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基于增益管理非线性的超快光纤激光放大研究进展(特邀)
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作者 李灿 任博 +4 位作者 郭琨 王涛 吴坚 冷进勇 周朴 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期45-58,共14页
增益管理非线性(Gain Managed Nonlinearity,GMN)光纤放大技术涉及一种超快激光在非线性自相位调制与有源光纤动态增益共同作用下的非线性吸引子,可在激光脉冲能量提升的同时实现上百倍的线性光谱展宽,因而成为近年来超快光纤激光领域... 增益管理非线性(Gain Managed Nonlinearity,GMN)光纤放大技术涉及一种超快激光在非线性自相位调制与有源光纤动态增益共同作用下的非线性吸引子,可在激光脉冲能量提升的同时实现上百倍的线性光谱展宽,因而成为近年来超快光纤激光领域的研究热点。文中从GMN脉冲演化的基本原理出发,系统梳理了GMN光纤放大技术在近年来所取得的研究进展、及在多光子显微成像等领域的应用,并进一步展望了其未来发展趋势。 展开更多
关键词 增益管理非线性放大 超快光纤激光 自相位调制 掺镱光纤
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SPM对啁啾超高斯脉冲频谱演变的影响 被引量:2
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作者 任志君 周卫东 +1 位作者 陈海云 应朝福 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期31-32,共2页
本文通过理论计算,给出了带有初始啁啾的超高斯脉冲由于SPM影响所致的频谱表达式。在此表达式的基础上,利用数值模拟的办法,对照分析了初始啁啾对超高斯脉冲频谱演变的影响。研究结果表明:初始啁啾非常明显的影响超高斯脉冲的频谱,初始... 本文通过理论计算,给出了带有初始啁啾的超高斯脉冲由于SPM影响所致的频谱表达式。在此表达式的基础上,利用数值模拟的办法,对照分析了初始啁啾对超高斯脉冲频谱演变的影响。研究结果表明:初始啁啾非常明显的影响超高斯脉冲的频谱,初始正啁啾加剧频谱展宽,初始负啁啾减小频谱展宽。可见,引入初始负啁啾有利于优化超高斯脉冲传输系统的性能。 展开更多
关键词 超高斯脉冲 频谱 自相位调制 初始啁啾
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光传输中RZ-ODPASK调制格式的SPM效应及其补偿研究
3
作者 李晓军 文爱军 +3 位作者 刘增基 岳鹏 翟万腾 刘姣姣 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1848-1851,共4页
研究了单信道40Gbps归零八进制差分相位幅度调制格式(Return-to-zero Octal Phaseamplitude-shift Keying,RZ-ODPASK)光传输系统中,自相位调制(Self-phase Modulation,SPM)效应对于相位支路差分解调性能的影响.理论推导了相邻两个不同... 研究了单信道40Gbps归零八进制差分相位幅度调制格式(Return-to-zero Octal Phaseamplitude-shift Keying,RZ-ODPASK)光传输系统中,自相位调制(Self-phase Modulation,SPM)效应对于相位支路差分解调性能的影响.理论推导了相邻两个不同幅度的码元由于SPM效应,产生的非线性相移差表达式.提出了一种非线性相移差预补偿方法.仿真结果表明,该方法能够有效降低相位支路解调信号的眼张开代价,提高RZ-ODPASK长距离通信系统的传输性能. 展开更多
关键词 光通信 多电平调制 ODPASK spm 相位调制
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误差自校正互补非零矢量相电流重构研究
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作者 申永鹏 武克轩 +1 位作者 梁伟华 吴成中 《电源学报》 北大核心 2025年第1期76-83,172,共9页
针对传统空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)单传感器相电流重构方法中电流不可观测区和零点漂移误差问题,提出1种误差自校正互补非零矢量脉冲宽度调制方法。通过对直流母线采样原理的分析,定义最短采样时间,... 针对传统空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)单传感器相电流重构方法中电流不可观测区和零点漂移误差问题,提出1种误差自校正互补非零矢量脉冲宽度调制方法。通过对直流母线采样原理的分析,定义最短采样时间,用互补非零矢量代替零电压矢量,延长电流采样窗口,消除扇区边界不可观测区域;同时,揭示误差扩大效应的产生机理,采用互补非零矢量双采样对电流零点漂移进行检测和自校正,实现重构电流零点漂移的补偿。实验结果表明,所提方法重构误差低于1.26%,相电流THD低于6.15%。 展开更多
关键词 单传感器 相电流重构 零点漂移 误差自校正互补非零矢量脉冲宽度调制
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单模光纤中GVD和SPM产生的啁啾及影响
5
作者 樊林林 乔记平 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期669-672,共4页
利用理论推导总结了频率啁啾的概念,以非线性薛定谔方程为基础,用数值模拟方法研究了群速度色散(GVD)和自相位调制(SPM)作用下啁啾的产生以及对光脉冲传输的影响,得出了GVD和SPM两种效应所致啁啾的产生机理不同,其结果对于光纤中脉冲传... 利用理论推导总结了频率啁啾的概念,以非线性薛定谔方程为基础,用数值模拟方法研究了群速度色散(GVD)和自相位调制(SPM)作用下啁啾的产生以及对光脉冲传输的影响,得出了GVD和SPM两种效应所致啁啾的产生机理不同,其结果对于光纤中脉冲传输特性的研究具有重要的意义。 展开更多
关键词 频率啁啾 群速度色散 自相位调制 光孤子
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结合极化自注意力和Transformer的结直肠息肉分割方法 被引量:1
6
作者 谢斌 刘阳倩 李俞霖 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期87-101,共15页
针对传统结直肠息肉图像分割方法存在的目标分割不够精确、对比度不足,以及边缘细节模糊等问题,文中结合极化自注意力和Transformer提出了一种新的结直肠息肉图像分割方法。首先,设计了一种改进的相位感知混合模块,通过动态捕捉Transfor... 针对传统结直肠息肉图像分割方法存在的目标分割不够精确、对比度不足,以及边缘细节模糊等问题,文中结合极化自注意力和Transformer提出了一种新的结直肠息肉图像分割方法。首先,设计了一种改进的相位感知混合模块,通过动态捕捉Transformer结直肠息肉图像的多尺度上下文信息,以使目标分割更加精确。其次,在新方法中引入了极化自注意力机制,实现了图像的自我注意力强化,使得到的图像特征可以直接用于息肉分割任务中,以达到提高病灶区域与正常组织区域对比度的目的。另外,利用线索交叉融合模块加强动态分割时对图像几何结构的捕捉能力,以达到提升结果图像边缘细节的目的。实验结果表明,文中提出的方法不仅能够有效地提升结直肠息肉分割的精确度和对比度,并且还能够较好地克服分割图像细节模糊的问题。在数据集CVC-ClinicDB、Kvasir、CVC-ColonDB和ETIS-LaribPolypDB上的测试结果表明,文中所提新方法能够取得更好的分割效果,其Dice相似性指数分别为0.946、0.927、0.805和0.781。 展开更多
关键词 结直肠息肉 TRANSFORMER 相位感知模块 极化自注意力模块
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基于分子准直效应的超快脉冲Serrodyne非线性展宽与移频
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作者 刘大伟 杨光 +3 位作者 罗代均 达娜·加山尔 范广宇 刘一 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期64-72,共9页
超快光学的发展推动了光-物质相互作用研究进入了强场、高能的极端光学条件。然而,许多创新和应用需要专用的激光参数,包括波长、强度、脉冲长度、重复频率等。尤其是波长,这是一个非常重要但调控不太灵活的参数。报告了分子准直效应导... 超快光学的发展推动了光-物质相互作用研究进入了强场、高能的极端光学条件。然而,许多创新和应用需要专用的激光参数,包括波长、强度、脉冲长度、重复频率等。尤其是波长,这是一个非常重要但调控不太灵活的参数。报告了分子准直效应导致的超快脉冲的Serrodyne非线性展宽与频率转换,实现了对光波长的精确移频。通过研究脉冲形状与瞬态频率的关系,解析了Serrodyne效应在引发非线性动力学过程中的作用机制。与克尔非线性不同,在分子准直体系下,光谱移频的大小受分子响应时间和脉宽的共同影响,为在超快光源调控中引入新的自由度提供了可能性。 展开更多
关键词 Serrodyne效应 自相位调制 分子准直 瞬态频率
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基于幅相解耦调制的透射型声超表面的声波调控
8
作者 孟愉晟 蓝君 李义丰 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期601-612,共12页
文章构造了一种复合型无源结构,利用该结构设计的声学超表面能够实现透射相位和幅度的解耦调控。研究表明,当声波入射至该复合结构后,多腔体结构具有接近于1的透射率和接近于2π的全相位变化,而开孔结构单元可以提供恒定不变的相位和0~... 文章构造了一种复合型无源结构,利用该结构设计的声学超表面能够实现透射相位和幅度的解耦调控。研究表明,当声波入射至该复合结构后,多腔体结构具有接近于1的透射率和接近于2π的全相位变化,而开孔结构单元可以提供恒定不变的相位和0~1范围内变化的透射率。此外,根据Airy函数的波曲线,选择合适的结构参数,构造出的超表面可以在空气中生成Airy波束,同时利用两个对称的超表面可以实现具有自愈性声聚焦特性的透镜,通过与纯相位调控方法生成的波束现象进行对比,进一步说明幅相解耦方法对于声波精确调控的重要性。文章对于幅相解耦超表面的研究在声波定向传输、全息图像、医学超声成像等方面具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 透射型声超表面 幅相解耦调控 传递矩阵法 Airy波束 自愈性声聚焦
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色散补偿光纤传输系统补偿方案的研究与讨论 被引量:9
9
作者 王琛 饶敏 +3 位作者 唐勇 李雷 张明德 孙小菡 《应用科学学报》 CAS CSCD 2003年第2期177-181,共5页
讨论了各种非线性效应对WDM系统传输性能的影响,并对不同配置的色散补偿光纤传输系统进行仿真,发现传输链路、输入功率均存在一个最佳配置点,对系统进行混合补偿要优于前、后补偿。并且对WDM系统中各个信道的传输性能进行了比较。
关键词 光纤传输系统 色散补偿光纤 传输性能 非线性效应 混合补偿 光纤通信系统 波分复用
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啁啾高斯脉冲光束在正色散介质中的自聚焦特性 被引量:4
10
作者 楚晓亮 张彬 +9 位作者 蔡邦维 魏晓峰 朱启华 黄小军 曾小明 王晓东 王逍 刘兰琴 周凯南 郭仪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1794-1798,共5页
采用分步法结合Hankel变换对修正薛定谔方程进行数值求解,通过数值计算对飞秒脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性进行了简要分析。在此基础上,针对啁啾脉冲放大系统(CPA)中的啁啾高斯脉冲,对其全光束自聚焦特性进行了计算模拟和分析... 采用分步法结合Hankel变换对修正薛定谔方程进行数值求解,通过数值计算对飞秒脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性进行了简要分析。在此基础上,针对啁啾脉冲放大系统(CPA)中的啁啾高斯脉冲,对其全光束自聚焦特性进行了计算模拟和分析讨论。研究结果表明,群速度色散(GVD)对大啁啾脉冲的影响很小,谱宽对自聚集的影响可以忽略。因此,具有大啁啾的脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性不同于飞秒脉冲,而与纳秒脉冲相似。 展开更多
关键词 啁啾高斯脉冲 自聚焦 群速度色散(GVD) 自相位调制(spm)
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钛宝石超短脉冲放大过程中的增益窄化效应 被引量:9
11
作者 赵尚弘 王屹山 +2 位作者 陈国夫 王贤华 侯洵 《光子学报》 EI CAS CSCD 1997年第3期197-200,共4页
本文研究超短脉冲的放大过程中产生的一个很重要的非线性效应──脉冲频谱的增益窄化效应(Gain Narrowing).分析了它的产生机理,同时指出了增益窄化效应在制约由于自相位调制效应引起的脉冲频谱展宽现象时所起的脉冲... 本文研究超短脉冲的放大过程中产生的一个很重要的非线性效应──脉冲频谱的增益窄化效应(Gain Narrowing).分析了它的产生机理,同时指出了增益窄化效应在制约由于自相位调制效应引起的脉冲频谱展宽现象时所起的脉冲整形作用,得出了决定这种整形效果的种子脉冲参数和对放大器性能的要求. 展开更多
关键词 超短脉冲 放大 增益窄化 激光
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啁啾光脉冲的自相位调制效应对压缩光脉冲的影响 被引量:8
12
作者 马再如 朱启华 +1 位作者 冯国英 陈建国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期391-394,共4页
在超强激光系统中,对比度和本底宽度是压缩光脉冲极为重要的指标。在啁啾脉冲放大系统的压缩阶段,在啁啾脉冲宽度为141 ps,啁啾系数为1 000,B积分值分别为0,1 和2 的情况下,模拟了自相位调制效应(SPM)对压缩脉冲的峰值光强、脉冲宽度和... 在超强激光系统中,对比度和本底宽度是压缩光脉冲极为重要的指标。在啁啾脉冲放大系统的压缩阶段,在啁啾脉冲宽度为141 ps,啁啾系数为1 000,B积分值分别为0,1 和2 的情况下,模拟了自相位调制效应(SPM)对压缩脉冲的峰值光强、脉冲宽度和本底宽度的影响。结果表明:在B积分值为2 的条件下,若不补偿非线性色散,压缩脉冲的峰值强度降为无自相位调制效应时的65%左右,脉冲宽度约为种子脉冲宽度的2倍,本底宽度则增加到原来的3倍左右;在B积分值大于0.5 的情况下,本底宽度和B积分值近似成线性关系。 展开更多
关键词 自相位调制 峰值光强 啁啾脉冲放大 本底宽度 对比度
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百皮秒脉冲放大中自相位调制效应实验研究 被引量:3
13
作者 常丽萍 范薇 郭淑琴 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1181-1185,共5页
利用掺镱双包层光纤放大器对百皮秒单脉冲(重复频率1Hz)进行了放大实验,分析了其放大过程中自相位调制对脉冲时域和频域特性的影响.采用小芯径(纤芯直径6.5μm)掺镱双包层光纤作为增益介质,研究了放大器中从小信号增益到增益深度饱和整... 利用掺镱双包层光纤放大器对百皮秒单脉冲(重复频率1Hz)进行了放大实验,分析了其放大过程中自相位调制对脉冲时域和频域特性的影响.采用小芯径(纤芯直径6.5μm)掺镱双包层光纤作为增益介质,研究了放大器中从小信号增益到增益深度饱和整个变化过程中自相位调制引起的频谱展宽效应,并分析了SPM引起的脉冲波形和频谱光强分布的变化.采用布喇格光纤光栅扫描方法观察了其光谱的变化,解决了单脉冲光谱不易测量的问题.结果表明:区别于无源光纤中的自相位调制效应,随着抽运功率的增加,百皮秒脉冲放大过程中增益饱和效应和自相位调制效应的共同作用,使脉冲频谱分裂成不对称双峰结构,且光强分布先向短波后逐渐向长波集中. 展开更多
关键词 激光技术 双包层光纤放大器 自相位调制 增益饱和
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半导体光放大器对超短光脉冲频谱特性的影响 被引量:3
14
作者 张毅 彭玉峰 吴建伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期812-815,共4页
为进一步理解半导体光放大器工作的物理本质,从速率方程出发,采用分段模型数值分析了超短光脉冲经SOA后的输出频谱和由SOA产生的附加啁啾特性。结果表明:SOA引起的附加啁啾是与SOA的偏置电流、初始信号脉冲的波长、脉冲形状、峰值功率... 为进一步理解半导体光放大器工作的物理本质,从速率方程出发,采用分段模型数值分析了超短光脉冲经SOA后的输出频谱和由SOA产生的附加啁啾特性。结果表明:SOA引起的附加啁啾是与SOA的偏置电流、初始信号脉冲的波长、脉冲形状、峰值功率以及脉冲宽度等因素有关;对应的输出脉冲的频谱形状也与上述因素密切相关。 展开更多
关键词 半导体光放大器 皮秒光脉冲 自相位调制
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光DQPSK调制在不同色散补偿系统中的性能 被引量:4
15
作者 王现彬 贾英茜 +2 位作者 卢智嘉 王超 李宁 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期80-83,共4页
分析了光非归零-差分正交相移键控(NRZ-DQPSK)、33%归零-差分正交相移键控(33%RZ-DQPSK)和载波抑制归零-差分正交相移键控(CSRZ-DQPSK)三种调制格式的频域特性。并数字仿真了40Gbit/s的单信道光纤系统中三种调制格式在对色散(CD)进行后... 分析了光非归零-差分正交相移键控(NRZ-DQPSK)、33%归零-差分正交相移键控(33%RZ-DQPSK)和载波抑制归零-差分正交相移键控(CSRZ-DQPSK)三种调制格式的频域特性。并数字仿真了40Gbit/s的单信道光纤系统中三种调制格式在对色散(CD)进行后补偿、预补偿和对称补偿等三种补偿方式及考虑偏振模色散(PMD)和非线性效应情况下的传输性能。仿真结果表明,33%RZ-DQPSK对自相位调制(SPM)有最好的容忍度,但缓解PMD和CD的能力较弱;CSRZ-DQPSK在色散后补偿方式中对PMD和非线性效应具有最好的抑制能力。 展开更多
关键词 调制格式 正交相移键控 色散补偿 自相位调制 偏振模色散
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增益饱和半导体激光放大器中的自相位调制效应 被引量:5
16
作者 林洪榕 李利军 迟晓玲 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期295-300,共6页
本文分析了半导体激光放大器处于增益饱和状态下的自相位调制(SPM)效应,以及SPM效应对传输脉冲波形、相位及频谱的影响。指出了利用这种效应可以补偿传输光纤色散。但是,必须仔细选择传输系统的配置和放大器结构参数,以获得最佳色散... 本文分析了半导体激光放大器处于增益饱和状态下的自相位调制(SPM)效应,以及SPM效应对传输脉冲波形、相位及频谱的影响。指出了利用这种效应可以补偿传输光纤色散。但是,必须仔细选择传输系统的配置和放大器结构参数,以获得最佳色散补偿效果。 展开更多
关键词 半导体激光放大器 增益饱和 自相位调制 SOA 色散补偿 光纤通信
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啁啾脉冲堆积及其放大特性 被引量:6
17
作者 黄小东 张小民 +4 位作者 李桂秋 李明中 王建军 车雅良 许党朋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期71-75,共5页
根据啁啾脉冲堆积的原理以及模型介绍了两路脉冲堆积时脉冲的时间与频谱特性,分析了堆积脉冲产生时间与频谱调制,以及交叠区产生非线性频率啁啾的原因。通过非线性薛定谔方程,分析了堆积脉冲的放大特性,介绍了啁啾参量对放大结果的影响... 根据啁啾脉冲堆积的原理以及模型介绍了两路脉冲堆积时脉冲的时间与频谱特性,分析了堆积脉冲产生时间与频谱调制,以及交叠区产生非线性频率啁啾的原因。通过非线性薛定谔方程,分析了堆积脉冲的放大特性,介绍了啁啾参量对放大结果的影响以及放大后堆积脉冲的频率啁啾的变化。研究表明,在堆积脉冲的放大过程中自相位调制效应非常明显,严重影响了脉冲的频谱与频率啁啾。 展开更多
关键词 啁啾脉冲堆积 脉冲放大 啁啾参量 频率啁啾 自相位调制
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克尔介质中超连续谱的产生与自聚焦的抑制 被引量:2
18
作者 张颖 曾小明 +7 位作者 朱启华 王逍 王方 谢旭东 邓颖 王凤蕊 魏晓峰 应纯同 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1634-1638,共5页
从(3+1)维非线性薛定谔方程出发,理论上分析了超短脉冲频谱展宽与自聚焦的影响因素。分析得出:通过改变泵浦光的功率和光束口径,可以实现光谱的极大展宽并避免自聚焦成丝。数值模拟了小口径强泵浦光束在BK7玻璃中的传输过程并进行了实... 从(3+1)维非线性薛定谔方程出发,理论上分析了超短脉冲频谱展宽与自聚焦的影响因素。分析得出:通过改变泵浦光的功率和光束口径,可以实现光谱的极大展宽并避免自聚焦成丝。数值模拟了小口径强泵浦光束在BK7玻璃中的传输过程并进行了实验验证。模拟结果显示在超连续谱产生的同时小尺度调制被完全抑制。实验结果表明:降低泵浦光功率,使光束不会因为全光束自聚焦而发生塌陷,同时还能控制除自聚焦外的其它非线性效应,进而改善近场光束质量。由于自相位调制是超短超强脉冲产生超连续谱的重要机制之一,需要维持传输过程中的泵浦光功率,由此最佳的入射光功率应选在全光束自聚焦功率阈值附近。 展开更多
关键词 超连续谱 自相位调制 自聚焦 克尔介质
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向列相液晶中的耦合自相位调制现象 被引量:4
19
作者 任常愚 孙秀冬 +1 位作者 孙飞 裴延波 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期95-99,共5页
通过实验研究了C60掺杂的向列相液晶(5CB)在低光强下的自相位调制现象。样品经过二波耦合实验之后液晶分子进行一定的取向,这时在水平和竖直偏振光的照射下可观察到明显的自相位调制现象。改变入射光的偏振方向可以看到自相位调制的衍... 通过实验研究了C60掺杂的向列相液晶(5CB)在低光强下的自相位调制现象。样品经过二波耦合实验之后液晶分子进行一定的取向,这时在水平和竖直偏振光的照射下可观察到明显的自相位调制现象。改变入射光的偏振方向可以看到自相位调制的衍射图样也随之改变,原因就是液晶折射率变化的各向异性。可见,液晶盒中的分子取向与光束的偏振方向有很强的依赖关系。 展开更多
关键词 向列相液晶 非线性光学 自相位调制
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啁啾脉冲激光放大的数值分析 被引量:6
20
作者 杨建军 阮双琛 侯洵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期165-171,共7页
从Maxwel波动方程出发,建立了描述脉冲在啁啾放大系统中传播的非线性薛定谔方程;采用数值计算,系统地分析研究了放大过程中的各种效应对脉冲的影响,给出了啁啾脉冲在频域、时域内及放大压缩后脉冲信噪比的动态演化特征;讨论... 从Maxwel波动方程出发,建立了描述脉冲在啁啾放大系统中传播的非线性薛定谔方程;采用数值计算,系统地分析研究了放大过程中的各种效应对脉冲的影响,给出了啁啾脉冲在频域、时域内及放大压缩后脉冲信噪比的动态演化特征;讨论了展宽器附加色散量在放大过程中的影响。 展开更多
关键词 啁啾脉冲放大 增益窄化 数值分析 激光放大
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