基于光学视界的弱光对强光脉冲传输调控研究

基本信息
批准号:61805115
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:邓志象
学科分类:
依托单位:南华大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王新林,李月华,文奎,孙太明,何涛,易建基,李恩琦
关键词:
暗孤子互相位调制超连续高阶孤子
结项摘要

All-optical control of light, which is the theories foundation for the realization of ultrafast logic circuits, can provide an effective approach for achieve all-optical integrated functional devices such as all-optical transistors in the future. Controlling light by light with an optical event horizon can provide an effective solution for realization of all-optical control, and its transport mechanism need further study. In this project, we propose to use the combination of an adiabatic approach that is used in soliton perturbation theory and scattering theory from quantum mechanics to study propagation characteristics of intense optical pulse under elastic scattering effect of weak light, with construction of pulse propagation system based on optical event horizon. By calculating the important physical quantities such as soliton trajectory, pulse width, peak power, energy, photon number, we analyze the mechanisms of soliton localization in various kinds of weak light with varying carrier-frequency and strength, and seek an effective way of controlling the propagation of intense optical pulse by weak light and the formation and suppression of optical rogue waves. The obtained results will provide theoretical guidance and experimental proof for manipulation of laser optics in the process of supercontinuous spectrum, and will play a reference role for the development of intelligent photonic integrated circuits.

光的全光控制是实现超快逻辑线路的基础,可为未来实现诸如全光晶体管等全光可集成功能器件提供有效的途径。基于光学视界的光操控是实现全光控制有效方法,其输运机制值得深入研究。本项目拟运用孤子微扰理论中绝热方法和量子机制中散射理论,构建基于光学视界的时域脉冲传输体系,对弱光弹性散射作用下结构典型的强光脉冲(高阶孤子和暗孤子)传输特性进行系统的研究。通过计算强光脉冲的轨迹、脉宽、峰值强度、能量以及光子数等物理量,分析不同载频和强度的弱光作用下强光脉冲局域化的物理机制,寻求弱光对强光脉冲传输特性调控以及光学流氓波产生与抑制控制的有效方案。相关研究结果为实现超连续谱过程中的激光光学调控提供理论指导和实验依据,同时对发展智能光子集成电路起到参考和借鉴作用。

项目摘要

高效全光开关是未来超快逻辑器件的重要部件之一,其发展的主要瓶颈是扇出能力。光子是玻色子而不能直接相互作用,必须求助于非线性光学相互作用。为了克服全光开关扇出能力的不足,本项目提出了一种基于光学视界的弱光脉冲调控强脉冲的方法,可获得更高效的全光开关方案。采用泵浦-探测结构,基于光学视界原理实现暗孤子的灰-黑、黑-灰等全面转换;并在白洞/黑洞视界类比结构组合下,实现了黑-灰-黑、灰-黑-灰的纵向暗孤子隧穿效应,为全光控制提供了新的视角;设计了群速度诱导光学视界的结构,实现外部弱脉冲诱导高阶孤子干净分裂(无辐射释放)的自主可调;在强光脉冲弱光控制的研究基础上,探索了多模超连续谱产生过程中空间自成像特性对其光谱蓝端可达范围的有效调控;上述研究结果可望应用于全光晶体管器件等领域,为未来全光逻辑器件的实现提供理论指导和有力支撑。项目资助期间,项目负责人以第一作者身份在国际重要期刊上发表SCI学术论文5篇。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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