导读:本文包含了准相位匹配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:相位,激光器,晶体,晶格,光学,光子,钛酸钡。
准相位匹配论文文献综述
林洪沂,吴铭钰,孙栋,唐杰,阮剑剑[1]（2019）在《准相位匹配PPMgLN腔内倍频绿激光器研究进展》一文中研究指出结构紧凑、效率高、性能稳定的绿激光器在光存储、激光打印、舞台表演、医疗、水下通信等领域,尤其是激光显示领域具有广泛应用。由于缺乏相应输出波长的高效半导体绿激光器,基于倍频技术的全固态激光器仍然是产生绿色激光最有效的方法。近年来,随着周期性极化技术的成熟,准相位匹配PPMgLN倍频绿激光器发展迅猛。本文综述了PPMgLN腔内倍频绿激光器的结构、性能优势及发展现状。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年19期）
张建东[2]（2018）在《非周期极化晶体宽带准相位匹配特性的研究》一文中研究指出二阶非线性光学频率转换在光谱学、超短脉冲倍频、信号处理以及光通信等领域都有着重要的应用。要实现宽带频率转换,相位匹配和群速度匹配是必不可少的条件。其中,准相位匹配(QPM)技术可简单有效地实现相位匹配;同时,本文以5mol%掺氧化镁铌酸锂(5mol%MgO:LN)材料为例,分析了其色散特性,阐述了实现群速度匹配的方法,从而在不同作用方式下实现了高效宽带频率转换。对于倍频(SHG)过程,当温度为20℃、晶体长度为10 mm时,在Type-I(o+o→e)型和Type-0(e+e→e)型QPM作用下,利用5mol%掺氧化镁周期极化铌酸锂(5mol%MgO:PPLN)晶体,在1.560μm和2.701μm处可分别实现53.9 nm和166.4 nm的倍频接受带宽;类似的,在Type-0型QPM作用下,当信号光为1.550μm或泵浦光为1.064μm时,在3.403μm处实现的差频接受带宽为分别为282.3 nm和35.4 nm。同时,本文还讨论了温度对宽带频率转换的调谐作用。为了进一步拓展频率转换的接受带宽,我们提出了一种利用遗传算法,并通过改变基波的数量和位置来设计非周期极化晶体结构的方法,并对所设计的5mol%掺氧化镁非周期极化铌酸锂(5mol%MgO:APPLN)晶体的宽带频率转换特性开展研究。文中还讨论了相对有效非线性系数d_(reff)(λ)的物理意义,并用其来衡量转换效率。研究表明,在群速度不匹配的情况下,非周期极化晶体可以较为灵活的提供多个倒格矢来满足多个准相位匹配过程。当群速度匹配时,对于倍频而言,当温度为20℃、晶体长度为10 mm时,在Type-I型QPM作用下,在1.560μm附近所实现的最大带宽为243.3 nm,其所相对有效非线性系数为d_(reff)(λ)=0.143,带宽是5mol%MgO:PPLN晶体的4.5倍左右,但是效率仅仅是它的~5.1%。所以,倍频接受带宽的增加是以效率的下降为代价的。对于Type-0型QPM宽带差频转换,晶体温度为120℃时、当信号光固定为1.550μm或泵浦光固定在1.064μm时,5mol%MgO:APPLN晶体在3.403μm附近可实现的最大准相位匹配差频接受带宽分别为1045.9 nm和96.6 nm。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2018-11-14）
肖璇[3]（2018）在《基于准相位匹配双波长及宽带倍频特性的研究》一文中研究指出二阶非线性光学频率转换在光谱学、超短脉冲倍频、信号处理以及光通信等领域都有着重要的应用。要实现多个波长倍频转换及宽带频率转换,相位匹配是必不可少的条件。其中,准相位匹配(QPM)技术可简单有效地实现相位匹配,广泛的应用于多波长及宽带倍频技术。我们提出了一种横向嵌套光学超晶格结构,在此基础上实现了双波长的同时倍频,且倍频输出的双波长可以以任意比列进行转换效率调制。以1mol%和5mol%掺氧化镁铌酸锂材料为例,分析了其色散特性,阐述了其实现双波长倍频的方法,从而实现了双波长频率转换。例如对于倍频过程,当温度为114℃,在ee-e型QPM作用下,利用1mol%掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体,在0.86μm和1.06μm处同时实现可任意比例调节的倍频波。在此结构中我们进一步对双波长的波长间隔以及频率转换特性开展研究,对双波长的入射和出射偏振态进行研究发现,双波长都为ee-e型时在QPM作用下,倍频的波长间隔较大,因此我们将光波输入输出的偏振状态进行拓展讨论,发现当偏振状态不同时,双波长可同时倍频且波长间隔可以调节。本文还讨论了相对有效非线性系数dreff(λ)的物理意义,并用其来衡量倍频转换效率。研究表明,对于波长间隔可调的双波长倍频而言,当温度为130℃,利用5mol%掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体,双波长分别处于ee-o和oo-o偏振态模式下倍频,可以实现1.31um附近波段双波长倍频。当温度或畴长发生变化时,可对双波长的波长间隔进行调节,实现所需波长间隔的双波长倍频,并对倍频光的输出强度实现切换。最后文章讨论了阶梯分段啁啾结构晶体,对中心波长为1.55um的带宽频率转换特性进行了深入研究,分析并比较了通过改变阶梯分段啁啾晶体的参数结构获得不同的实现扩展带宽的方案,并利用准相位匹配技术和群速度匹配点实现了宽带为3.44um的红外波段倍频。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2018-11-14）
徐周[4]（2018）在《通过准相位匹配控制叁倍频过程中的光子轨道角动量》一文中研究指出激光的非线性频率转换是非线性光学的重要研究内容。准相位匹配技术通过对非线性晶体的二阶非线性系数进行周期调制,来满足相位匹配条件,从而实现多种高效率的非线性光学过程,大大拓宽了现有激光器的工作波段范围。具有特殊光场分布的结构光束近些年来是国际上一大研究热点。其中,Laguerre-Gaussian(LG)光束具有螺旋结构的波前,中空的强度分布,且是一组完备正交基。由于LG光束的上述性质,其可以用于粒子囚禁、超分辨成像、大容量光通讯、量子信息等领域。本文结合激光的非线性频率转换和携带轨道角动量光束两个研究热点,在叁倍频过程中,利用光子的偏振和轨道角动量两个自由度,通过超晶格微结构的设计,实现入射光的叁倍频过程,并对叁倍频光的轨道角动量进行了调控。本文的主要内容包括以下几个方面:1.绪论部分,介绍双折射相位匹配和准相位匹配两类匹配方式,以及基于准相位匹配技术的光学超晶格的基本概念。此外,还介绍了光子轨道角动量的起源和携带轨道角动量光束非线性频率转换方面的研究背景。2.第二章主要介绍光子轨道角动量的基本理论,包括携带轨道角动量光束(也称为涡旋光束)的强度与相位分布等基本特性,并推导了轨道角动量的大小;介绍产生和检测光子携带轨道角动量的几种常用方法;携带轨道角动量光束在微操控、光通讯、量子信息和精密测量等领域内的应用。3.在第叁章,我们设计了在叁倍频过程中控制光子轨道角动量的方案:通过输入水平偏振的涡旋控制光,与竖直偏振的高斯基波光,进行Type-0类倍频和Type-II类和频,两个级联的二阶非线性过程,实现对叁倍频过程中的光子轨道角动量的调控。针对需要实现的级联非线性过程,我们比较了准周期结构光学超晶格和级联扇形周期结构的光学超晶格,确定了优化的超晶格结构设计方案。我们还从Maxwell方程组出发,求解非线性过程的耦合波方程组,从理论上证明了提出的方案是可行的。4.在第四章我们对设计的方案进行了实验验证。实验中所用的样品是一块室温电场极化技术制备的级联扇形周期结构的钽酸锂光学超晶格,入射基波光包括了频率相同,偏振和轨道角动量不同的两束1342nm近红外光。实验中我们观察到叁倍频光携带的轨道角动量与入射的LG光束携带的轨道角动量相同,证明了设计的方案是有效的。此外,我们还对倍频,叁倍频温度调谐曲线,叁倍频转换效率,叁倍频光的光斑,及其携带的轨道角动量大小进行了详细研究,实验结果与理论预期一致。(本文来源于《南京大学》期刊2018-05-27）
徐天翔[5]（2018）在《钛酸钡钙晶体生长、性质表征及叁维准相位匹配性能研究》一文中研究指出自激光诞生以来,非线性光学频率变换技术一直受到广泛关注,该技术利用晶体在强光场下的非线性极化,以拓展激光波段,获得不同频率的相干光源。常用于光学频率变换的二阶非线性光学过程主要包括:光学倍频、和频、差频、参量放大与振荡等,这些过程中的能量转换效率取决于相互作用光波间的相位关系,高效转换要求相互作用过程满足动量守恒——即相位匹配。然而,由于材料的色散特性,光波间往往存在相位差,导致相位匹配难以实现。为解决这一问题,目前有两种常用方法,一是利用非线性光学晶体的自然双折射效应实现的双折射相位匹配,二是依靠材料二阶非线性系数的周期性调制获得的准相位匹配。准相位匹配技术由诺贝尔奖获得者Bloembergen等人于1962年提出,它巧妙地将周期结构的倒格矢引入频域内实现相位匹配过程,使相位匹配条件变得更加灵活,也可同时实现多波长相位匹配,目前已在光学频率变换、脉冲光波调制、太赫兹波产生、纠缠光子产生等领域得到广泛研究与初步应用。准相位匹配技术的关键是获取合适的周期或准周期结构,通常以操控铁电晶体中的铁电畴来实现。铁电晶体中存在反向平行的铁电畴,畴壁两侧的二阶非线性系数符号相反,因此其周期/准周期排列可实现对二阶非线性系数的相应调制。随着上世纪90年代以来电场极化畴操控技术的进步,准相位匹配技术得到了长足发展,特别是南京大学所制备的一维周期、准周期等畴结构组成光学超晶格实现了多种准相位匹配过程,发展了准相位匹配理论,发现了一系列新颖的物理现象,并已在“叁基色”激光产生、光学“芯片”等方面获得实用。近年来,随着畴操控技术的不断进步,二维准相位匹配铁电晶体及相关器件迅速发展,其增加的调制自由度在多波长、多方向相位匹配方面展现出独特魅力,加深了人们对准相位匹配乃至非线性光学的认识。然而,叁维准相位匹配对畴操控技术的要求更高,但相关研究目前仅存在于有限的理论探索层面。本论文面向准相位匹配技术的发展现状,集中于叁维铁电畴结构的制备和叁维准相位匹配过程的实验研究。以提拉法生长了具有天然叁维堆垛铁电畴结构的钛酸钡钙(BCT)晶体,表征了基础物理性质,注重观察了叁维自发畴结构的分布,计算了其叁维倒格矢和可能实现准相位匹配的波长范围与条件;以该晶体作为非线性光学介质,利用其叁维正交倒格矢,获得了宽波段叁维准相位匹配过程;以飞秒激光直写畴加工技术在BCT晶体中通过近红外激光扫描加工了可控的叁维铁电畴结构,构成叁维非线性光子晶体,实现了叁维准相位匹配,并在理论上细致分析了光波与倒格矢间的相互作用过程。主要工作如下:1.钛酸钡钙晶体生长及性能测试BCT晶体在室温下为钙钛矿结构铁电体,属四方晶系。自然生长的BCT晶体具有沿叁个结晶学主轴分布的反向平行铁电畴,可提供叁维倒格矢以实现叁维准相位匹配,因此在准相位匹配领域有重要研究价值。与经典钙钛矿铁电体-钛酸钡相比,BCT晶体的相变特性随Ca含量的增加而变化,当Ca含量达到0.23时,其室温附近的正交-四方相变消失,与此同时居里点(四方-立方相变点)几乎不变,从而使BCT晶体的四方铁电相能够在更大的温度区间内保持稳定,可避免温度接近相变点时的畴壁运动对光学现象的影响。因此相较钛酸钡晶体,BCT晶体在叁维准相位匹配领域更具研究意义。为获得不同组分的BCT晶体,通常需要合成不同配比的多晶原料,导致生长周期较长且经济效益不高。本工作中我们分别在空气和氮气气氛下生长了 BCT晶体,通过控制生长气氛中的氧含量调控了晶体中的氧空位浓度,并利用Ba、Ca离子与氧离子亲和力的不同,由同种多晶料分别获得了 Ca含量为0.189和0.225的BCT晶体;对不同气氛下所生长晶体的钛离子价态、晶格结构、热学和介电性能进行测试,分析了生长气氛对晶体物理性质的影响;最后通过测试两种晶体的透过光谱,发现空气中生长的BCT晶体在可见-近红外波段透过率较高,适合用于叁维准相位匹配相关研究。2.钛酸钡钙晶体中自发畴调制的叁维准相位匹配畴结构的分布决定了铁电晶体的准相位匹配性能,本工作中我们对不同切向的BCT晶体的表面进行化学腐蚀,并在扫描电子显微镜下进行了观察,展示了沿叁个结晶学主轴(四方晶系中,光学主轴与之重合)分布的随机铁电畴结构,根据畴宽度的分布情况计算了所能提供的叁维倒格矢;利用可调谐红外基频光(900-1250nm)进行倍频实验,获得了宽波段“十字”形状倍频光斑,结合自发畴结构的分布对倍频过程进行分析,得知叁维倒格矢同时参与了相位匹配过程,即实现叁维准相位匹配,并在理论上重建了准相位匹配过程;测量了倍频光斑发散角随波长的色散变化趋势,与计算结果符合良好;对倍频光功率随基频光功率的变化关系进行了测量与二次拟合,证明BCT晶体中的倍频现象来自二阶非线性光学过程;研究了倍频光与基频光偏振态之间的关系,发现了非线性过程中的对称破缺现象,并通过计算叁维堆垛畴结构调制的有效非线性系数对该现象进行了分析。3.飞秒激光加工叁维铁电畴结构及叁维准相位匹配飞秒激光畴加工技术具有灵活、快捷、精度高、操作简便等特点。我们利用近红外飞秒激光在BCT晶体中加工了叁维铁电畴结构,构成叁维非线性光子晶体,其能够提供丰富的叁维倒格矢,可在空间任意方向对相位失配进行补偿;利用切伦科夫二次谐波显微镜对所加工的畴结构进行表征,证明了其叁维分布特性,并发现了畴壁的θ形结构特点;参考相关全光极化理论,推测了 BCT晶体中叁维畴结构的极化机理;利用不同周期的简单四方铁电畴结构进行准相位匹配倍频实验,得到了众多倍频点组成的倍频光斑;结合叁维畴结构的特点对准相位匹配过程进行分析,发现在叁维倒格矢的参与下实现了复杂的叁维准相位匹配过程,同时存在有相位失配的拉曼-尼斯倍频过程,详细讨论了每个倍频点的相位匹配机制,并通过对畴结构的傅里叶分析在理论上重建了相位匹配过程;对非线性过程中共线倍频功率随波长的响应规律等性质进行了测试和分析。(本文来源于《山东大学》期刊2018-05-26）
张旭光[6]（2018）在《基于准相位匹配的固体激光非线性频率变换技术研究》一文中研究指出激光以其单色性、相干性、方向性好,亮度高的特点,在日常生活、工业加工、科学研究中得到了广泛应用。随着激光技术的发展,可获得的激光波段从深紫外覆盖到了几微米的红外波段。这其中蓝光激光波长短,单光子能量高,在数据存储、激光显示、医疗及药物检测等方面具有重要应用,还可以通过频率上转换获得紫外激光,是激光技术研究领域中的热点之一。获得蓝光激光的途径有很多,半导体泵浦的固体激光器(DPL)输出功率高,光束质量好,激光谱线窄,它产生的基频光通过非线性频率变换可以获得高功率、高效率、高光束质量的蓝光激光。DPL与非线性频率变换结合的方式获得蓝光激光得益于非线性光学以及非线性晶体材料的发展。通过利用非线性晶体中的二阶非线性效应,固体激光器产生的激光可以在晶体中进行频率上转换,获得可见光至紫外波段的激光。利用非线性晶体进行频率上转换,需要在晶体中满足相位匹配条件。准相位匹配技术利用非线性晶体极化率的周期调制使相位失配得到补偿,通过选择合适的极化周期即可实现相位匹配。它可以利用晶体中较大的非线性系数,能够避免走离效应,具有较高的转换效率,而且理论上可以将匹配范围覆盖晶体的整个透明波段并具有可调谐的特性。本文对基于准相位匹配技术的红光以及蓝光固体激光技术进行了研究,主要研究内容如下:一、根据周期极化晶体中倍、和频过程耦合波方程的推导,对基频光和晶体参数等因素对倍、和频效率以及容差特性的影响进行了理论分析与数值模拟。在有损耗及相位失配等因素存在时,晶体极化周期与工作温度确定后,晶体长度的选择是实现高转换效率的关键。在相位匹配时,低功率密度下,即可实现高效率的倍频与和频。二、开展了高效率倍频固体激光技术研究。为保证倍频过程的相位匹配,基频光参数需要与晶体参数相互匹配。对引起相位失配的各项参数及其关系进行了分析研究,其中极化周期误差是影响相位失配量大小的关键。单周期的极化晶体中,极化周期平均误差引起的相位失配可以通过温度调节补偿,相位失配量主要由其中的标准差引起,可以控制在较小范围内。结合对相位失配的分析研究,通过对倍频过程的理论模拟,确定了晶体的工作温度、极化周期以及实现高效率倍频的晶体长度。结合基频光参数,通过对晶体参数的优化设计,利用PPLN晶体腔外倍频,在功率密度1.87MW/cm2时,实现了78.25%的高效率倍频输出。实验结果与理论计算吻合,证明在低功率密度下,可以实现高效率倍频输出。叁、开展了基于单块PPLN晶体的级联叁倍频固体激光技术研究。级联叁倍频由倍频与和频过程组成,为保证后续和频过程的理想光子数比,要求先进行的倍频过程达到最佳倍频效率,从而实现高效率的级联叁倍频。通过对倍、和频以及级联过程的理论计算,确定了倍频与和频部分的晶体长度、工作温度与极化周期。实验利用20mm长的单块PPLN晶体,调节工作温度以匹配倍频与和频的级联过程,实现了 10.9mW的腔外级联叁倍频蓝光输出,证明单块晶体在同一温度下实现级联叁倍频输出是可行的。实现级联叁倍频的单块PPLN晶体,有倍频与和频两段极化周期,通过提高极化周期精度的方式,可以减小同一工作温度下的倍频与和频的相位失配量,有望进一步提高级联叁倍频效率。结合理论分析,实验成功获得了高效率的红光输出并在单块PPLN晶体上实现了级联叁倍频蓝光输出,证明DPL与准相位匹配技术相结合的方式,有希望获得高功率、高效率的倍频与级联叁倍频输出。在红、蓝光激光器追求高功率、高效率以及可调谐、小型化的发展趋势下,该方式具有很大的发展前景。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2018-04-01）
吴嘉瑞,吕志强,陆星,刘关玉,杨宏[7]（2018）在《基于准相位匹配的掺铒飞秒光纤激光器倍频特性研究》一文中研究指出研究了不同厚度周期极化铌酸锂晶体(PPLN)对掺铒飞秒光纤激光器倍频特性的影响。基于非线性偏振旋转锁模原理和啁啾脉冲放大技术,在1560 nm波段实现了重复频率为100 MHz,输出功率为423 m W,脉冲宽度为80 fs的掺铒飞秒光纤激光输出。以此为基频光源,对0.5,1,10 mm叁种不同厚度PPLN倍频晶体进行倍频特性研究,实现了波长在780 nm的飞秒激光输出。其中采用0.5 mm晶体时获得了功率为100.4 m W、脉冲宽度为104 fs的倍频光输出,倍频转换效率为23.7%;采用1 mm晶体时获得了功率为165.0 m W、脉冲宽度为161 fs的倍频输出,倍频转换效率为39%;采用10 mm晶体时获得了功率为185.5 m W,脉冲宽度为305 fs的倍频光输出,倍频转换效率达43.7%。并解释了倍频转换效率和倍频光脉冲宽度随PPLN晶体厚度的变化规律。实验数据为基于锁模光纤激光器产生780 nm波段飞秒光脉冲的研究提供了有益的参考。(本文来源于《中国激光》期刊2018年07期）
冯晋霞,万振菊,李渊骥,张宽收[8]（2016）在《利用Ⅱ类准相位匹配晶体NOPA产生光通信波段明亮纠缠态光场》一文中研究指出连续变量量子纠缠态光场是量子信息科学研究中的重要资源之一,用于实现量子离物传态、量子密集编码和量子保密通信等研究[1-2]。1.5μm光通信波段非经典光场在光纤中可以实现最低损耗(0.2d B/km)传输,最大程度保留其量子态特性不受破坏。近年来光通信波段1.5μm非经典光场的实验产生也成为研究热点[3-4],可为实用化长距离量子信息研究提供了(本文来源于《第十七届全国量子光学学术会议报告摘要集》期刊2016-08-05）
李岩[9]（2016）在《基于准相位匹配晶体的非经典光源的制备》一文中研究指出无论是隐变量理论的否定还是EPR纠缠的证实,无论是量子秘钥分发还是量子隐形传态,非经典量子光源都是极重要的实验对象。本论文围绕光子和光子对的制备,开展了一系列的工作。基于准相位匹配PPKTP晶体的参量下转换过程,我们成功制备了红外通信波段高质量的偏振纠缠光源、腔增强高亮度的红外以及可见窄线宽光子对,此外,我们还在type-Ⅰ OPO中实现了模式可调的HG模窄线宽光子对。为了提供OPO腔的泵浦光源,我们还开展了低泵浦功率下的高效率倍频紫外激光研究。本论文的主要研究工作1.我们利用Sagnac干涉仪实现了偏振纠缠光子对的制备。我们用几种方法证明了产生的光子对具有很好的质量。双光子Hong-Ou-Mandel干涉具有95.3%±1.6%的干涉可见度,光子带宽2.4 nm。当光子的中心波长在20 nm内变化时,干涉可见度依然保持很高。双光子45°基Bell干涉曲线具有96.4%±2.0%的干涉可见度,而且不随温度和泵浦光功率变化。测量的CHS H(Clauser-Horne-S himony-Holt)不等式的S参数是2.63±0.08,在8a内违背不等式。对纠缠态的重构,我们得到的保真度为0.935±0.021。此外,产生的光子位于通信波段,而且是光纤输出,非常适合与光纤系统结合,用于光纤量子通信领域。2.我们实现了低泵浦功率下高效率397.5 nm倍频光的产生。我们工作的亮点是泵浦光(795 nm)的功率相对较低,仅110 mW,产生的蓝光有49 mW,足够去泵浦OPO腔产生光子对。产生的倍频光具有很好的空间模式,装置紧凑而稳定。和常见的商用倍频激光器相比,我们的倍频系统在一些场合更具有优势。例如对于调谐范围要求不高的地方如原子实验中,我们的系统可以省去昂贵复杂的激光放大器,直接用半导体激光器就能产生足够的倍频光。而且还可以利用半导体激光器的电流调制功能省去昂贵的电光调制器。此外,快速电流反馈也有助于提高系统的稳定性。3.我们实现了腔内Ⅱ型PPKTP晶体产生窄线宽光子对的实验。我们观察到多纵模光子对的互相关函数具有非常明显的梳状结构,信噪比超过100：1。在使用滤波腔滤出单纵模时,互相关函数的梳状结构消失,信噪比超过20：1,这证明了我们产生的是单纵模的窄线宽光子对。通过拟合,我们得到光子对的线宽为11.8 MHz,和原子的自然线宽在一个数量级,而且光子对的中心波长是780 nm,位于Rb原子跃迁的D2线,因此产生的光子可以与Rb原子系统结合,实现量子存储和量子中继。我们使用的泵浦光产生于单次通过倍频实验,功率只有几百μW。在今后我们计划将它换成腔内倍频方案,以便产生更强的泵浦光,这样可以增大单纵模光子对的产生率,提高量子通信和量子存储速率。4.我们实现了通信波段的窄带明亮光子源。我们使用了一个叁共振的OPO腔,这样泵浦光也得到了增强,因而产生的光子对的亮度相比双共振情况有明显的提高。我们得到的光子带宽为8 MHz,相干时间为27.7 ns,亮度约为134±25s-1MHz-1mW-1。由于产生的光子位于通信波段,非常适合用于光纤系统中。如果将我们的光子源用高效率的全光纤器件实现,那将会成为量子通信里一个实用化的模块。5.我们希望能产生不同空间模式的光子对,我们对这一目标进行了初步尝试,我们先实现较容易的H G模光子的产生。我们将O P O腔锁定在高阶模上,就得到了H G模光子对。我们证明了产生的确实是非经典关联的光子对。两种情况下HG模式光子的带宽分别是11.4 MHz和20.8 MHz,与原子的自然线宽相当,波长位于780 nm附近,可以与原子系统相结合,实现高维量子存储。然后我们实现了一个模式简并消除腔,在这个腔中不同轨道角动量的光束共振频率不同,这样不同轨道角动量的光束之间不会由于简并而耦合,因此不需要非常理想的光学谐振腔就能使腔的本征模式是LG模。这为我们进一步实现直接产生窄带轨道角动量光子对奠定了基础。本论文的主要特色和创新点1.我们系统地研究了基于准相位匹配晶体的自发参量下转换过程。从单次通过形式到腔增强形式,从可见波段到红外波段,从直积态到偏振纠缠态,从基模光子到高阶空间模式光子。我们的工作全面而系统,涵盖了基于准相位匹配晶体的自发参量下转换过程的大部分情况。2.我们实现了通信波段偏振纠缠源的制备,纠缠光子具有很高的保真度和亮度,频谱特性很好,非常适用于量子通信领域。3.我们完成了单模窄线宽光子源的制备。从倍频光的产生,到多纵模光子对的制备,再到双共振单纵模光子对的制备,最后到叁共振单纵模光子对的制备。我们的工作由浅入深,由易到难,系统而全面地研究了单纵模窄线宽光子源的制备。4.我们实现了多纵模窄线宽HG模光子对的直接产生。不同于以往将基模光子变换到高阶模的方法,我们产生光子对的方法可以保持很高的保真度,这在某些对保真度要求严格的场合是非常有用的。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-05-01）
马博琴,田少华,王也[10]（2016）在《分形超晶格非线性光子晶体中的准相位匹配和切伦科夫辐射谐频》一文中研究指出采用外加高压脉冲电场的方法制备了二维谢尔宾斯基分形超晶格结构铌酸锂(Li Nb O3)非线性光子晶体,对晶体中的准相位匹配和切伦科夫辐射谐频等光学特性进行了实验和理论研究。理论推导出了晶体中的准相位匹配倍频与不同阶次的倒易矢量间的对应关系,与实验结果吻合。对于同一个倒易矢量,可以实现两种波长的准相位匹配倍频。同时,实现了近红外波段的共线和非共线叁倍频输出。理论计算出不同波长下的切伦科夫辐射倍频和叁倍频的辐射角,与实验测量结果相吻合。在特定波长下,切伦科夫辐射谐频光环的辐射角存在最小值。同一个波长下,切伦科夫辐射叁倍频的辐射角总是大于倍频的辐射角。(本文来源于《中国激光》期刊2016年02期）
准相位匹配论文开题报告
（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：
二阶非线性光学频率转换在光谱学、超短脉冲倍频、信号处理以及光通信等领域都有着重要的应用。要实现宽带频率转换,相位匹配和群速度匹配是必不可少的条件。其中,准相位匹配(QPM)技术可简单有效地实现相位匹配;同时,本文以5mol%掺氧化镁铌酸锂(5mol%MgO:LN)材料为例,分析了其色散特性,阐述了实现群速度匹配的方法,从而在不同作用方式下实现了高效宽带频率转换。对于倍频(SHG)过程,当温度为20℃、晶体长度为10 mm时,在Type-I(o+o→e)型和Type-0(e+e→e)型QPM作用下,利用5mol%掺氧化镁周期极化铌酸锂(5mol%MgO:PPLN)晶体,在1.560μm和2.701μm处可分别实现53.9 nm和166.4 nm的倍频接受带宽;类似的,在Type-0型QPM作用下,当信号光为1.550μm或泵浦光为1.064μm时,在3.403μm处实现的差频接受带宽为分别为282.3 nm和35.4 nm。同时,本文还讨论了温度对宽带频率转换的调谐作用。为了进一步拓展频率转换的接受带宽,我们提出了一种利用遗传算法,并通过改变基波的数量和位置来设计非周期极化晶体结构的方法,并对所设计的5mol%掺氧化镁非周期极化铌酸锂(5mol%MgO:APPLN)晶体的宽带频率转换特性开展研究。文中还讨论了相对有效非线性系数d_(reff)(λ)的物理意义,并用其来衡量转换效率。研究表明,在群速度不匹配的情况下,非周期极化晶体可以较为灵活的提供多个倒格矢来满足多个准相位匹配过程。当群速度匹配时,对于倍频而言,当温度为20℃、晶体长度为10 mm时,在Type-I型QPM作用下,在1.560μm附近所实现的最大带宽为243.3 nm,其所相对有效非线性系数为d_(reff)(λ)=0.143,带宽是5mol%MgO:PPLN晶体的4.5倍左右,但是效率仅仅是它的~5.1%。所以,倍频接受带宽的增加是以效率的下降为代价的。对于Type-0型QPM宽带差频转换,晶体温度为120℃时、当信号光固定为1.550μm或泵浦光固定在1.064μm时,5mol%MgO:APPLN晶体在3.403μm附近可实现的最大准相位匹配差频接受带宽分别为1045.9 nm和96.6 nm。
（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。
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