《渦旋光束二階非線性效應在簡單數學運算中的套用研究》是依託華僑大學，由丁攀峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：渦旋光束二階非線性效應在簡單數學運算中的套用研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：丁攀峰
- 依託單位：華僑大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
渦旋光束具有獨特的螺旋相位結構，採用拓撲荷數來表征，如果將渦旋光束作為輸入光束進行倍頻、和頻以及差頻，產生光束除了頻率改變外，另外一個重要的變化就是光束的拓撲荷數。在通常情況下，渦旋光束的拓撲荷數非常穩定，而且其測量結果準確可靠，不存在近似的問題。因此，從拓撲荷數的角度來看，渦旋光束的倍頻、和頻與差頻分別完成了加倍、加法和減法的數學運算。和強光非線性效應不同，以上過程不要求有較高的輸出功率，只要產生光束具有較小的強度，能夠測出拓撲荷數即可。因此，渦旋光束二階非線性的實驗條件簡單，可以在以前成熟的二階非線性光學基礎上進行，非常方便地實現拓撲荷數的加法、減法運算，為以後在光域內實現複雜的數學和邏輯運算奠定基礎。
結題摘要
渦旋光束的研究是目前的熱點問題之一，渦旋光束的非線性效應中，拓撲荷數會發生加倍等簡單變化，類似於簡單數學運算，本項目就是在這樣的背景下展開研究。從研究的細節來看，本項目在執行過程中主要有以下方面的內容：（1）光束調控及拓撲荷數的檢測；(2)渦旋光束倍頻基本分析及離軸因素對光場調控的影響分析；(3)走離因素對非線性效應的影響；(4)高功率情形下渦旋光束的非線性放大。第一年的研究主要集中在光束的控制以及軌道角動量的測量方面，為後續渦旋光束的非線性效應研究打下一定的基礎；第二年主要完成了弱走離條件下的倍頻效應研究；第三年研究了強走離效應對倍頻效應中輸出光束的光場分布產生的影響，進行了渦旋光束的和頻差頻實驗，同時在實驗室中得到了高功率倍頻渦旋光束，並對拓撲荷數進行了測量。 項目的研究中，解決了近場探測渦旋光束軌道角動量的問題；得到了離軸情形下，渦旋光束在傳輸中的演變特徵及其與傳輸距離和相干性的關係；實驗上得到了納秒級倍頻高功率渦旋光脈衝。 關鍵數據及科學意義：在實驗室中獲得了470mJ (10ns,重複頻率10Hz)的SHG渦旋光束，拓撲荷數對應有加倍的效果。本項目的研究，可以拓展渦旋光束在非線性方面的套用領域，從拓撲荷數的角度來看，因為其實現了簡單數學運算，有望為光域內實線光學邏輯運算奠定基礎。
