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叠加态涡旋光束经旋转随机粗糙表面的频移特性
1
作者
吕宏
党磊
贺蕊
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期1969-1974,共6页
论文基于涡旋光束传输特性及光散射理论,研究了叠加态涡旋光束经旋转随机粗糙表面的场分布及干涉特性.对拓扑荷值大小相同、符号相反的两束涡旋光进行了叠加生成仿真及实验,利用角谱衍射理论,分析了旋转随机粗糙表面均方根粗糙度对光束...
论文基于涡旋光束传输特性及光散射理论,研究了叠加态涡旋光束经旋转随机粗糙表面的场分布及干涉特性.对拓扑荷值大小相同、符号相反的两束涡旋光进行了叠加生成仿真及实验,利用角谱衍射理论,分析了旋转随机粗糙表面均方根粗糙度对光束传输的影响,数值计算了不同拓扑荷值的叠加态涡旋光束经旋转随机粗糙表面后,与参考光进行干涉得到不同转速下归一化强度值随时间变化的曲线,并通过光强-时间函数间接求得频移量,再反演得到旋转目标的转速.结果表明:通过仿真曲线的周期反演频率,当转速Ω分别为2π/3 rad/s,2πrad/s,10π/3 rad/s时,对应的频移Δf分别为2/3Hz,2Hz,10/3Hz.研究结果可以为叠加涡旋光的调控及应用提供理论参考.
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关键词
叠加态涡旋
光束
旋转随机粗糙表面
频移
场分布
干涉
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职称材料
二维激子极化激元凝聚中涡旋叠加态稳态及动力学特性研究
被引量：
3
2
作者
陈海军
任元
+2 位作者
王华
汤国志
刘通
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2019年第2期290-297,共8页
利用分步Crank-Nicolson方案的虚时和实时有限差分方法求解耗散系统的Gross-Pitaevskii(GP)方程,研究了二维激子极化激元凝聚(exciton-polariton condensates)体系中正反涡旋叠加态的稳态结构并直观地验证这种稳态结构在半导体微腔旋转...
利用分步Crank-Nicolson方案的虚时和实时有限差分方法求解耗散系统的Gross-Pitaevskii(GP)方程,研究了二维激子极化激元凝聚(exciton-polariton condensates)体系中正反涡旋叠加态的稳态结构并直观地验证这种稳态结构在半导体微腔旋转下的稳定性和动力学特性.通过虚时和实时演化相结合的方法求解出几种角动量情况下所对应的稳定涡旋叠加态.然后利用实时演化方法研究在半导体微腔旋转的情况下,正反涡旋叠加态的稳定性及其旋转角速率和半导体微腔旋转角速率之间的定量关系.最后研究了单涡旋态在半导体微腔旋转时形成涡旋阵列的动力学过程,并给出了泵浦光宽度和增益项对涡旋阵列结构的影响.研究表明,系统的泵浦,损耗和增益对稳定性和动力学特性有重要影响.
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关键词
激子极化激元
涡旋
叠加
态
稳定性
动力学
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职称材料
量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算(特邀)
3
作者
任元
吴昊
+3 位作者
王琛
刘政良
刘通
熊振宇
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第4期9-18,共10页
半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向,而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensates,BEC)的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-...
半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向,而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensates,BEC)的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-Kutta差分和FDTD有限元方法构建了一个精确的数学模型来表征量子涡旋陀螺激子极化激元体系的时空演化规律。在此基础上,研究了泵浦光、信号光和与半导体微腔材料相关的一些关键参数对量子涡旋陀螺激子极化激元凝聚体演化特性的影响。其中泵浦光和信号光考虑了环形光斑的几何尺寸以及它们的光强,而微腔材料对激子极化激元体系的影响通过数学上的变换,折算为有效质量对BEC体系的影响。通过大量参数扫描,得到了影响量子涡旋陀螺性能的一些关键因素,包括泵浦光的几何参数和强度、泵浦光和信号光的相关影响以及半导体微腔的材料特性。通过表征不同微腔材料的有效质量与性能之间的关系,计算了材料性能与量子涡旋陀螺仪叠加态演化之间的关系,发现有效质量的合理值范围很窄。这些工作为量子涡旋陀螺的工程样机研发提供了重要参考。
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关键词
量子
涡旋
陀螺仪
激子极化激元
轨道角动量
叠加态涡旋
时空演化特性
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职称材料
题名
叠加态涡旋光束经旋转随机粗糙表面的频移特性
1
作者
吕宏
党磊
贺蕊
机构
西安工业大学光电工程学院
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期1969-1974,共6页
基金
陕西省自然科学基础研究计划项目资助(No.2019JM-470)
陕西省教育厅科研计划资助(No.18JS048)。
文摘
论文基于涡旋光束传输特性及光散射理论,研究了叠加态涡旋光束经旋转随机粗糙表面的场分布及干涉特性.对拓扑荷值大小相同、符号相反的两束涡旋光进行了叠加生成仿真及实验,利用角谱衍射理论,分析了旋转随机粗糙表面均方根粗糙度对光束传输的影响,数值计算了不同拓扑荷值的叠加态涡旋光束经旋转随机粗糙表面后,与参考光进行干涉得到不同转速下归一化强度值随时间变化的曲线,并通过光强-时间函数间接求得频移量,再反演得到旋转目标的转速.结果表明:通过仿真曲线的周期反演频率,当转速Ω分别为2π/3 rad/s,2πrad/s,10π/3 rad/s时,对应的频移Δf分别为2/3Hz,2Hz,10/3Hz.研究结果可以为叠加涡旋光的调控及应用提供理论参考.
关键词
叠加态涡旋
光束
旋转随机粗糙表面
频移
场分布
干涉
Keywords
superposition vortex beams
rotating random rough surface
frequency shift
field distribution
interference
分类号
TN929.1 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
二维激子极化激元凝聚中涡旋叠加态稳态及动力学特性研究
被引量：
3
2
作者
陈海军
任元
王华
汤国志
刘通
机构
中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
出处
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2019年第2期290-297,共8页
基金
国家自然科学基金(11772001
51475472)
北京市青年拔尖人才项目(2017000026833ZK23)
文摘
利用分步Crank-Nicolson方案的虚时和实时有限差分方法求解耗散系统的Gross-Pitaevskii(GP)方程,研究了二维激子极化激元凝聚(exciton-polariton condensates)体系中正反涡旋叠加态的稳态结构并直观地验证这种稳态结构在半导体微腔旋转下的稳定性和动力学特性.通过虚时和实时演化相结合的方法求解出几种角动量情况下所对应的稳定涡旋叠加态.然后利用实时演化方法研究在半导体微腔旋转的情况下,正反涡旋叠加态的稳定性及其旋转角速率和半导体微腔旋转角速率之间的定量关系.最后研究了单涡旋态在半导体微腔旋转时形成涡旋阵列的动力学过程,并给出了泵浦光宽度和增益项对涡旋阵列结构的影响.研究表明,系统的泵浦,损耗和增益对稳定性和动力学特性有重要影响.
关键词
激子极化激元
涡旋
叠加
态
稳定性
动力学
Keywords
Exciton-polariton condensations
Vortex superposed states
Stability
Dynamics
分类号
O469 [理学—凝聚态物理]
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职称材料
题名
量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算(特邀)
3
作者
任元
吴昊
王琛
刘政良
刘通
熊振宇
机构
航天工程大学基础部
航天工程大学宇航科学与技术系
航天工程大学量子探测与感知实验室
航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第4期9-18,共10页
基金
国防科技创新特区项目(18-×××-04-ZT-002-019-01)
国家自然科学基金(62173342,11772001,61805283)。
文摘
半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向,而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensates,BEC)的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-Kutta差分和FDTD有限元方法构建了一个精确的数学模型来表征量子涡旋陀螺激子极化激元体系的时空演化规律。在此基础上,研究了泵浦光、信号光和与半导体微腔材料相关的一些关键参数对量子涡旋陀螺激子极化激元凝聚体演化特性的影响。其中泵浦光和信号光考虑了环形光斑的几何尺寸以及它们的光强,而微腔材料对激子极化激元体系的影响通过数学上的变换,折算为有效质量对BEC体系的影响。通过大量参数扫描,得到了影响量子涡旋陀螺性能的一些关键因素,包括泵浦光的几何参数和强度、泵浦光和信号光的相关影响以及半导体微腔的材料特性。通过表征不同微腔材料的有效质量与性能之间的关系,计算了材料性能与量子涡旋陀螺仪叠加态演化之间的关系,发现有效质量的合理值范围很窄。这些工作为量子涡旋陀螺的工程样机研发提供了重要参考。
关键词
量子
涡旋
陀螺仪
激子极化激元
轨道角动量
叠加态涡旋
时空演化特性
Keywords
quantum vortex gyroscope
exciton polaritons
orbital angular momentum
vortex superposition state
time-space evolution characteristics
分类号
O437 [机械工程—光学工程]
O469 [理学—凝聚态物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
叠加态涡旋光束经旋转随机粗糙表面的频移特性
吕宏
党磊
贺蕊
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
二维激子极化激元凝聚中涡旋叠加态稳态及动力学特性研究
陈海军
任元
王华
汤国志
刘通
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2019
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算(特邀)
任元
吴昊
王琛
刘政良
刘通
熊振宇
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
0
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