《利用線性光子晶體微腔實現光頻轉換的理論研究》是依託華南理工大學，由李潮擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：利用線性光子晶體微腔實現光頻轉換的理論研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：李潮
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光頻轉換技術是獲取新光源的重要手段，在量子信息處理、單光子探測、生物醫療診斷、光纖通信等領域具有極為廣泛的套用前景。本項目針對非線性光頻轉換技術的局限性，提出了一種基於線性光子晶體微腔的新型光頻轉換機制,利用頻率位於光子晶體帶隙內的泵浦光將光子晶體諧振腔模激勵並耦合出來以獲得新的光子頻率。本項目通過建立連續光及脈衝激勵下的單模/多模諧振理論，對線性光子晶體單模和多模諧振腔中的光頻轉換特性及其物理機制進行了研究，並在此基礎上，通過對光子晶體微腔及反射腔鏡的最佳化設計，進一步提高光頻轉換的質量和效率，從而對頻率的上轉換和下轉換進行靈活精確地操控。本項目的成功實施，不僅有助於加深對光子晶體線性光頻轉換機制的理解，而且對於推動光頻轉換技術的發展具有重要的意義。
結題摘要
光頻轉換技術是獲取新光源的重要手段，在量子信息處理、單光子探測、生物醫療診斷、光纖通信等領域具有極為廣泛的套用前景。本項目針對現有的非線性光頻轉換技術的局限性，提出了一種基於線性光子晶體微腔的新型光頻轉換機制，利用頻率位於光子晶體帶隙內的泵浦光將光子晶體諧振腔模激勵並耦合出來以獲得新的光子頻率。本項目對多模線性光子晶體微腔中的光頻轉換特性及其物理機制進行了研究，取得的主要成果如下：(1)建立了連續光泵浦下的多模時域耦合理論及多模諧振理論，並由此計算出透射光譜中各諧振模式成分（即多頻光子）的相對強弱，發現其相對強弱取決於各腔模諧振頻率與泵浦光頻率的差值，並和這些差值呈平方反比關係。（2）發現了利用超短脈衝對諧振腔的預激勵可有效地提高單頻連續光的波長轉換效率。（3）通過對光子晶體光頻轉換系統的最佳化設計，實現了較為高效的光頻轉換和選頻輸出，波長的總轉換效率接近50%，且波長轉換範圍超過100nm，遠大於採用其他線性光頻轉換機制（如基於微腔折射率動態調製的絕熱波長轉換）的結果（約為幾個nm）。本項目的研究成果，不僅有助於促進光頻轉換理論的發展，而且在很多方面都具有潛在的套用價值。
