《少周期脈衝在亞波長微結構系統中的傳輸與相干控制》是依託西北大學，由謝小濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：少周期脈衝在亞波長微結構系統中的傳輸與相干控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：謝小濤
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超短雷射脈衝傳輸控制研究是當今強場超快雷射物理領域的熱點研究方向，亞波長微結構系統是隨著納米科學而興起的前沿研究領域。亞波長微結構系統中的極端超快非線性光學回響的研究作為交叉前沿，具有重要的科學意義和潛在的套用價值。當超快雷射脈衝的脈寬接近或達到光場振盪周期量級時，光與物質間的極端非線性相互作用過程中將出現一系列新現象、新機制。該項目利用耦合的密度矩陣方程（或含時薛丁格方程）和Maxwell方程模擬少周期光脈衝在亞波長微結構介質中的傳輸，探索少周期能隙孤子的形成、光學成絲、脈衝整形、超連續譜產生和超快脈衝間相互作用。同時，研究微結構介質調製超快光子態密度和光輻射的物理機制。這種研究不僅有助於了解超短脈衝在周期介質中的相干傳輸特性，而且有助於促進極端非線性光學、納米科學、材料等相關領域的交叉融合，推動超短脈衝相干控制方面的研究與套用。
結題摘要
超短雷射脈衝傳輸控制研究是當今強場超快雷射物理領域的熱點研究方向，亞波長微結構系統是隨著納米科學而興起的前沿研究領域。亞波長微結構系統中的極端超快非線性光學回響的研究作為交叉前沿，具有重要的科學意義和潛在的套用價值。當超快雷射脈衝的脈寬接近或達到光場振盪周期量級時，光與物質間的極端非線性相互作用過程中將出現一系列新現象、新機制。本項目利用耦合的密度矩陣方程和Maxwell方程模擬了少周期光脈衝在亞波長微結構介質中的傳輸，以及超短脈衝在介質中的相干相互作用現象。這種研究不僅有助於了解超短脈衝在周期介質中的相干傳輸特性，而且有助於促進極端非線性光學、納米科學、材料等相關領域的交叉融合，推動超短脈衝相干控制方面的研究與套用。本項目主要取得了如下研究成果： 1. 基於兩能級模型和Maxwell方程，我們考察了亞波長周期介質對少周期脈衝波形的影響。研究發現，無論是理想脈衝還是啁啾脈衝，亞波長周期介質均能有效的獲得脈衝持續時間少於一個光學周期的超短脈衝。另外我們發現在周期光學結構中傳輸的超短脈衝頻率中心存在紅藍移效應，其與介質周期結構有關。 2. 開展了雙超短脈衝同時與三能級系統相互作用條件下的布居轉移過程進行了研究。我們發現在一定條件下，少周期脈衝仍能有效的用於布居轉移過程，這使得相關物理過程能在飛秒時間尺度內完成。同時，我們發現了在某些條件下，CEP 對布局轉移有著決定性的作用。 3. 研究了由強THz場驅動單半導體量子點的高階邊帶產生譜的平台性質。我們發現邊帶譜平台強烈依賴於近紅外雷射場與能隙間的失諧。相關現象可由三步模型解釋，首先電子空穴對由弱紅外雷射場激發，然後被強THz電場加速，最後電子空穴對複合放出光子。 4. 我們研究了雙色場與不同能級位型介質相互作用條件下的共振螢光空間干涉現象與吸收譜分布特性。我們發現螢光空間干涉條紋可通過調節雙色場的相對強度與相位進行控制。研究表明，吸收譜分布出現多峰結構，其大小可通過失諧量進行調節。同時，我們得到封閉驅動系統的各組分電磁場載波包絡相位對介質的吸收譜與螢光譜具有決定性的影響。 5. 另外，我們對其它現象光學現在進行了研究：利用Thomson後向散射光頻探測相對論性少周期脈衝的載波包絡相位；研究了雷射頻率啁啾對高能電子層產生的影響；驅動PT對稱振子的動力學行為，其可利用放大（吸收）與折射率精確控制的光學材料中的光束傳輸進行模擬
