及应用需求。到目前为止,非线性频率变换技术是获得多波长和可调谐飞秒激光的最简捷有效的途径。近些年来,本研究室在研究光纤飞秒激光器的基础上,开展了基于掺Yb3+光子晶体光纤飞秒激光系统抽运不同介质的非线性频率变换研究,主要包括:基于块状晶体的光学参量振荡(OPO)技术、基于砷化镓(GaAs)纳米线的频率上转换、基于高非线性光子晶体光纤的超连续谱及叁次谐波的产生。简要介绍国内外相关研究成果,重点综述了本研究室近五年来在上述研究领域的科研成果,分别介绍了OPO技术、砷化镓(GaAs)纳米线的频率上转换和基于高非线性光子晶体光纤的超连续谱及叁次谐波的产生技术的基本原理、研究进展以及前沿应用。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年04期）
飞秒非线性论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
光吸收是光与物质相互作用的基本方式之一。线性吸收通常发生在自然光和弱光作用下,介质的光吸收系数表现为常数。在作用光强度超过一定值的情况下,介质的吸收系数将不再是常数,而表现为随光强变化的非线性吸收。因此,获得和提高材料的非线性吸收特性及响应特性成为非线性光学材料及器件研究领域的重要课题,而获取材料非线性光吸收及动力学参数是材料性能表征和机制分析的重要前提。目前,测量材料非线性吸收特性的方法主要有Z-扫描和时间分辨吸收光谱技术。考虑到商品化的时间分辨光谱测试设备较为昂贵,并结合本学科研究方向的特点,本论文以飞秒激光放大器和参量放大器(TOPAS)为光源,自行搭建了飞秒Z-扫描装置和飞秒超快光谱装置,包括两套装置搭建的基本思路、光路布局、各光机元件和光电测试器件的时域协同、参数优化及性能测试、以及两套装置在非线性光吸收测试中的应用举例等。本论文工作的具体内容包括如下几个方面:1、首先,对Z-扫描技术进行了介绍。并结合科研需求对飞秒Z扫描装置进行了搭建与调试。飞秒Z扫描装置的搭建主要包含光路设计和控制软件设计两部分。(1)光路设计:飞秒Z-扫描装置的光路主要由400 mm透镜、电控平移台、光阑和光电探测器组成。光束由透镜会聚于样品上,电控平移台控制样品在焦点附近处移动。通过光电探测器实时检测经过样品后光束能量的变化而获得样品的非线性特性曲线。(2)控制程序对数据的采集与处理:该控制软件对于数据采集和处理的实现方式及创新如下。(1)我们利用叁个脉冲的平均值作为光束的能量值当平移台每前进一步。这是很好降低系统噪音,提高信噪比的方法。(2)多次单程扫描(+Z方向)取平均,波形图实时显示多次单程扫描后的平均能量值随样品位置的变化。这不仅能很好的降低系统的噪音,还使相关科研人员时刻关注着能量平均值随样品位置的变化情况。(3)通常情况下单程Z-扫描耗时4分钟左右,检测完成后数据自动保存。这节省了科研人员的测试时间,提高了相关科研效率。最后我们使用标准样CS_2对该装置进行了功能测试和验证:该系统装置简单,自动化程度高,能够很好的完成对物质非线性光吸收和折射的检测。2、其次,结合超快光谱原理与科研的需求,对超快光谱装置进行了搭建与调试。超快光谱装置的搭建主要包含光路设计和控制程序设计两部分。(1)光路部分由泵浦光路和探测光路组成。(1)泵浦光路:由光源发出的单色光经过光学延迟线后,被会聚到样品上用来激发样品。(2)探测光路:当800 nm的基频光衰减到1μJ左右时,被聚焦到2 mm厚的蓝宝石(sapphire)片上以产生宽谱的超连续白光。探测光通过透镜作用到样品上并由探测光纤收集并引入光谱仪。(2)控制程序设计对数据的采集与处理上。该控制软件对于数据采集和处理的实现方式及创新点如下:(1)我们在泵浦光光路上利用1/2分频斩波器使其与激光脉冲同步,并将其频率由1 KHz降低为500 Hz。(2)通过光纤将信号光收集并进入光谱仪中。光谱仪的外触发端口与斩波器的500 Hz输出信号同步,光谱仪读取信号光的曝光时间为1 ms。(3)超快光谱检测过程中,平移台每前进一步有1s的停顿时间。分别读取有无泵浦光存在时探测光的强度,并利用读取连续100个吸光度差值求平均来完成对样品的检测。最后我们对飞秒超快光谱装置进行了功能测试和验证:该装置基本满足了设计任务提出的前期指标,实现了预期的基本功能,能够完成对部分样品超快动力学过程的检测。本论文自行搭建了飞秒Z-扫描装置和飞秒超快光谱装置,包括两套装置的光路设计和控制程序设计。Z-扫描装置和超快光谱装置的搭建为我们对物质非线性光吸收特性的研究提供了良好的实验平台。我们通过Z-扫描装置检测物质非线性吸收系数的变化,通过超快光谱检测装置进一步检测物质非线性光吸收特性的光化学和光物理机制。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
飞秒非线性论文参考文献
[1].徐翰翔.带有四波混频效应的耦合飞秒脉冲系统中非线性局域波激发[D].西北大学.2019
[2].林春里.飞秒非线性光吸收装置的搭建与应用[D].河南大学.2019
[3].周毅.GHz重频飞秒光纤激光产生、放大与非线性效应研究[D].华南理工大学.2019
[4].邵高杰,陈伟民,苏超乾,邵斌,雷小华.飞秒加工珐珀传感器高温传感非线性理论与实验分析[J].激光杂志.2018
[5].林贤,金钻明,李炬赓,郭飞云,庄乃锋.非线性克尔效应对飞秒激光偏振的超快调制[J].物理学报.2018
[6].侯尚林,雷景丽,吴七灵,王道斌,李晓晓.高非线性光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩(特邀)[J].红外与激光工程.2019
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[8].孙晓东,刘晋佩,刘培林,白晋军,刘宏伟.飞秒激光经过轴锥镜的非线性传输特性[J].激光杂志.2018
[9].侯学顺,王迎威,王道伟,肖思,何军.GaN晶体在飞秒紫外波段激发下的可变非线性吸收效应和光动力学过程研究[J].光谱学与光谱分析.2017
[10].赵君,胡明列,范锦涛,刘博文,宋有建.光纤飞秒激光抽运的非线性光学频率变换研究进展[J].激光与光电子学进展.2018
论文知识图
