电光光子晶体中慢光增强二阶非线性效应的研究

本项目拟在实验上通过在周期性畴反转超晶格中施加不同方向的电压，产生两种不同的横向电光效应，构造布拉格反射光子禁带（光束间的逆向耦合过程）和偏振耦合光子禁带（不同偏振态光束间的同向耦合过程）两种不同的一维电光光子晶体，实现不同非线性物理机制下的慢光效应；并结合在同一周期性畴反转铁电晶体（如周期性极化掺镁铌酸锂）中的准位相匹配宽带倍频实验基础，实现慢光效应辅助下的宽带倍频输出效率的有效提高及强度可调输出，从而减小对输入泵浦信号光强度的要求，实现低光强下的慢光增强二阶非线性效应的实验验证和进一步探索其发生的物理机制。该申请课题研究目标的实现，有望在通过提高非线性材料本身非线性系数，或增强输入光强度从而实现高效二阶非线性频率转换方法之外，找到一种新的有效增强二阶非线性效应的方法；同时也为慢光的应用和非线性光学学科开拓了一条新途径和提供了新的思路。

本项目在实验上通过在周期性畴反转超晶格中施加不同方向的电压，产生两种不同的横向电光效应，构造布拉格反射光子禁带（光束间的逆向耦合过程）和偏振耦合光子禁带（不同偏振态光束间的同向耦合过程）两种不同的一维电光光子晶体，后者实现了慢光效应，并观测到倍频增强和由于级联二阶电光效应导致的大非线性相移诱导的3个数量级增强的电光克尔效应； 结合在同一周期性畴反转铁电晶体（如周期性极化掺镁铌酸锂）中的准位相匹配宽带倍频实验基础，实现慢光效应辅助下的宽带倍频输出效率的有效提高及强度可调输出，从而减小对输入泵浦信号光强度的要求，实现低光强下的慢光增强二阶非线性效应的实验验证和进一步探索其发生的物理机制。该课题研究目标的实现，有望在通过提高非线性材料本身非线性系数，或增强输入光强度从而实现高效二阶非线性频率转换方法之外，找到一种新的有效增强二阶非线性效应的方法；同时也为慢光的应用和非线性光学学科开拓了一条新途径。