《基於人工構建二維準晶的非線性光學特性研究》是依託山東師範大學，由趙麗娜擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於人工構建二維準晶的非線性光學特性研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：趙麗娜
- 依託單位：山東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於光學超晶格的二維準晶能夠同時實現多個耦合參量過程，在多輻射光源產生、多色光孤子、多個糾纏光源等領域有潛在套用。本項目擬結合多重準位相匹配理論，提出一種用於實現級聯非線性過程的二維準晶的設計方法，通過對新結構中波傳播的理論研究，獲得新的非線性效應，實現對光的位相、偏振、傳輸等諸多特性的控制和操縱。
結題摘要
本項目基於多重準位相匹配理論，以光學超晶格二維準晶作為非線性材料，通過研究級聯二階非線性過程中的角度頻寬、溫度頻寬等性質，以及多個非線性過程之間的耦合特性，實現了對光傳輸過程中諸多特性的控制。 （1）研究了基於光學超晶格的二維準晶結構。基於多重準位相匹配理論，利用廣義雙格線方法探索了新的二維準晶結構，對其點陣排列及反轉疇的大小等因素進行了分析，獲得了最最佳化的結構參數，從而發展了一套實現級聯二階非線性過程的二維準晶結構的設計方法。 （2）通過耦合波方程，對二階非線性過程進行了數值模擬，獲得了各參量光波長隨晶體溫度的調諧性質，從而確定了非線性過程的溫度頻寬，實現了對級聯二階非線性過程的頻寬控制。 （3）通過數值計算，研究了非線性過程中各參量光波的演化性質，獲得了準晶結構參數與入射光參數之間存在的關係，通過參數選擇，做到既能控制頻寬又能兼顧多個非線性過程的轉換效率。通過研究，得到二維非線性光子準晶的幾個優點：首先，由於結構中倒格矢參與非線性頻率變換，而倒格矢可以通過非線性過程設計，因此這種結構為任意頻率變換提供了更靈活的方法，適用於實現級聯二階非線性過程。而一維和二維周期結構，由於只有一個自由度（如晶格參數），很難實現任意的非線性過程。其次，自由度的增加，可以實現非共線相互作用，獲得非共線雷射輸出，因此不需要複雜的分光器件，這為量子光學等領域提供了更多便利。最後，非共線相互作用使得頻率上轉換的溫度頻寬增加（與一維結構相比），所以在頻寬控制方面為非線性過程提供了更多的靈活性。
