免费论文摘要：光消息器件的非线性光传输个性与运用接洽

光学及光电子本领的兴盛启发了一批新式光子器件的爆发，而那些新式器件所带来的新的光学本能和功效为光电消息体例本领的兴盛供给了新的能源。跟着安排表面与本领的矫正、加工本领与本领的提高，光子器件的集成过活益普及、标准连接减少，由此带来了一系列新的物理局面和效力，为接洽实行一定消息处置功效的光子器件供给了新的道路。除去保守的衍射、透射等线性光学效力外，对准和频、差频、参量夸大等二阶非线性效力和四波混频、双光子接收（Two-Photon Absorption, TPA）等三阶非线性效力的接洽功效也连接展示，为光通讯、光传感等光消息范围的长足超过奠定了普通。 本舆论的接洽实质从非线性效力在光通讯体例中的运用到集成光子器件构造对光学非线性效力的感化再到微纳光子构造的特出光学效力，从各别侧面和观点对全光复活、TPA和超透射（Extraordinary Optical Transmission, EOT）局面等少许连年来的光子本领的接洽热门举行了探究。 跟着各类进步调制方法连接的运用于光通讯体例中，电域复活慢慢不许满意日益普及的通讯速度和带宽。全光复活器件的展示克复了电域复活的不及，使全光通讯体例变成实际，变成保证光通讯体例传输品质的要害本领。TPA不妨普及光谱辨别率，在光电、医药、底栖生物等范围表现了要害效率，同声在光论理门、单光子光源等目标具备杰出的接洽远景，所以高双光子接收率的光学器件具备要害的接洽价格。EOT局面自上世纪末被创造此后，惹起了普遍的关心，对准EOT局面的接洽对亚射程光学器件的安排和实行集成光路具备要害的表面引导意旨。 本舆论开始面向光通讯体例中运用全光复活器件的再奏效果，在接洽了国际最新的几种重要的高速全光旗号复活本领的普通上，提防接洽了鉴于相位敏锐夸大（Phase-Sensitive Amplification, PSA）的（差分）四相制相移键控（(Differential) Quadrature Phase-Shift Keying, (D)QPSK）旗号全光复活器件在长隔绝光通讯体例中的运用本领和本能个性。文中精细阐明了该复活本领的道理、复活器的框架结构以及复活器的实行情势，过程领会创造经过在传输链路的一定场所介入全光复活器，不妨明显提高传输本能，经过数值仿真考证了单通道40 Gb/s RZ-DQPSK通讯体例中运用该复活器举行复活的再奏效果。接洽截止表白，以BER=10-12为规范，运用该复活器不妨使光通讯体例的传输隔绝从1000 km普及至2000 km之上。 随后本舆论鉴于国际上波导构造中巩固双光子接收的已有接洽近况，接洽了沿用介质狭缝波导构造巩固TPA及其本能领会。文中精细阐明了取消多普勒效力双光子接收（Doppler-Free TPA）的实行本领、介质狭缝波导的场散布个性以及对准铷亚原子接收射程的波导资料采用。本舆论经过表面计划得出了介质狭缝波导中入射场与出射场的数值联系，并经过数值仿真，考证了SiC/SiO2狭缝波导中TPA的巩固功效。500 μm的SiC/SiO2狭缝波导不妨实行由TPA惹起的胜过4%的功率衰减。 其余，本舆论还在周期性非金属狭缝阵列构造EOT局面的接洽中博得了确定的功效。本舆论在比较简单周期非金属狭缝阵列构造和双周期非金属狭缝阵列构造透射个性的普通上，领会了双周期构造中非金属/介质界面上的衍射谐振局面，并提出了鉴于双周期构造的双波段透射滤波构造。文中经过表面计划和数值仿真精细刻画了双周期构造中的电磁场散布和能流目标，证领会双周期构造中的衍射谐振不妨使透射峰分割，而且使分割后的透射峰实行独力安排。在不感化太赫兹波段透射峰的情景下，在红外波段产生两个独力的透射峰，其透射率辨别到达55%和35%。并经过高矮狭缝透射场的叠加实行相邻透射峰之间胜过30dB的分隔度。

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