一、孤子和辐射场的非线性相互作用（论文文献综述）
周勇[1]（2021）在《倏逝场在原子介质中非线性传播特性研究》文中提出光与物质相互作用的研究一直是备受人们关注的领域。近年来,随着人们对微纳光子器件应用的迫切需求和微纳加工技术的日益成熟,微纳波导体系中光与相干介质相互作用的研究逐渐发展成为微纳光学中最活跃的分支之一。微纳波导中的电磁场模式分布通常为倏逝波,即电场强度在垂直波导表面方向随远离界面的距离呈指数形式衰减,如金属微纳波导中的表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons,简称为SPPs）、纳米光纤表面倏逝波等,其具有局域场增强等优异特性,可以显着增强光场与介质的相互作用,从而实现两者的强耦合相互作用并促进非线性光学现象的产生,这就为研究非线性和量子干涉效应提供了新的平台与课题,同时也带来了获得有关科学发现与应用的新契机。本文的主要目的是通过对金属-电介质-金属波导和纳米光纤中倏逝波与相干介质的量子干涉及非线性效应的研究,深入发展处理微纳波导体系中倏逝波与原子介质共振相互作用的基本理论和计算方法,并探索其在微纳集成全光信息处理中的潜在应用。本文的主要研究内容和结果包括以下几个方面:1、金属-电介质-金属波导中SPPs俘获及轨迹相干操控的研究。研究了MDM（Metal-Dielectric-Metal,简称为MDM）波导中反对称横磁模式与倒Y型四能级热原子气体的共振相互作用,基于双电磁感应透明（Double Electromagnetically Induced Transparency,简称为DEIT）机制和交叉相位调制（cross-phase modulation,简称为CPM）,我们提出了一种实现低损耗SPPs俘获及操控的非线性磁光调控方案。首先,利用非相干泵浦机制极大地抑制了波导中SPPs的欧姆损耗,实现了慢光SPPs的线性长距离稳定传播。其次,利用波导中SPPs与倒Y型能级激发构型热原子气体的DEIT所提供的巨克尔效应和SPPs的衍射效应相平衡,实现了SPPs孤子的产生,并利用SPPs孤子和CPM实现了对弱光水平SPPs的俘获,进一步通过对被俘获SPPs的调控,实现了散焦SPPs的再聚焦。最后,利用外加梯度磁场,实现了SPPs的类斯特恩-盖拉赫效应,即SPPs在梯度磁场中可以发生偏转,通过调整外加梯度磁场的空间分布和时间,我们实现了对SPPs轨迹的操控。该研究所得到的结果在未来全光芯片上光集成、光信息处理等领域均具有潜在应用价值。2、纳米光纤表面慢光孤子存储及读取的研究。研究了纳米光纤表面基模与三能级Ladder型里德堡原子气体的共振相互作用,并在理论上实现了非线性区间纳米光纤系统中基于电磁感应透明机制（electromagnetically induced transparency,简称为EIT）的光存储效应。由于光被紧束缚在纳米光纤表面,光与原子的相互作用变强,EIT效应也得到增强。由于模式的非均匀分布,EIT的色散也具有空间分布不均匀的特征。我们发展了一套系统地处理体系中非均匀效应的平均场理论,发现了纳米光纤表面孤子的存在,并基于EIT机制实现了纳米光纤表面孤子的高效率、高保真度的存储与读取。同时,提供了优化纳米光纤表面孤子存储的理论方案。该工作在光互联、全光信息处理等领域具有重要应用价值。3、掺杂稀土离子晶体材料中量子干涉效应的研究。我们选取了两种典型的能级激发构型,包括Λ型和V型,考虑了能级的非均匀展宽,系统地研究了光与多能级掺杂稀土离子晶体材料共振相互作用过程中量子干涉效应的特性。研究发现,在弱控制光条件下,Λ型系统中存在相消量子干涉,导致了探测光的吸收谱在共振频率附近出现EIT效应,随着控制光的强度逐渐增强,吸收谱中量子干涉效应的贡献逐渐减少。对于双峰结构的吸收谱随着控制光强逐渐增强,发生了EIT-Autler-Townes分裂渡越效应。而在V型系统中,探测光吸收谱中透明窗口的出现主要是由于饱和吸收效应,其量子干涉为相长干涉。该工作发展了一套处理非均匀展宽介质中光谱分解的方法,所得到的结果在固态全光信息处理等领域具有应用价值。本论文共由六章组成:第一章为综述,主要介绍了在微纳波导结构中倏逝波与相干介质的相互作用,并介绍了表面等离激元的非线性效应和磁光调控,以及光孤子及非线性光脉冲的存储及读取的研究进展。第二章主要介绍了文章所研究的微纳波导的电磁场模式分析的理论方法,并介绍了研究光与物质相互作用的一般理论方法。第三章到第五章是基于理论方法开展的研究工作。第三章对金属-电介质-金属波导结构弱光场信号的俘获及轨迹操控进行了研究。第四章研究了纳米光纤中基于电磁感应透明机制的光存储及读取。第五章研究了掺杂稀土元素晶体材料量子干涉效应。第六章是对所做工作的总结,并展望未来的研究工作。
李芳[2]（2021）在《超流费米气体中光诱导时空模式》文中进行了进一步梳理相互作用可调控的超冷费米气体为研究强相互作用的物理提供了很好的实验平台。特别地,当表征碰撞相互作用大小的低温散射长度可利用所谓的Feshbach共振调控为无穷大时,实现量子力学所容许的最强相互作用的量子气体,这确保了气体的行为与粒子间相互作用的微观细节无关,表现出与各种强相互作用系统相同的普适热力学性质。强相互作用的双组分费米气体是自然界其他奇特系统的原型,包括高温超导体、夸克胶子等离子体和中子星。调制不稳定性（MI）是物理学中一个重要的研究课题,这种非线性作用导致了各种系统中随机波动的模式形成,由调制不稳定性引起的“糖葫芦式”模式是普遍存在的,并在光学和玻色-爱因斯坦凝聚体中得到了广泛的研究,比如孤子、法拉第波、时空晶体等。然而,尽管在这一领域有很多理论上的探索,在超冷费米气体中实验上还没有实现这一物理。本论文采用与以往不同的非线性操控手段,在空间调制的红失谐激光激励下,观测到了超流费米气体中的时空分布。纵向空间起伏的激光束引起了两种不同的模式的自发产生,相互作用在模式的形成和传播中起着重要的作用。对于强相互作用的费米气体,由于非线性耦合,伴随声子激发的诱导模式在频率和波矢之间表现出明显的X型色散关系。并研究了这种模式在BEC和BCS渡越中的传播,其传播速度与声速有关,与平均场以及Monte Carlo理论计算相一致。在无相互作用的费米气体中观察到的模式来自基态密度调制,没有声子激发。本论文以超冷费米原子气体的强相互作用为主线,聚焦于光场空间波动导致的非线性时空分布物理,在第一章简介了领域的发展;第二章和第三章详细介绍了不同相互作用的6Li超冷原子的制备和性质;第四章、第五章和第六章详细介绍了激光空间波动引起的时空分布以及其隐含的物理,包括实验方案,温度、能量等基本热力学量以及其他参数的校准过程及结果,数据获取和分析等;最后是总结和展望。
林鹏[3]（2021）在《高重频掺钬光纤激光器及其大气传输特性研究》文中研究说明空间激光通信技术（free-space optical communication,FSO）由于其具有带宽高、保密性好、功耗低、架设灵活等优势在对地观测、导航、5G网络、智慧城市、环境监测等多个领域有着广阔的应用前景。锁模光纤激光器具有脉冲持续时间短、峰值功率高、大气传输性能好的特点,可避免环境因素导致的调制信号相位噪声累积,对于高速激光通信系统极具潜力。随着集成光纤器件及光纤掺杂工艺的提升,2μm波段光纤激光器的研究成为热点。2μm波段处于大气、烟雾透射窗口,由于散射强度随光波长而减小,2μm波段受到大气散射等影响比目前空间激光通信主要采用的1.55μm波段更小。常用的空间激光通信载波源普遍为窄线宽半导体激光器,其相干性易受大气湍流干扰,容易造成波前相位畸变、光束漂移等,从而降低通信质量。雨雾天气下,特别是雾霾天气,通信链路甚至会中断。针对上述问题,以拓展光纤激光技术在空间激光通信领域的应用和探索未来高速空间激光通信新技术为目标,本文开展了高重频掺钬超快锁模光纤激光的产生、噪声抑制、锁模脉冲数字调制及大气传输特性等一系列研究,具体内容主要有:1.2μm多孤子锁模脉冲动力学特性研究基于非线性偏振旋转（NPR）锁模结构,研究了掺钬被动锁模光纤激光器,增益介质为一段1.2m的掺钬光纤,谐振腔长度为7.95m,对应基频25.52MHz,在泵浦功率1.2W下获得了稳定传统孤子锁模状态。由于掺钬光纤泵浦转换效率较低,腔阈值较高,研究了近零色散区掺铥光纤激光器,获得了fs量级的基频色散管理孤子脉冲。在孤子量子化作用下增加腔内连续光分量,引起调制不稳定性打破孤子间作用力的平衡,改变腔内线性相位延迟点抑制连续光的不稳定性并产生全局孤子作用力,实验获得了稳定的基频27.38MHz下的2,3,4,5个色散管理孤子。具有不同群色散的孤子经过色散管理腔循环后位置随机,但在每个周期的位置固定且具有不同的强度。随着腔内孤子能量增加,降低腔内峰值功率钳制临界值增加腔内孤子数量实现了多孤子聚束状态,孤子间距从全局孤子作用力主导的几ns降低到局部孤子作用力主导的300ps左右。2.掺钬主动锁模脉冲产生及锁模脉冲数字调制/解调研究为了实现2μm波段高速数字调制,研究了高重频掺钬主动锁模光纤激光器,腔内加入NPR结构可在实现波长可调谐的同时抑制腔内超模噪声。实验获得了2058.4nm～2078.6nm共5个波长信道的可调谐锁模脉冲,边模抑制比均高于40d B。谐振腔总长9.52m,对应的基频为21MHz,通过调节马赫-曾德尔强度调制器（MZM）的驱动信号和偏置电压,获得了重复频率最高为1.008GHz的48阶谐波锁模脉冲序列,对应的频谱信噪比为49.66d B。将驱动MZM的射频信号一部分作为时钟参考,输入任意波形发生器中产生同步伪随机数字信号,通过调节数字信号的延时实现调制信号与锁模脉冲的相位匹配,调制后的锁模脉冲眼图光信噪比为13.72d B。脉冲光信号误码率通过离线处理的方式获得,通过示波器采集波形数据使用MATLAB离线与发射信号比对计算误码率,受到计算机硬件处理能力的限制,实验可获得的误码率最小值为2.63×10-7,背对背传输条件下获得的误码率优于2.63×10-7。3.高重频锁模脉冲重频控制及多波长锁模光纤激光器研究基于铥钬共掺主动锁模光纤激光器,研究了腔内超模噪声及环境噪声对高重频锁模脉冲的影响,通过腔内添加光延时线的方法实现锁模脉冲的重频控制。考虑腔损耗较高,使用基于光纤双折射效应的Lyot滤波器和偏振相关隔离器抑制噪声,将重频680MHz左右的锁模脉冲频谱信噪比从42.64d B提升至49.45d B。通过在腔内加入高精度的光延时线可将腔长精度控制在几百fs至几十fs,从而可使腔长大于8m的锁模光纤激光器的基频精度控制在几十Hz。实验获得了腔基频调谐范围为18.21MHz-18.13MHz,调谐精度为73.52Hz,通过重频控制获得了1GHz,3GHz和6GHz的稳定锁模脉冲输出。通过改变腔内光延时线和驱动信号的种类可以实现锁模脉冲的重复频率与脉宽独立可调谐。腔内移除VODL产生了2、3、4、5个波长信道的多波长锁模脉冲,重频最高2.412GHz,经过同步数字调制后眼图光信噪比可达17.5d B。实验研究的2μm多波长锁模光纤激光器可应用与激光通信中的WDM系统。4.高重频掺钬锁模光纤激光载波复杂信道传输特性研究实验研究了速率2.02Gb/s的掺钬锁模光纤激光载波在湍流信道、烟雾信道中的传输特性。重频为2.02GHz的锁模脉冲加载同步数字信号后经过室内模拟湍流信道传输。在背对背,Cn2=1.01×10-16m-2/3,Cn2=2.79×10-16m-2/3,Cn2=5.71×10-16m-2/3四种条件下获得的眼图光信噪比分别为15.04d B,11.94d B,8.51d B,6.67d B。研究了1.55μm主动锁模光纤激光器与2μm主动锁模光纤激光器在相同条件下传输特性,获得了功率抖动和误码率。传输速率为2.02Gb/s时,2μm和1.55μm光载波的系统最低灵敏度分别为-19.52d Bm和-14.45d Bm,1.55μm光载波在Cn2=5.71×10-16m-2/3湍流条件下的接收功率标准差比2μm光载波高55.64%。此外,搭建了室内烟雾信道模拟装置,探究了0.85μm,1.06μm,1.55μm和2.04μm 4个波长在BTB,能见度V=0.5km,0.05km,0.005km条件下的传输衰减特性。研究了1.55μm和2.04μm主动锁模光纤激光在4.04Gb/s速率下的4种湍流条件传输眼图和误码率曲线。两个波段烟雾信道系统灵敏度分别为-14.59d Bm和-17.74d Bm,在V=0.005km下OSNR比BTB分别降低了16.66d B和7.53d B。结果表明,2μm波段锁模光载波在复杂信道下具有一定的传输优势,相较于传统1.55μm传统通信波段,2μm波段可靠性更好、链路裕量更高。
徐毅斌[4]（2020）在《基于等离激元诱导透明的巨磁克尔效应与超慢磁孤子研究》文中指出近年来,由人工构造的亚波长尺度电磁超材料（metamaterial）研究引起了人们的极大关注。有关理论与实验工作已广泛开展起来,且已成为设计制造新一代新型器件的范例。由于具有诸多优异和奇特的物理性能,这些超材料可用来对电磁辐射进行前所未有的有效操控并有望获得许多重要的实际应用。众所周知,利用天然形成的原子和分子难以获得显着的磁响应,在千兆赫兹或更高的频率范围尤其如此。其原因是在该频率区域中电磁辐射耦合到原子或分子中的磁性成分比电性成分弱得多。因此,长期以来在微波频率及更高频率下如何获得显着的线性磁响应一直是一个具有挑战性的课题。上个世纪末,英国学者J.B.Pendry等人提出了通过使用人工制作的原子阵列组成的超材料来实现大的线性电磁响应的设想。另一方面,如何获得具有优于天然非线性电磁材料的人工非线性电磁材料也是科学家和工程师的一个长久梦想。J.B.Pendry等人曾建议可在超材料中掺杂某些非线性元件来增强材料的电磁非线性。基于此建议许多学者提出了各种可能的方案,包括在超材料中使用非线性基质材料、通过插入非线性元件等来增强超材料的非线性电磁特性,得到了不少研究结果。然而,迄今为止所报道的线性和非线性磁响应研究结果都存在若干严重问题,包括很大的辐射损耗及要求很高的输入功率等。另外,利用这些方案也难以获得显着的、纯粹的非线性磁响应。作者在攻读硕士学位期间,针对上述问题开展了较为系统深入的研究。其主要目的是提出新的超材料设计方案,利用等离激元诱导透明（plasmon induced transparency;简称PIT）效应实现对电磁辐射损耗的有效抑制,在超材料中获得纯的磁响应并使其非线性磁响应获得显着的增强。该研究所取得的成果如下:一、提出了基于PIT实现非线性磁超材料的方案。在该方案中,超材料中的超原子是由两个具有缺口的金属环谐振器（Split-ring resonator）组成的超原子阵列所构成。通过两个缺口环谐振器的适当耦合,在体系中可实现亮振子与暗振子运动的相消干涉,即PIT。该现象是三能级原子系统中电磁感应诱导透明现象的超材料模拟。为了得到磁非线性,在每个开口环谐振器的缺口中嵌入变容二极管等非线性元件,从而使得超原子具有非线性特性。这项研究的结果显示,PIT透明窗口可由缺口环谐振器之间的距离等参数很好地调控,体系的磁非线性强度也可由嵌入超原子中的变容二极管的参数和体系的超原子密度等进行有效控制。二、证明了利用PIT可实现增强的磁克尔非线性。基于所提出的超材料方案,从解析与数值模拟两方面详细求解了非线性超原子阵列和体系电磁场所满足的非线性耦合方程组。研究结果表明,在该超材料中可获得三阶非线性磁化率的极大增强,且具有很低的辐射损耗。在理论上阐明了该巨磁克尔效应来自于该超原子中亮振子与暗振子的共振特性,以及变容二极管所提供的非线性效应;PIT机制的应用使得构成该材料的超原子中的亮振子与暗振子发生相消干涉,从而使该磁材料的线性与非线性辐射损耗得到很大的抑制。因此,利用该磁性超材料可获得通常非线性磁材料所不具有的低损耗、巨磁克尔非线性。三、证明了利用PIT可实现低功率的超慢磁孤子。基于所获得的巨磁克尔非线性效应,研究了在该超材料中实现稳定传播的非线性磁脉冲的可能性。利用奇异微扰方法,导出了非线性磁脉冲所满足的非线性包络方程。研究表明,基于磁克尔效应与色散效应的平衡,在该超材料可产生磁孤子。这些非线性磁脉冲不仅可以稳定地在体系中传播,而且具有极低产生功率和极慢的传播速度。本文的研究结果不仅拓广了非线性超材料的研究领域,而且为获得显着、低损耗、主动可调的纯非线性磁响应超材料提供了有力的理论依据,可望在基于超材料的信息处理和传输等问题中获得重要的实际应用。
杜岳卿[5]（2020）在《锁模光纤激光器新颖非线性动力学行为的理论和实验探究》文中进行了进一步梳理超快光纤激光器在光通信系统、激光材料加工、生物医学和光学精密计量等领域具有重要的应用价值。作为一个典型的非线性耗散系统,超快光纤激光器也是一个研究光波非线性行为的良好平台。尽管伺服反馈系统可以用来克服外部扰动对激光器稳态运转的影响,然而当激光器的参数偏离稳态锁模运转条件较远时,光脉冲仍不可避免地会在诸多激光器内部因素共同作用下发生非线性演化。激光器中光孤子的非线性行为的复杂性和具体物理机制尚待更加深入和详细的探究,这对于更好地设计超快光纤激光器、理解超快激光物理中的非线性现象具有重要意义。本论文从理论模拟和实验探究两个方面,对超快光纤激光器中的孤子非线性行为进行了详细和深入的研究。本论文的主要内容包括:（1）研究了超快光纤激光器中色散波与孤子相互作用的动力学行为。首次实验观测到了连续波诱导的共振色散波辐射,并提出与实验结果相符的相位匹配条件;理论模拟了传统孤子光纤激光器中孤子光谱的凹陷型Kelly边带的形成机制;实验观测到了尖锐Kelly边带的展宽现象,通过理论模拟揭示了边带展宽的原因是由于色散波波长的105Hz量级的快速振荡;基于理论模拟,发现了耗散孤子的共振色散波,并提出了与数值模拟结果一致的相位匹配公式。丰富了激光器中色散波与孤子相互作用的理论和现象,对激光器的稳定性优化设计提供了一定的理论依据。（2）基于耦合金兹堡朗道方程的数值模拟,研究了光纤激光器中矢量孤子的偏振演化特性。探究了在光纤激光器中的矢量孤子偏振态的快轴不稳定性;研究了双脉冲构成的孤子分子的偏振态演化特性以及两个正交偏振分量的分子振动特性,探究了激光器线性双折射和泵浦强度对于产生的孤子分子的偏振态的影响和调控。加深了对超快激光器偏振态的演化过程的理解,对利用和控制超短脉冲偏振态具有重要意义。（3）理论模拟并探究了超快光纤激光器中高阶孤子演化特性。提出了一种高阶孤子色散管理激光器结构,此结构可直接输出时域宽度小于40飞秒的变换极限锁模脉冲;分析了传统孤子光纤激光器中当脉冲的孤子阶数大于2时产生的高阶孤子分裂现象。对激光器中高阶孤子的探究具有推动作用,同时对宽带光谱极窄脉宽的超快光纤激光器设计提供了一个可行性方案。（4）基于数值模拟,探究了光脉冲在正常色散光纤激光器中脉冲整形机制。分析了激光器的泵浦强度和光谱滤波效应对不同脉冲机制的调节作用,例如光脉冲从相干单脉冲转变为非相干类噪声脉冲;光脉冲从耗散孤子转变到耗散自相似子最终转变为放大自相似子。加深了对激光器脉冲整形机制的理解,并对高能量耗散孤子激光器的设计优化具有一定指导意义。（5）基于理论模拟,研究了耗散孤子光纤激光器中的孤子爆炸现象的分类和机制。指出线性损耗和光谱滤波效应对孤子爆炸的调控作用。同时首次证明了暗孤子在亮孤子爆炸中的存在和演化特性,发现亮孤子爆炸过程中独特的脉冲塌陷结构是由暗孤子簇镶嵌在亮脉冲中引起的。对于理解耗散孤子的混沌演化和暗孤子动力学行为具有重要意义。（6）搭建了基于色散傅里叶变换的实时光谱测量系统,其光谱分辨率为0.138纳米。在正常色散掺铒光纤激光器中观测到了振动频率为183千赫兹振动态耗散孤子,并分析其振动的机理。通过调节激光器的偏振控制器,发现了一种激光器的纵模在同步锁定和失锁两个状态之间进行随机切换的状态,其切换演化的时间尺度为10-2秒量级,并通过揭示其实时光谱演化分析了激光激射状态自发切换的机理。丰富了超快光纤激光器的非线性动力学行为的实验结果,对理解超快激光器混沌演化行为具有重要意义。
韩喜乐[6]（2020）在《基于新型二维材料的锁模光纤激光器研究》文中进行了进一步梳理高功率脉冲光纤激光器由于其在光纤通信、生物医学、工业制造、国防军事以及非线性光学等领域的潜在应用而受到广泛关注。被动锁模技术是实现高功率脉冲输出的有效方式之一。而可饱和吸收体（SA）作为被动锁模光纤激光器的核心器件更是成为目前国际上的研究热点。在过去的几十年中,半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为最成熟的商用可饱和吸收器件已经被广泛地应用于锁模光纤激光器中。然而,SESAM具有吸收带宽窄、制备工艺复杂以及价格昂贵等缺点,这也限制了其进一步地应用与发展。近年来,随着石墨烯的出现,各种新型二维材料如过渡金属硫化物（TMDs）、拓扑绝缘体（TIs）、黑磷（BP）等纷纷兴起,由于其具有优异的可饱和吸收特性而被广泛用于被动锁模光纤激光器的研究中。而二维材料可饱和吸收体的损伤阈值是决定其能否实现高功率脉冲输出的重要参数之一。因此提升可饱和吸收体的损伤阈值是实现锁模光纤激光器高功率输出的关键。本论文主要针对如何提高二维材料可饱和吸收体的损伤阈值提出了相应的解决方案,详细介绍了基于硒化铋（Bi2Se3）和硒化铟（In2Se3）两种二维材料可饱和吸收体的制备、表征及其在高功率被动锁模光纤激光器中的应用。本论文的主要研究内容如下:1.通过化学气相沉积（CVD）的方法制备了大尺寸、高结晶质量的Bi2Se3纳米片,并对其材料特征和可饱和吸收特性进行了表征。然后设计并搭建了基于Bi2Se3可饱和吸收体的掺镱线型腔锁模光纤激光器,成功获得了单脉冲能量为61.8 nJ的暗脉冲输出。实验结果表明利用化学气相沉积法可以有效地提高所制备二维材料的损伤阈值,并且有利于实现大能量锁模脉冲输出。2.采用物理气相沉积（PVD）的方法在氟晶云母（FM）基底上合成了高质量的In2Se3纳米片,并表征了其材料特征。PVD-In2Se3-FM可饱和吸收体不仅表现出优异的可饱和吸收特性,而且具有高达50 mJ/cm2的损伤阈值。通过将PVD-In2Se3-FM可饱和吸收体插入到双端泵浦掺铒锁模光纤激光器中,获得了最高172.4 mW的锁模脉冲输出。同时还观察到了暗-亮脉冲对锁模操作。实验结果证明了PVD-In2Se3是用于高功率锁模光纤激光器的具有潜力的非线性光学材料。
许星然[7]（2020）在《旋量激子极化激元的元激发以及非线性隧穿过程》文中研究表明随着半导体技术以及激光品质的提高,一种由激子和光子的强耦合形成的准粒子——激子极化激元成为了实现玻色爱因斯坦凝聚体新的实验手段。与一般的凝聚体实现方法不同,激子极化激元是半导体微腔的耗散和驱动共同作用下的非平衡体系,具有有限的寿命。极化激元的光子部分会不断地从微腔中漏出,科研人员通过观测漏出的光子便可以得到极化激元的全部信息。由于极化激元的哈密顿量是非厄米的,所以这个系统是实现非厄米拓扑、非平衡霍尔效应,非平衡朗道隧穿等现象良好的实验平台。本文主要研究了自旋自由度对于极化激元的影响,并提供了两种理论模型。一种是通过光子的不同偏振形式,当其与激子耦合的时候可以看作赝自旋为1/2的准粒子。在平衡系统中双组分的凝聚体具有自旋非极化到自旋极化的转变,极化激元的耗散将影响双组份凝聚体的基态相变和元激发谱。另一种是通过把激子极化激元凝聚体制备到双阱中,使得不同势阱中的凝聚体可以看成两个互相独立但是又有相互作用的组分。结合目前的实验条件以及上述假设,本文研究了具有自旋自由度的极化激元的奇异量子行为并给出了物理解释,具体的研究内容如下:1.旋量极化激元凝聚体的稳态以及线性元激发。通过平均场近似的方法,本文提出了旋量极化激元的基态,随着不同组分之间相互作用的增强会经过从自旋非极化到自旋极化的转变。紧接着利用Bogoliubov变换,本文给出了极化激元在不同相下的线性元激发谱以及它们的偏振方式。为了观测Bogoliubov谱的负能部分,本文计算了旋量极化激元的光致发光谱,为实验观测提供了理论基础。2.暗亮孤子在旋量极化激元的传播动力学。非线性激发中的暗亮孤子能具有更强的稳定性和抗噪声能力,是重要的信息传输手段。本文通过哈密顿变分法,用数值模拟和解析推导相结合的方式得到了暗亮孤子在激子极化激元传播的质心位置满足的运动方程。接着本文测试了暗亮孤子抗噪声能力和横向不稳定性,发现暗亮孤子能够在耗散系统中传播足够长的时间并被目前的实验所观测到。3.激子极化激元凝聚体中的非线性朗道齐纳隧穿过程。通过双模近似,本文得到了处在周期势阱中的极化激元的朗道齐纳有效模型。此外,本文还研究了库源的涨落以及两个势阱中凝聚体的相对相位对于激子极化激元隧穿过程的影响,并在相空间找到了有效模型的哈密顿量稳定点与极化激元能带的对应关系。
赵凤艳[8]（2019）在《基于渐变折射率多模光纤的光纤激光器锁模机理与技术研究》文中指出超短脉冲激光技术的迅猛发展不断推进了新材料、新技术以及新产业的涌现,促进了光通讯、光传感、生物医学、光频梳及微加工等前沿研究领域的快速发展,为人们认识和探索未知领域提供了重要工具。相对于传统的固体激光器,全光纤结构的光纤激光器由于具有集成化高、成本低、运转模式多样等独特的优势吸引了科研人员广泛关注。光纤激光器作为超快领域的重要研究方向,涉及到新型锁模技术及新型锁模材料的开发、高能量全光纤元件的开发等诸多研究领域。尤其是渐变折射率多模光纤作为可饱和吸收体的出现,解决了传统可饱和体在锁模光纤激光器中的弊端,极大的促进全光纤锁模激光器的进程,具有潜在的应用价值和更为广泛的研究意义。然而,实验上关于渐变折射率多模光纤锁模光纤激光器的报道很少,仍有很多新现象、新机理有待于我们去深入的挖掘、探索和解释。在这一背景下,我们针对基于多模光纤可饱和吸收体锁模光纤激光器展开了大量的实验研究。通过有效地调控光纤激光器的色散量和非线性参数,实现高稳定性、高功率的不同特性的超短脉冲全光纤锁模光纤激光器。本论文的主要研究内容从以下几个方面开展:1.阐述光在单模光纤与多模光纤中传输特性。总结了光纤中线性色散效应和非线性效应如自相位调制,交叉相位调制和四波混频过程。尤其在Poletti和Horak给出的多模光纤模型基础上,本论文基于多模光纤展开了大量的研究。同时介绍了多模干涉的基本概念,通过引进一些数值结果详细地阐明多模干涉的基本原理。最后,给出光脉冲在多模光纤中传输时的数值模型。2.系统地研究了基于渐变折射率多模光纤与阶跃折射率多模光纤的混合结构可饱和吸收体锁模现象,探讨了利用多模光纤实现锁模机制。在反常色散区域,深入研究多模光纤长度、弯曲程度、模场直径对锁模行为的影响,解决其在光纤激光器中传输功率低的技术难题,同时分析渐变折射率多模光纤芯径尺寸对输出功率的影响。实验中得到孤子中心波长为1598 nm,3 dB光谱带宽为3.4 nm,脉冲宽度为960 fs,平均输出功率为24 mW,对应于2.44 nJ的单脉冲能量,首次基于混合结构的多模光纤实现孤子脉冲能量高达nJ量级。3.提出并实现了一种基于多模光纤混合结构的展宽锁模光纤激光器。与负色散区域的传统孤子和正常色散的耗散孤子不同,零色散区域的展宽脉冲光谱呈现出光滑的高斯型轮廓。渐变折射率多模光纤长度为30 cm时,输出的锁模脉冲的中心波长为1595 nm,脉冲宽度为550 fs,3 dB光谱宽度为8.02 nm。当渐变折射率多模光纤长度为20 cm时,展宽脉冲的中心波长为1603 nm,脉冲宽度为310 fs,3 dB光谱宽度为14.2 nm。310 fs脉冲宽度也是当前基于混合结构多模光纤可饱和吸收体在掺铒光纤激光器中获得的最窄脉冲。通过提升泵浦功率,锁模光纤激光器由传统孤子锁模演化为稳定的展宽脉冲锁模运转。研究结果表明,传统孤子与展宽脉冲锁模的过渡归因于增加泵浦功率时渐变折射率多模光纤引起的非线性效应及色散量的改变。4.系统地研究了基于混合结构多模光纤可饱和吸收体锁模光纤激光器中束缚态孤子的产生及其相互作用。在掺铒光纤振荡器设计中,通过优化激光腔内的非线性参数和色散量,首次基于多模光纤中非线性多模干涉原理产生稳定的同相位和反相位的束缚态孤子。反相位束缚态传统孤子的光谱调制深度为25 dB,光谱调制周期为2.08 nm,脉冲间距为4.93 ps。同相位束缚态传统孤子的光谱调制深度为27 dB,光谱调制周期为1.66nm。研究结果分析表明,束缚态孤子的形成源于孤子间的直接相互作用。稳定束缚态孤子的实现进一步验证了多模光纤结构的带通滤波作用。5.利用混合结构多模光纤锁模技术研究了正常色散区域掺镱光纤激光器中脉冲的产生。首次在1μm波段的谐振腔中同时观察到调Q、调Q锁模以及锁模运转状态。随着泵浦功率的增加,调Q脉冲输出的重复频率由52.288 kHz增加到72.88 kHz,相应单脉冲宽度由4.61μs降低到3.937μs。对应的最大平均输出功率和单脉冲能量分别为3.07 mW和42.1 nJ。锁模光谱的中心波长为1064 nm,相应的光谱宽度为6.4081 nm,脉冲宽度为78.1 ps。
马普娟[9]（2019）在《等离激元体系的光学非线性及时间演化特性研究》文中认为本论文主要研究等离激元材料（主要包括贵金属颗粒和石墨烯包裹的介电颗粒）的光学非线性和时间演化行为。基于色散关系法建立非线性动力学特征方程组,分析体系的光学双稳、随时间演化特性和调制非稳定性,并提出利用非线性实现超快速切换、通信安全等方案。具体研究内容如下:1.等离激元金属核壳结构纳米复合材料的光学非线性增强本文利用一种新颖的双金属核-壳结构纳米颗粒复合体系来实现了非线性效应的增强。这种光学非线性效应的增强来自两个方面,一是金属等离激元材料本身的强非线性效应,二是由球形等离激元和空球腔等离激元的偶极模耦合形成的对称模与非对称模共振而引起的局域场增强。研究表明,这种等离激元金属核壳结构纳米颗粒复合体系可以通过调节其核壳比来实现光学非线性效应的最大增强。2.基于非线性石墨烯等离激元的光学双稳与非确定转换利用色散关系法,建立动力学特征方程来描述非线性石墨烯纳米颗粒随时间演化的电偶极矩,研究其光学双稳态。通过外加高斯型脉冲信号,研究外加信号参数对非线性石墨烯颗粒转换后所处稳态的影响,从而控制该颗粒在双稳态间相互转换,实现超快切换。我们进一步提出“非确定转换”这一概念,即非线性球颗粒的转换态与外加信号参数呈现非确定的关系。3.基于非线性石墨烯等离激元二聚体体系的低阈值光学双稳态研究及纳米雷达的实现本文研究了非线性石墨烯包裹介电颗粒纳米二聚体体系的光学双稳及动力学性质。结果表明,二聚体结构能有效的降低双稳阈值。此外,考虑非线性石墨烯二聚体的电极化随时间演化,当体系处于调制非稳定区域,两颗粒的电极化发生周期性振荡,这是由于调制非稳定性导致本征模之间的能量发生周期性交换,并进一步引发其散射图案的周期性变化。因此,我们利用以上动力学特性,提出基于非线性石墨烯二聚体的新型纳米雷达,其低操作阈值、超快响应时间和超短的自振荡周期在纳米光子学信息安全领域具有潜在的应用价值。4.非线性石墨烯纳米二聚体中非对称态、周期性振荡态和混沌态的研究本文提出了非线性石墨烯包裹氟化钡球颗粒二聚体结构的新型纳米天线。推导任意入射角电磁波辐射下二聚体电偶极矩随时间演化的非线性动力学方程,得到双稳以及多稳态;并利用传统的线性化分析法,通过外加微扰,计算静态解的非稳定性增长率,判断其稳定性。此外,我们提出并证明了纵向调制非稳定性会导致一系列丰富的动力学行为,如非对称态、周期性振荡态和混沌态,而横向调制非稳定性则不然。我们的研究结果为非线性等离激元的实验研究提供了理论指导,也为我们利用非线性石墨烯设计全光转换、随机数发生器等超薄超快的新型纳米光电元器件开拓新的道路。5.基于非确定转换光学纳米天线的超快加密法本文研究了基于非线性等离激元共振颗粒异质二聚体的光学双稳和非确定转换。当外加足够强的脉冲信号时,系统最终是转换到另一个稳态还是保持在初始态,取决于脉冲信号参数。该操作中的非线性特性使得基于“非确定转换”的序列加密免受代数攻击。与需要数千个逻辑门的常用加密算法相比,它仅利用单个双稳态元件就可以实现“非确定转换”辅助加密协议。此外,我们通过解密单词“enigma”来阐述这一原理,加密速率为0.13 Tb/s。这种高转化效率和小尺寸的优势使该非线性双稳系统作为全光加密构造中的基本要素更具发展价值。
杨玮枫,宋晓红[10]（2012）在《不对称介质中载波包络相位相关的超快多光子现象研究》文中研究指明研究了不对称介质中载波包络相位（CEP）相关的超快多光子过程。研究发现,通过调节周期量级超短脉冲的CEP,能够实现对超快四波混频转换效率的有效控制。而且,进一步研究发现,入射脉冲的CEP能够被极化分子介质中产生的孤子脉冲"记住",这一崭新的效应提供了一种测量未经放大周期量级超短激光脉冲CEP的新方案。另外,研究了半抛物量子阱（QW）中的载波拉比振荡效应的物理机制。
二、孤子和辐射场的非线性相互作用（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、孤子和辐射场的非线性相互作用（论文提纲范文）
（1）倏逝场在原子介质中非线性传播特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微纳波导中倏逝波与原子介质的相互作用及其研究进展 |
| 1.2.1 表面等离激元 |
| 1.2.2 金属-电介质波导 |
| 1.2.3 金属-电介质-金属波导 |
| 1.2.4 纳米光纤 |
| 1.3 表面等离激元非线性效应及其研究进展 |
| 1.4 表面等离激元的磁光调控及其研究进展 |
| 1.5 光孤子及非线性光脉冲的存储及读取研究进展 |
| 1.6 论文结构 |
| 第二章 理论方法 |
| 2.1 波导中电磁模式的分析方法 |
| 2.1.1 平面双层波导 |
| 2.1.2 平面三层波导 |
| 2.1.3 纳米光纤波导 |
| 2.2 光与相干介质相互作用的半经典理论 |
| 2.2.1 Maxwell-Bloch方程 |
| 2.3 微纳波导体系中处理光于相干介质相互作用的平均场近似方法 |
| 第三章 金属-电介质-金属波导结构中弱光场信号的俘获及轨迹操控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型简介 |
| 3.3 表面等离激元的增益辅助传播及其线性传播性质 |
| 3.4 SPPs孤子的非线性演化方程 |
| 3.5 通过交叉相位调制用探测场 SPPs 孤子控制信号场 SPPs 孤子 |
| 3.5.1 在没有外磁场下控制信号场SPPs |
| 3.5.2 有外磁场下控制信号场SPPs |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 纳米光纤中基于电磁感应透明机制的光存储及读取的理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型 |
| 4.3 纳米光纤波导体系的EIT特性 |
| 4.3.1 初态 |
| 4.3.2 线性色散和慢光效应 |
| 4.4 纳米光纤界面上的超慢孤子 |
| 4.4.1 EIT存储的非线性理论 |
| 4.4.2 超慢孤子的存储与读取 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 掺杂稀土元素晶体材料量子干涉效应的理论分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.3 线性性质 |
| 5.3.1 基态 |
| 5.3.2 线性色散关系 |
| 5.4 量子干涉性质分析 |
| 5.4.1 Λ型系统 |
| 5.4.2 V型系统 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 拟开展的进一步研究工作 |
| 附录A 第三章中一些方程和系数的具体表达式 |
| 附录B 第四章中一些方程和系数的具体表达式 |
| B.1 纳米光纤的电场模式 |
| B.2 Bloch方程的各阶解的形式 |
| B.2.1 Bloch方程 |
| B.2.2 MB方程一阶解的具体形式 |
| B.3 有效MB方程 |
| 附录C 第五章中一些方程和系数的具体表达式 |
| C.1 Λ型和V型能级系统的光学Bloch方程及其一阶解 |
| C.2 两个系统中光谱分解的细节 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（2）超流费米气体中光诱导时空模式（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超冷原子气体 |
| 1.2 超冷费米气体的研究现状 |
| 1.2.1 可调控相互作用费米气体 |
| 1.2.2 射频光谱 |
| 1.2.3 BEC-BCS渡越区声速 |
| 1.2.4 超冷费米气体的其它实验研究 |
| 1.3 原子非线性研究 |
| 1.3.1 孤子 |
| 1.3.2 法拉第波 |
| 1.3.3 时空晶体 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 ~6Li原子基态能级与Feshbach共振 |
| 2.1 ~6Li原子基态能级 |
| 2.1.1 ~6Li原子基态 |
| 2.1.2 ~6Li原子射频谱以及磁场标定 |
| 2.2 ~6Li原子可调节的相互作用 |
| 2.2.1 散射截面与散射长度 |
| 2.2.2 Feshbach共振 |
| 2.2.3 相互作用的费米子气体 |
| 第三章 ~6Li超冷原子的制备与性质 |
| 3.1 制备超冷~6Li原子 |
| 3.1.1 炉子 |
| 3.1.2 光与原子相互作用 |
| 3.1.3 塞曼减速器 |
| 3.1.4 磁光阱 |
| 3.1.5 远失谐偶极阱 |
| 3.1.6 真空系统 |
| 3.1.7 射频天线 |
| 3.1.8 时序控制 |
| 3.2 锁定系统 |
| 3.2.1 激光锁定 |
| 3.2.2 磁场锁定 |
| 3.3 原子成像 |
| 3.3.1 荧光成像 |
| 3.3.2 吸收成像 |
| 3.4 原子参数测量 |
| 3.4.1 势阱频率测量 |
| 3.4.2 原子温度测量 |
| 第四章 DMD任意光束整形技术 |
| 4.1 光束整形技术简介 |
| 4.2 DMD任意光束整形技术 |
| 4.2.1 光路设置 |
| 4.2.2 DMD模式设计算法 |
| 4.3 数字微镜器件DMD简介 |
| 第五章 超流费米气体中光诱导时空模式 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.2.1 激发时空模式 |
| 5.2.2 调制光对原子的作用 |
| 5.2.3 声速的测量 |
| 第六章 BEC-BCS渡越区域声速 |
| 6.1 流体动力学声速 |
| 6.2 BEC-BCS渡越区域声速理论值 |
| 6.2.1 平均场理论 |
| 6.2.2 蒙特卡罗理论 |
| 6.3 超流费米气体中的模式激发:流体力学描述 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 拟开展进一步工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（3）高重频掺钬光纤激光器及其大气传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 掺钬光纤激光器概述 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 光纤激光大气传输研究进展及发展趋势 |
| 1.4 本文的章节安排 |
| 第2章 高重频掺钬锁模光纤激光产生及大气传输基本理论 |
| 2.1 钬离子能级结构及泵浦原理 |
| 2.1.1 掺钬光纤能级结构与泵浦原理 |
| 2.1.2 铥钬共掺光纤能级结构与泵浦原理 |
| 2.2 高重频锁模光纤激光器理论模型及结构 |
| 2.2.1 被动锁模光纤激光器 |
| 2.2.2 主动锁模光纤激光器 |
| 2.3 光纤激光大气传输特性理论分析 |
| 2.3.1 大气湍流信道模拟系统原理 |
| 2.3.2 烟雾信道模拟系统原理 |
| 2.3.3 光纤激光大气传输关键指标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 2μm多孤子锁模脉冲特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 2μm单孤子锁模脉冲 |
| 3.2.1 负色散区掺钬基频传统孤子脉冲产生 |
| 3.2.2 近零色散区基频色散管理孤子产生 |
| 3.3 2μm多孤子锁模脉冲 |
| 3.3.1 强度不均的多孤子脉冲 |
| 3.3.2 多孤子脉冲聚束 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高重频掺钬锁模脉冲产生及数字调制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高重频掺钬主动锁模光纤激光产生 |
| 4.2.1 掺钬主动锁模光纤激光泵浦优化 |
| 4.2.2 基于NPR滤波效应的高重频掺钬主动锁模光纤激光器 |
| 4.2.3 基于F-P滤波器的高重频掺钬主动锁模光纤激光器 |
| 4.3 高重频掺钬主动锁模脉冲同步数字调制/解调技术 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 主动锁模重频控制及多波长产生研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高重频锁模脉冲噪声抑制及重频控制 |
| 5.2.1 高阶谐波锁模脉冲超模噪声抑制 |
| 5.2.2 锁模脉冲重频控制研究 |
| 5.3 2μm多波长主动锁模脉冲产生 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 掺钬光纤激光大气传输特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 掺钬锁模光纤激光湍流信道传输特性研究 |
| 6.3 掺钬锁模光纤激光烟雾信道传输特性研究 |
| 6.3.1 室内烟雾信道模拟装置标定 |
| 6.3.2 1.55μm与2.04μm激光载波烟信道传输特性对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结及创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（4）基于等离激元诱导透明的巨磁克尔效应与超慢磁孤子研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超材料简介及其研究进展 |
| 1.3 非线性超材料及其研究进展 |
| 1.4 等离激元诱导透明及其研究进展 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 电磁诱导透明与等离激元诱导透明 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三能级原子体系中的电磁诱导透明 |
| 2.2.1 麦克斯韦-布洛赫方程 |
| 2.2.2 光场的线性传播特性 |
| 2.2.3 光场的非线性传播特征 |
| 2.3 超材料中的等离激元诱导透明 |
| 2.3.1 麦克斯韦-布洛赫方程 |
| 2.3.2 光场的线性和非线性传播特征 |
| 2.3.3 超慢弱光孤子 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 利用等离激元诱导透明实现增强的磁性克尔非线性与低功率超慢磁孤子 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型及其线性传播特征 |
| 3.2.1 线性传播特性:数值结果 |
| 3.2.2 线性传播特性:解析结果 |
| 3.3 增强的三阶磁克尔非线性 |
| 3.4 低功率超慢磁孤子 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 研究工作总结 |
| 4.2 进一步的工作展望 |
| 附录 A Maxwell-Bloch方程组和它们的微扰展开 |
| 附录 B 耦合振子方程和Maxwell方程的各阶解 |
| 附录 C 第三章中各阶解的具体表达式 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（5）锁模光纤激光器新颖非线性动力学行为的理论和实验探究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 超快光纤激光器的原理和应用 |
| 1.2 激光器中光脉冲和孤子的基本分类和概述 |
| 1.3 激光器中的脉冲的非线性演化特性 |
| 1.4 本课题研究意义及论文结构安排 |
| 2 光纤激光器中孤子和色散波动力学行为探究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 凹陷型Kelly边带的理论探究 |
| 2.3 锁模激光器中连续波诱导的共振边带 |
| 2.4 色散波与孤子相互作用引起的孤子振动 |
| 2.5 正常色散激光器中耗散孤子的色散波辐射 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 激光器中矢量孤子的新型偏振态动力学行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 矢量孤子的快轴不稳定性 |
| 3.3 矢量孤子分子的“分子”与“矢量”探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 超快光纤激光器中的高阶孤子现象 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 色散管理高阶孤子光纤激光器 |
| 4.3 高阶孤子效应引起的传统孤子分裂 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 正常色散区脉冲整形机制探究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单脉冲、多脉冲和类噪声脉冲调控 |
| 5.3 从耗散孤子到放大自相似子的转变 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 孤子爆炸中的新颖动力学行为 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 塌陷型与双脉冲不稳定型孤子爆炸 |
| 6.3 塌陷型孤子爆炸中的暗孤子 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 超快激光器瞬态行为的实时光谱演化过程 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 激光器和实时光谱测量装置 |
| 7.3 振动耗散孤子的实验观测 |
| 7.4 激光器激射态自发演化 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间发表论文和专利目录 |
（6）基于新型二维材料的锁模光纤激光器研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 脉冲光纤激光器的发展历程 |
| 1.3 二维材料可饱和吸收体研究进展 |
| 1.3.1 硒化铋(Bi_2Se_3)的结构性质与研究进展 |
| 1.3.2 硒化铟(In_2Se_3)的结构性质与研究进展 |
| 1.4 二维材料及可饱和吸收体的制备 |
| 1.4.1 二维材料的制备方式 |
| 1.4.2 二维材料可饱和吸收体的制备方式 |
| 1.5 本论文的选题依据及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 被动锁模光纤激光器的理论基础 |
| 2.1 锁模的基本原理 |
| 2.2 二维材料可饱和吸收体的非线性吸收特性 |
| 2.3 被动锁模光纤激光器的孤子类型 |
| 2.3.1 亮孤子 |
| 2.3.2 暗孤子 |
| 2.3.3 耗散孤子 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于CVD-Bi_2Se_3 可饱和吸收体的掺镱锁模线型腔光纤激光器 |
| 3.1 Bi_2Se_3 可饱和吸收体的制备与表征 |
| 3.1.1 Bi_2Se_3 纳米片的制备与表征 |
| 3.1.2 Bi_2Se_3 可饱和吸收体的制备与非线性光学特性测量 |
| 3.2 基于Bi_2Se_3 可饱和吸收体的锁模光纤激光器实验装置 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于In_2Se_3 可饱和吸收体的高功率锁模掺铒光纤激光器 |
| 4.1 In_2Se_3 可饱和吸收体的制备与表征 |
| 4.1.1 In_2Se_3 纳米片的制备与表征 |
| 4.1.2 In_2Se_3 可饱和吸收体的制备与非线性光学特性测量 |
| 4.2 基于In_2Se_3 可饱和吸收体的锁模光纤激光器实验装置 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文的工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）旋量激子极化激元的元激发以及非线性隧穿过程（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 本文的主要内容 |
| 第2章 弱相互作用的玻色气体的Bogoliubov变换以及元激发 |
| 2.1 Bogoliubov-de Gennes变换 |
| 2.2 弱相互作用玻色气体的BdG变换 |
| 2.3 元激发谱 |
| 2.4 声速和超流 |
| 2.5 极化激元的超流性质 |
| 第3章 单组分极化激元的稳态以及元激发 |
| 3.1 单组分极化激元的基态 |
| 3.2 单组分极化激元的元激发 |
| 3.2.1 快速耗散的库源极限下的元激发 |
| 3.2.2 慢速耗散的库源极限下的元激发 |
| 3.3 量子朗之万噪声在激子极化激元中的应用 |
| 3.3.1 基本模型 |
| 3.3.2 Bogoliubov元激发以及光致发光谱 |
| 第4章 旋量激子极化激元的稳态以及元激发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 旋量极化激元模型以及稳态 |
| 4.3 旋量极化激元的元激发 |
| 4.3.1 自旋非极化相下的极化激元的元激发 |
| 4.3.2 自旋极化相下的极化激元的元激发 |
| 4.4 旋量极化激元的光致发光谱 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 非线性研究中的变分法 |
| 5.1 变分法简介 |
| 5.2 拉格朗日变分法 |
| 5.2.1 单个暗孤子 |
| 5.2.2 双暗孤子 |
| 5.2.3 带有耗散相互作用的暗孤子 |
| 5.3 哈密顿变分法 |
| 5.3.1 具有耗散相互作用的暗孤子 |
| 5.3.2 谐振势阱中的暗亮孤子 |
| 第6章 旋量激子极化激元的暗亮孤子传播动力学 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型 |
| 6.3 均匀分布的凝聚体的稳态 |
| 6.4 暗亮孤子的动力学行为 |
| 6.5 蛇形不稳定性 |
| 6.6 本章小节 |
| 第7章 线性朗道齐纳隧穿模型 |
| 7.1 经典绝热定理 |
| 7.2 量子绝热定理 |
| 7.3 朗道齐纳隧穿几率 |
| 第8章 激子极化激元中的非线性朗道齐纳隧穿过程 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 基本模型 |
| 8.3 耗散朗道齐纳模型的稳态 |
| 8.4 极化激元的朗道齐纳隧穿 |
| 8.5 哈密顿量在相空间运动情况 |
| 8.6 本章小结 |
| 第9章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）基于渐变折射率多模光纤的光纤激光器锁模机理与技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锁模光纤激光器的基本原理 |
| 1.3 实现光纤激光器锁模的主要方法 |
| 1.4 基于多模光纤的非线性效应及实验研究进展 |
| 1.4.1 光束自净化效应 |
| 1.4.2 时空不稳定性 |
| 1.4.3 时空锁模 |
| 1.4.4 可饱和吸收效应 |
| 1.5 本文的主要研究内容与结构安排 |
| 第2章 光脉冲在渐变折射率多模光纤中的传输特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光在单模光纤中传输 |
| 2.2.1 色散效应 |
| 2.2.2 非线性效应 |
| 2.3 光在多模光纤中传输 |
| 2.3.1 多模干涉和自成像现象 |
| 2.3.2 多模光纤中脉冲传输的数值模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于混合结构多模光纤的可饱和吸收体锁模机制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多模光纤可饱和吸收机理 |
| 3.3 全光纤锁模光纤激光的实验结果与讨论 |
| 3.4 高能量无分裂孤子锁模光纤激光器的实验结果与讨论 |
| 3.4.1 混合结构多模光纤可饱和吸收体的准备及特性 |
| 3.4.2 实验设计方案 |
| 3.4.3 实验结果与分析讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于非线性多模干涉效应的展宽脉冲锁模机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于多模光纤可饱和吸收体锁模的数值模拟及分析 |
| 4.3 高能量展宽脉冲锁模光纤激光器 |
| 4.3.1 混合结构多模光纤可饱和吸收体的制备 |
| 4.3.2 展宽脉冲光纤激光器实验设计 |
| 4.3.3 实验结果与分析讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于多模干涉效应的束缚态孤子锁模脉冲产生实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于混合结构多模光纤可饱和吸收体的束缚态孤子锁模光纤激光器 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 基于非线性多模干涉克尔效应的掺镱全光纤脉冲激光实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于混合结构多模光纤掺镱光纤脉冲激光器 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 本论文的主要研究成果及其意义 |
| 7.2 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 中英文对照表 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）等离激元体系的光学非线性及时间演化特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 非线性等离激元的研究概况 |
| 1.1.1 非线性光学性质的理论基础 |
| 1.1.2 非线性等离激元的发展概况 |
| 1.1.3 非线性等离激元纳米颗粒体系的动力学特性研究概况 |
| 1.2 石墨烯等离激元光学性质的前沿研究 |
| 1.2.1 石墨烯光学性质及其等离激元简介 |
| 1.2.2 石墨烯的非线性等离激元研究及应用 |
| 1.3 本课题的工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 等离激元金属核壳结构纳米复合材料的光学非线性增强 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 理论推导 |
| 2.3 数值结果与讨论 |
| 2.4 理论与仿真结果对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于非线性石墨烯等离激元的光学双稳与非确定转换 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 理论模型与推导 |
| 3.2.1 非线性石墨烯包纳米球的准静态理论 |
| 3.2.2 非线性石墨烯包纳米球的动力学理论 |
| 3.3 数值结果和讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于非线性石墨烯等离激元二聚体体系的低阈值光学双稳态研究及纳米雷达的实现 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 理论推导 |
| 4.3 数值计算与讨论 |
| 4.3.1 非线性稳态解分析 |
| 4.3.2 动力学特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 非线性石墨烯纳米二聚体中非对称态,周期性振荡态和混沌态的研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 斜入射时二聚体纳米天线的动力学非线性方程 |
| 5.3 数值结果讨论 |
| 5.3.1 非线性稳态解分析 |
| 5.3.2 动力学特性分析 |
| 5.3.3 非对称态,周期性振荡态和混沌态的实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于非确定转换光学纳米天线的超快加密法 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 理论方法 |
| 6.2.1 基本模型推导 |
| 6.2.2 非确定转化纳米天线的理论模型 |
| 6.2.3 非确定转化纳米天线的具体细节 |
| 6.3 数值结果与非确定转换的实现 |
| 6.3.1 非确定转换纳米天线的性质 |
| 6.3.2 利用非确定转换解译信息 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 攻读博士学位期间公开发表的论文及科研成果 |
| 致谢 |
（10）不对称介质中载波包络相位相关的超快多光子现象研究（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 理 论 |
| 3 结果和讨论 |
| 4 结 论 |
四、孤子和辐射场的非线性相互作用（论文参考文献）
- [1]倏逝场在原子介质中非线性传播特性研究[D]. 周勇. 山东师范大学, 2021
- [2]超流费米气体中光诱导时空模式[D]. 李芳. 华东师范大学, 2021
- [3]高重频掺钬光纤激光器及其大气传输特性研究[D]. 林鹏. 长春理工大学, 2021(01)
- [4]基于等离激元诱导透明的巨磁克尔效应与超慢磁孤子研究[D]. 徐毅斌. 华东师范大学, 2020(10)
- [5]锁模光纤激光器新颖非线性动力学行为的理论和实验探究[D]. 杜岳卿. 华中科技大学, 2020(01)
- [6]基于新型二维材料的锁模光纤激光器研究[D]. 韩喜乐. 山东师范大学, 2020(08)
- [7]旋量激子极化激元的元激发以及非线性隧穿过程[D]. 许星然. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]基于渐变折射率多模光纤的光纤激光器锁模机理与技术研究[D]. 赵凤艳. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)
- [9]等离激元体系的光学非线性及时间演化特性研究[D]. 马普娟. 苏州大学, 2019(04)
- [10]不对称介质中载波包络相位相关的超快多光子现象研究[J]. 杨玮枫,宋晓红. 激光与光电子学进展, 2012(10)