1 华中科技大学光学与电子信息学院武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 湖北光谷实验室，湖北 武汉 430074
光电子轨道断层成像是有机纳米材料研究中一种实验和理论相结合的技术，其核心是建立光电子角分布能谱和分子初始态轨道结构之间的直接联系。研究者通过较为简易的平面波近似，可以实现对表面共轭分子价带轨道角分辨光电子能谱的精确分析，从而研究它们的电学、光学和化学特性。介绍了光电子轨道断层成像技术的理论基础和实验手段，综述了近年来该技术在确定分子的几何结构、测量界面电学相互作用、获得时间分辨轨道图像等领域的诸多应用，并介绍了该技术结合超快激光等相关实验技术的最新进展。
光谱学 有机纳米材料 光电子能谱 固体‑分子界面 分子轨道 断层成像 超快泵浦‑探测光谱
1 华中科技大学 武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 湖北光谷实验室，湖北 武汉 430074
光学频率梳是由一系列离散且等间隔分布的频率成分所组成的光谱结构，作为光谱分析的天然刻度尺，其已广泛应用于光谱学、精密测量、光通信、传感等多个领域。光学频率梳根据其产生技术可分为基于锁模激光器的光学频率梳、克尔微腔光学频率梳、电光频率梳。电光频率梳由于其频率间隔可调、梳齿功率较高、可实现微波到光波的转换等优势，得到了充分发展。但传统电光频率梳的产生器件存在体积大、功耗高的缺点，限制了其进一步应用。随着微纳加工技术的不断发展，越来越多的材料应用于片上集成光学器件，包括硅、氮化硅、氮化铝、磷化铟、铌酸锂、砷化铝镓等。集成电光频率梳器件具有体积小、功耗低等优势，是构建光电集成芯片的重要器件。文中旨在对集成电光频率梳的研究现状进行综述，首先介绍光学频率梳的类型，并详细论述电光频率梳的产生机制；其次介绍产生集成电光频率梳的材料平台、相应的光梳性能指标及其应用；最后基于目前集成电光频率梳领域存在的问题，对未来的研究趋势做出展望。
光学频率梳 电光调制 集成光学 optical frequency comb electro-optic modulation integrated optics 红外与激光工程
2022, 51(5): 20220381
华中科技大学在新中国的朝阳中诞生，在共和国的旗帜下成长。薪火相传七十载，砥砺前行，始终传承红色基因，心怀“国之大者”，以服务国家为己任，为国家输送了逾70万各类人才，涌现出一批以人民英雄、时代楷模、国家最高科学技术奖获得者、全国优秀共产党员、全国劳动模范、全国道德模范等为代表的杰出校友，其发展过程被誉为“新中国高等教育发展的缩影”。
中国激光
2022, 49(12): 1200000
华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
随着云计算和数据中心的高速发展,片上集成光互连和光处理凭借在集成度、速度、带宽及功耗等方面的独特优势,成为突破传统电子瓶颈的关键技术。同时,光子具有频率、偏振、时间、复振幅及空间结构等多个物理维度,可发展为多维混合复用技术,进一步提升光互连和光处理的带宽。结合光场多个物理维度资源,分别对片上集成多维光互连和光处理的关键技术进行了回顾,并对其未来发展趋势进行总结和展望。
中国激光
2021, 48(12): 1206001
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心&光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074;
2 丹麦技术大学光电子学院, 丹麦 灵比 2800
光频梳由一系列离散且等距分布的相干激光组成,可作为高精度光学频率标尺,对时间和频率进行精确测量。微腔产生的光频梳具有小尺寸、低功耗、可单片集成等优势,成为近年来的研究热点。孤子的出现极大提升了微腔光频梳的相干性,其产生过程包含着丰富的非线性物理动态,且在光钟、超快测量、相干通信等多个领域具有很好的应用前景。回顾了微腔光频梳的研究进展,全面综述了微腔光频梳的理论模型、产生方法、物理机理及表征、应用,并对其未来发展趋势进行了分析和展望。孤子微腔光频梳有望作为下一代集成光源,为各个领域带来革命性发展。
光学器件 光频梳 微腔 孤子 四波混频 热效应
华中科技大学 武汉光电国家实验室, 武汉430074
文章首先介绍了硅光非线性效应在数字光子回路中的应用和研究价值, 接着简要介绍了硅基纳米波导中的光力效应和热光效应, 最后较详细地阐述了光力效应在路径非对称光传输中的应用, 以及利用热光效应实现的光顺序路由传输和光学编码。
非线性效应 数字光子回路 光力效应 热光效应 nonlinear effect digital photonic circuit opto-mechanical effect thermo-optic effect
Author Affiliations
Abstract
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
We propose a novel photonic technique for microwave frequency measurement based on transversal microwave filters with high resolution. Two parallel microwave filters with sine and cosine frequency responses are obtained by cross gain modulation in a single semiconductor optical amplifier, which introduces two different frequency responses to achieve an amplitude comparison function. We also demonstrate a proof-of-concept experiment. The measurement error is less than +-0.04 GHz for the first band range of 0-3.45 GHz and less than +-0.03 GHz for the second band range of 3.45-5.8 GHz. Our scheme is found to be capable of being extended for larger frequency range measurements using a shorter fiber length.
射频光子学 光学工具设计 超快测量 半导体光放大器 120.4570 Optical design of instruments 060.5625 Radio frequency photonics 320.7100 Ultrafast measurements 250.5980 Semiconductor optical amplifiers Chinese Optics Letters
2011, 9(5): 051202
1 南京邮电大学 光电工程学院，江苏 南京 210003
2 华中科技大学 武汉光电国家实验室，湖北 武汉 430074
全光码型转换器可以提高光网络的有效性和灵活性，是未来光网络中不可缺少的一部分。文章提出了一种基于半导体光放大器(SOA)中瞬时交叉相位调制(T-XPM)效应和光带通滤波器的开关键控(OOK)到光频移键控(OFSK)的高速全光码型转换方案。该方案结构简单，易于实现。在实验上实现了40 Gbit/s的OOK到OFSK的全光码型转换，并对其转换特性进行了实验研究。
全光码型转换器 瞬时交叉相位调制 光频移键控 开关键控 半导体光放大器 all-optical format converter T-XPM OFSK OOK SOA
1 南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210046
2 华中科技大学武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
建立了当两输入光偏振方向不平行时半导体光放大器(SOA)中近简并四波混频(FWM)效应的宽带理论模型; 以基于SOA的近简并FWM型波长转换器为例, 通过数值模拟, 对两输入光偏振方向不平行时, 输入信号光、输入抽运光、两输入光之间的波长失谐量和偏振夹角对近简并FWM效应及波长转换特性的影响进行了理论研究。结果表明,对于输入信号光和抽运光来说存在着最佳功率值; 增大输入信号光波长失谐量, 转换效率随之下降; 随着两输入光偏振夹角的增大, 转换特性变差, 同时输出光的偏振角随两输入光偏振夹角的增大而增大。
非线性光学 近简并四波混频 半导体光放大器 全光波长转换器 转换效率
华中科技大学 光电子科学与工程学院,武汉光电国家实验室(筹),湖北 武汉 430074
给出了有损串联双微环谐振器的传输谱线和归一化延迟的解析表述,研究了耦合系数以及损耗对传输谱线和归一化延迟的影响。解析研究表明,在一定的耦合系数和损耗条件下,传输谱线和归一化延迟均出现双谐振峰的特征,但二者的归一化谐振频率并不重合。增大环波导耦合系数(或减小环环耦合系数),传输谱线和归一化延迟由非简并态演化为简并态,并且归一化延迟达到简并态时的环波导耦合系数要大(或环环耦合系数要小)。当损耗增大,传输谱线和归一化延迟也由非简并态向简并态逐渐演化。传输谱线的半峰全宽和归一化延迟3 dB带宽随着耦合系数或损耗的增大而增大。
集成光学 微环谐振器 光学延迟 传输矩阵法 耦合系数
