作者单位
摘要
南昌大学 电子信息工程系,南昌 330031
提出了一种含有光学参量放大器的复合腔磁系统。利用系统海森堡-郎之万演化方程和输入-输出关系研究了磁力诱导透明和快慢光效应。数值计算表明:当腔磁系统考虑磁振子-声子耦合时,出现双重透明窗口。磁振子-声子之间的耦合强度增强,透明窗口宽度变宽,深度加深。在系统中调控光学参量放大器的增益,吸收光谱在共振频率两侧出现不对称现象,吸收谱曲线的峰值随光学参量放大器增益的增加而变大。通过调节腔磁耦合强度,改变了吸收光谱和色散光谱的传输特性。此外,探测场的传输速率依赖于光学参量放大器的增益。腔磁系统的快慢光效应及其切换通过调控光学参量放大器得以实现。该研究结果可为量子光学操纵和量子信息存储的研究提供参考。
复合腔磁系统 光学参量放大器 磁力诱导透明 快慢光效应 磁振子 Hybrid cavity magnomechanical system Optical parametric amplifier Magnomechanically induced transparency Fast-slow light effect Magnon 
光子学报
2024, 53(2): 0227001
李悦 1,2王义建 1,2孙恒信 1,2,*刘奎 1,2郜江瑞 1,2
作者单位
摘要
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 山西 太原 030006
2 山西大学 极端光学协同创新中心 山西 太原 030006
强耦合是腔光力系统用于产生和观察许多宏观量子现象(如光力压缩态和纠缠态等)的基本条件,系统进入强耦合的明显标志是正交模劈裂。本文理论分析了加入光学参量放大器和相干反馈的光力系统中的正交模劈裂现象,并讨论分析了反馈回路的光学相位对正交模劈裂的影响。在不同参数情况下,如光学参量放大器参量增益、反馈分束器的反射系数和输入光功率等,模式位置和线宽随相移的变化。结果表明: 在其他参数一定时,通过调节反馈相位,初始无模式劈裂的系统随相位变化出现模式劈裂并达到最大的模式间隔,从而从弱耦合进入强耦合状态。而且,多个参数的协同调节,可有效提高模式劈裂的程度。该研究为实验上增强光力耦合强度的实验调节提供了方便,可广泛用于光力系统的弱力灵敏探测以及宏观量子态产生与测量等。
正交模劈裂 光学参量放大 相干反馈 强耦合 normal-mode splitting optical parametric amplifier coherent feedback strong coupling 
量子光学学报
2023, 29(2): 020502
符婧 1王绪彤 1刘胜帅 1,5,**荆杰泰 1,2,3,4,*
作者单位
摘要
1 华东师范大学物理与电子科学学院精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062
2 中国科学院超强激光科学卓越创新中心,上海 201800
3 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
4 南京大学固体微结构国家实验室,江苏 南京 210093
5 华东师范大学重庆研究所重庆精密光学重点实验室,重庆 401120
高精度的干涉仪在精密测量领域有着非常重要的作用。相位估计的不确定度通常用来判定一个干涉仪测量的精密程度,相位估计的不确定度越小意味着相位灵敏度越高。在理论上提出了由光学参量放大器和线性光学分束器(BS)组成的非线性干涉仪。基于热85Rb原子系综四波混频(FWM)过程的光学参量放大器用来实现干涉仪中光束的合成与分离。BS作为反馈控制器,通过控制器件的反射率,来控制FWM过程的出射光返回到入射光端口的比例。与传统干涉仪的相位灵敏度相比,通过理论计算证明了基于光学参量放大器反馈的非线性干涉仪相位灵敏度更高。本研究结果在量子精密测量领域有着潜在的研究价值。
量子精密测量 非线性干涉仪 光学参量放大器 四波混频 反馈控制 
激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106021
曾文 1,2李博瀚 1,2,*李煌 1任泽峰 1,2,**
作者单位
摘要
1 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室,辽宁 大连 116650
2 中国科学院大学,北京 100049
设计并搭建了一台具有高重复频率(1 MHz)和低泵浦阈值的飞秒光参量放大器(OPA)。该OPA使用掺镱飞秒光纤激光器进行泵浦,超连续白光作为种子在β-偏硼酸钡(BBO)晶体内被515 nm倍频光放大,实现了650~950 nm范围内的可调谐输出。该OPA的最高转换效率超过20%,功率稳定性可以达到0.22%,压缩后的最短脉宽小于34 fs,当1030 nm波段的脉冲能量为300 nJ时即可实现稳定输出。相比于飞秒光参量振荡器,该系统更加简单稳定;相比常规飞秒光参量放大器,该OPA具有更低的阈值,更适合高重复频率低能量的应用场景,例如多光子成像、显微瞬态吸收光谱等。
激光器 飞秒光参量放大器 低阈值 可调谐激光 高稳定性 
中国激光
2022, 49(23): 2301004
作者单位
摘要
1 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006

高精度光学干涉仪是实现精密测量的重要工具之一,干涉仪的最终灵敏度受限于真空起伏决定的标准量子极限(SQL)。利用量子资源可以实现突破SQL的相位测量。在基于光学参量放大器(OPA)的量子干涉仪中,将干涉仪两臂中OPA产生的相位压缩态直接作为相敏量子态,通过同时降低散粒噪声和放大相敏场强可以使其灵敏度无条件地突破SQL。然而,量子态对损耗是非常敏感的。通过分析量子干涉仪的各种损耗对其灵敏度的影响,得出了量子干涉仪灵敏度与各种损耗的依赖关系。同时,通过分析灵敏度与分析频率等其他物理参量的关系, 得出了进一步优化系统灵敏度、带宽等性能的实验参数。

量子光学 光学参量放大器 马赫-曾德尔干涉仪 标准量子极限 压缩态 灵敏度 
光学学报
2022, 42(3): 0327013
Author Affiliations
Abstract
College of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering, Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China
Using the quantum interference of photon pairs in N-stage nonlinear interferometers (NLIs), the contour of the joint spectral function can be modified into an islands pattern. We perform two series of experiments. One is that all of the nonlinear fibers in pulse pumped NLIs are identical; the other is that the lengths of N pieces of nonlinear fibers are different. We not only demonstrate how the pattern of spectral function changes with the stage number N, but also characterize how the relative intensity of island peaks varies with N. The results well agree with theoretical predictions, revealing that the NLI with lengths of N pieces of nonlinear fibers following binomial distribution can provide a better active filtering function. Our investigation shows that the active filtering effect of multi-stage NLI is a useful tool for efficiently engineering the factorable two-photon state—a desirable resource for quantum information processing.
quantum state engineering optical parametric amplifier nonlinear quantum interference 
Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 052702
Author Affiliations
Abstract
1 School of Opto-electronic Information Science and Technology, Yantai University, Yantai264005, China
2 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
3 National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin150001, China
We demonstrated a high-power long-wave infrared laser based on a polarization beam coupling technique. An average output power at $8.3~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$ of 7.0 W was achieved at a maximum available pump power of 107.6 W, corresponding to an optical-to-optical conversion of 6.5%. The coupling efficiency of the polarization coupling system was calculated to be approximately 97.2%. With idler single resonance operation, a good beam quality factor of ${\sim}1.8$ combined with an output wavelength of $8.3~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$ was obtained at the maximum output power.
long-wave infrared laser optical parametric amplifier optical parametric oscillator polarization coupling 
High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(2): 02000e12
董程 1,2,3杨峰 1,2,4王旭明 1,2,3韩琳 1,2,4[ ... ]许祖彦 1,2,4
作者单位
摘要
1 中国科学院 理化技术研究所, 北京 100190
2 中国科学院 固体强激光重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院大学, 北京 100190
4 中国科学院 理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室, 北京 100190
为了提高皮秒可见光参量产生/放大器(OPG/OPA)的转换效率及输出能量, 采用走离补偿结构和镜片膜系特殊设计等方法进行了实验验证。研究了在不同的抽运能量下OPA信号光的光束质量因子M2的演化过程和信号光在430nm~680nm内的调谐输出性能。结果表明, 在6.9mJ的355nm抽运能量下, 最高获得了2.7mJ的510nm信号光能量输出, 对应的光光转换效率为39.1%, 光子转换效率为56.2%;该方法可以有效提高OPG/OPA的输出能量和转换效率。该研究对紫外和深紫外晶体的表征是有帮助的。
非线性光学 光参量放大器 走离补偿 非线性光学材料 nonlinear optics optical parametric amplifier walk-off compensation nonlinear optical materials 
激光技术
2020, 44(1): 96
洪光烈 1王钦 1,2王建宇 1,2,*梁新栋 1,2[ ... ]李虎 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所, 中国科学院空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
大气压力是最重要的气象要素之一。为了实现空间激光遥感大气压力,需要先进行必要的地基激光雷达探测实验研究。以单纵模Nd∶YAG激光器的二倍频532 nm激光脉冲作为泵浦源,以KTP(KTiOPO4)晶体作为非线性转换介质的光参量振荡器和光参量放大器,产生了760.236 nm和760.307 nm 波长的两种激光脉冲,脉冲能量为40 mJ,采用?350 mm望远镜接收大气的后向散射,从而获得了不同高度处与激光雷达之间双波长的差分光学厚度。有效探测高度为500~4000 m,时间分辨率为1~5 min。实验结果表明,差分光学厚度对应着大气层不同高度处与激光雷达间的压力差,其对应关系的数值表达是可以期待的。
遥感 遥感器 差分吸收激光雷达 光参量振荡器 光参量放大器 差分光学厚度 大气压力 
中国激光
2020, 47(3): 0310003
Author Affiliations
Abstract
1 SI Stuttgart Instruments GmbH, Öhringen, Germany
2 University of Stuttgart, 4th Physics Institute and Research Center SCoPE, Stuttgart, Germany
3 University of Glasgow, College of Science and Engineering, Division of Biomedical Engineering, Glasgow, United Kingdom
We present a fully automated laser system with low-intensity noise for coherent Raman scattering microscopy. The robust two-color system is pumped by a solid-state oscillator, which provides Stokes pulses fixed at 1043 nm. The tunable pump pulses of 750 to 950 nm are generated by a frequency-doubled fiber-feedback femtosecond optical parametric oscillator. The resulting pulse duration of 1.2 ps provides a viable compromise between optimal coherent Raman scattering signal and the necessary spectral resolution. Thus a spectral range of 1015 to 3695 cm 1 with spectral resolution of <13 cm 1 can be addressed.
label-free imaging stimulated Raman scattering optical parametric amplifier spectral compression 
Advanced Photonics
2019, 1(5): 055001

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