光学谐振腔

摘要： GaN基垂直腔面发射激光器(VCSEL)的制备技术尚未成熟,其产生激光激射需使3个波长对准,即制备的分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector,DBR)决定的谐振波长、制备的腔长度决定的谐振波长、有源区量子阱InGaN的In掺杂浓度决定的蓝光发光波长。如果以上3个波长对准差,激光输出将大幅度衰减。借助辅助软件对GaN基蓝光垂直腔面发射激光器的分布式布拉格反射镜的周期和膜厚、腔长膜厚作细致的理论研究,得到分布式布拉格反射镜周期数不同、DBR膜厚偏差、腔长膜厚偏差情况下的GaN基蓝光垂直腔面发射激光器的激光输出差异。

摘要： 微环谐振腔在谐振条件下腔内光能量会得到显著增强,但是随着该能量的不断增强,其所引发的热效应将使得微环谐振腔的有效折射率发生改变.为此,从微环谐振腔温度、泵浦输入光功率的大小和泵浦输入光波长的扫描速率三个方面,对一类具有高Q值的氮氧化硅微环谐振腔的热非线性效应进行了研究.结果表明,通过控制谐振腔的温度可以实现谐振频率的锁定.同时,利用热非线性引起的双稳态效应,通过控制泵浦输入光功率大小以及功率大小改变的速率,也可以实现微环谐振腔的模式锁定.该研究为如何稳定微环谐振腔腔内能量提供了一种解决办法.

摘要： 2022年4月,中国科学技术大学郭光灿院士团队在基于人工合成维度的量子模拟方面取得重要实验进展。该团队将携带不同轨道角动量的光子(又称为涡旋光子)束缚在驻波简并光学谐振腔内,通过引入光子的自旋轨道耦合,人工模拟了一种具有拓扑性质的一维晶格。相关科研成果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。

摘要： 作为一种经典光学结构,光学谐振腔在光通信、光传感等领域得到了广泛的应用,一直是光电子学研究的热点.共振光隧穿谐振腔,源自受抑全内反射,是一种新型的光学微腔.依据Gansch公式,拟通过两种方式降低腔体的吸收(提高Qabs)和改变结构参数(提高Qstr),提高谐振腔Q值.因此,建立了共振光隧穿效应(ROTE)结构的谐振腔模型;利用传输矩阵法,仿真计算了谐振腔的反射谱谱线,并分析了其Q值变化规律.仿真结果显示:通过降低腔体吸收和调节系统参数(隧穿层厚度、入射角等),ROTE结构的谐振腔Q值总计提升了约105倍,可期望Q值达到108.相比传统的FP腔结构(Q值在103～104数量级)和当前主流的回音壁模式结构(Q值在107～108数量级),ROTE结构谐振腔的理论Q值可达到国际一流水平,同时还具有易于集成、工艺简单、稳定性高、成本低廉的优点.为高Q值ROTE结构的制备及进一步应用奠定了理论基础.

摘要： 近些年来,回音壁模式光学谐振腔因其超高的品质因数、极小的模式体积,引起了各国学者的广泛关注,在民用以及军用器件方面都发挥了重要的作用.目前,对回音壁模式光学谐振腔的研究主要包括微波光子学,非线性光学以及惯性导航器件等.本文对当前各国学者在回音壁模式谐振腔方面的研究情况进行了汇总和总结,将从6个方面对其进行论述:特性参数、材料选择、光耦合、形状、应用以及展望.旨在给出回音壁模式光学谐振腔发展到今天取得的成果、遇到的挑战及今后的发展方向.

摘要： 氢气作为潜在的能源载体和工业材料,在众多领域发挥着日益重要的作用。在很多应用中,对氢气的检测需要有更高的灵敏度、更快的响应和更大的动态测量范围。腔增强拉曼光谱法(CERS)通过Pound-Drever-Hall(PDH)稳频技术将激光和高精细度的光学谐振腔锁定,实现了1900倍的腔内功率增益,用于痕量氢气的检测。在7 mW的激光输入功率下,当积分时间为100 s时,自行搭建的腔增强拉曼光谱装置对H2的检测限为2 Pa。实验结果还表明拉曼散射强度与激光功率和气体压力具有良好的线性关系,示范了CERS方法高精度气体定量分析的潜力。

摘要： 利用谐振腔的模式滤波及共振增强特性,进行了基于外腔倍频的双色高重频飞秒激光产生的实验研究.首先从理论上简单介绍了利用大自由光谱区的谐振腔实现飞秒脉冲重频变换的原理,并通过理论研究表明:腔内功率放大倍数会随着重频的增大而减小,进而限制倍频效率的增加.在实验上采用自由光谱区为300 MHz的六镜环形腔及1 mm厚的BIBO倍频晶体,输入重复频率为75 MHz的飞秒脉冲,实现了中心波长815 nm的基频和407.5 nm的倍频飞秒脉冲输出,其重频均为300MHz,且重频信号的边模抑制比分别达到30 dB和20 dB.本文还进一步对实验产生的双色高重频飞秒激光的倍频效率、共振光谱、光束质量等特性进行了测量分析,为后续开展高重频量子光频梳实验研究奠定了基础.

摘要： 基于光力谐振腔的磁力仪在应用时主要受限于灵敏度和检测带宽两个指标.本文设计了一种厘米尺寸的回音壁模式谐振腔结构,可探测6 Hz至1 MHz频率范围内的交变磁场,在无磁屏蔽、室温环境下、无直流偏置磁场时,其最佳灵敏度在123.8 kHz可达530 pT·Hz–1/2,探测带宽和最佳灵敏度分别为同尺寸谐振腔的11倍和1.67倍.该磁场传感器仅需100μW的光功率,功耗很低.后续通过优化系统噪声、提升器件磁场响应能力等手段可进一步提升其传感性能,有望在电力系统故障监测和医学诊断等领域发挥其应用潜力.

摘要： 量子噪声已成为当前精密测量应用中的一种重要限制因素,与其相关的问题已成为研究热点.光学谐振腔作为操控量子噪声的一种重要光学器件,其传输特性决定了输出信号噪声的演化特性.本文通过理论分析光学谐振腔输出的强度、相位与频率的对应关系,对比了过耦合腔、阻抗匹配腔与欠耦合腔传输函数、能量传输、噪声传递的频谱特性,证明其具有功率分束、频率滤波、噪声转换等特性,为量子噪声的分析与操控等应用研究提供了基础,将推动精密测量领域的发展.

摘要： 超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种用于探测单光子的超导器件,探测效率是其主要性能指标之一,主要受纳米线对光的吸收效率影响.高温超导材料具有较高的工作温度,可以显著降低探测器系统的重量、体积以及制冷成本,因此制备单光子探测器具有很大发展前景.为研究高温超导单光子探测器的光吸收率,首先用椭偏仪测量了Tl2Ba2 CaCu2O8(Tl-2212)的光折射率,利用Tl-2212和YBa2Cu3O6设计了带有光学谐振腔的SNSPD,通过优化谐振腔SiO2层和CeO2层的厚度,对不同线宽、厚度、占空比的纳米线光吸收率进行仿真研究,结果表明光吸收率提升了约80％,明显提升了SNSPD的系统探测效率.

摘要： 本文以某大型光学谐振腔支撑致稳系统为研究对象,对其动力学特性开展仿真分析和实验研究.首先对部件之间的螺栓联接结构进行研究,分析螺栓预紧力和接触面摩擦系数的影响规律,建立了能够模拟螺栓联接结构动态行为的精确模型分析方法.在此基础上,基于混合单元(实体单元、壳单元)、采用螺栓联接结构精确建模的分析方法,建立了某大型光学谐振腔支撑致稳系统的整体有限元模型,开展了振动特性分析.进一步开展实验研究,对仿真分析结果进行验证,对比结果表明两者一致性较好,仿真结果具有较高的精度,满足实际工程需求,为在以后的大型光学平台设计中,进行高精度的动力学优化、结构轻量化设计奠定基础.

摘要： 本文首先简要提出了激光陀螺用光学谐振腔的设计方法和过程，主要包括确定谐振腔的外形尺寸和基本形状、确定谐振腔的参数范围、分析谐振腔性能并精确确定其各个参数;从设计的角度分析了谐振腔的稳定性和腔内振荡光的光斑尺寸，包括腔的光学长度和端镜的曲率等对谐振腔稳定性的影响，以及端镜处和光腰处的光斑尺寸;采用传输矩阵的研究方法对某型激光陀螺的谐振腔稳定性、腔内光斑尺寸进行了理论分析，得出了相关的表达式。在理论分析的基础上，对某型激光陀螺所选用的谐振腔参数进行了数值扫描，绘出了谐振腔稳定性和腔内光斑尺寸随腔参数的变化曲线。这些方面的分析和结果将为激光陀螺用光学谐振腔的设计提供很好的理论依据，而且可以为设计出高品质的谐振腔提供一定的保障。

摘要： 本文介绍了一种新型准光学可调辐射源，这是一种基于Smith-Purcell效应的自由电子激光。这种可调辐射源是一个同轴型系统，它包括外面的柱状光栅和位于中间的倒置的曲面镜。由于引入了这种新型准光学谐振腔系统，改变能量输出方向的角度，从原理上讲，可制造一系列模型，产生可调频率的段毫米波、远红外波段的相干辐射，且该系统大大增加了电子注半径，在同样电子注密度和厚度情况下，可以获得比以往结构高几倍的电流，辐射功率可提高1个数量级。

摘要： 基于自由电子激光(FEL)技术的太赫兹(THz)源是实现大功率THz源的最佳途径之一.对于THz这一特殊的频段,为实现理想的THz输出,必须合理的设计光学谐振腔.本文针对拟设计的波长为0.3 mm的THz源,分析了THz源光腔的特殊性及其设计中的一些关键问题.

摘要： 为了减小腔镜失调和外界振动对输出光束的影响,提出了氧碘化学激光器光学谐振腔的自准直控制,给出了具体的实现方案,针对激光准直仪和微位移驱动两部分进行了分析.确定了检测定位镜、激光准直仪、微位移驱动器等关键部件的设计参数.

摘要： 提出微波系统宏脉冲内相位任意变化的方法，改善自由电子激光功率输出。以自由电子激光功率输出为指标，用计算机控制任意函数发生器改变宏脉冲内微波相位，短的建立时间和大的饱和功率会同时获得。北京红外自由电子激光器进行的实验证明这种方法可以有效地提高自由电子激光的功率输出。

摘要： 该文报道研究人员设计的快速轴流CO激光器和实验结果，激光器的光学谐振腔为三折Z形折叠半共焦腔，输出耦合镜为GaAs材料，透过率为72℅的，得到最大输出功率2530W，电光转换效率最高达到24℅。

摘要： 本发明涉及一种凹腔谐振腔及其制造方法和一种滤波器装置。凹腔谐振腔(12)包括第一镀金属的模制塑料部件(18)，部件包括凹腔短柱(17)、端壁(14)和圆柱形侧壁(13)。部件(18)被表面安装焊接在镀金属的PCB基板(19)上。突起部(24)被定位成面对短柱(17)的端面(21)，以利用其限定电容间隙(22)。短柱(17)的端面(21)和突起部(24)被构造成所述短柱与所述面对部分之间相对转动改变间隙(22)的轮廓，并因此改变间隙电容。通过在制造期间适当地定位两个部件，基于短柱(17)与突起部(24)的相对角位置可以选择具体的电容，以从可利用的旋转提供期望的谐振频率。在另一腔中，突起部被印刷电路板的被蚀刻的金属镀层代替。

摘要： 本发明提供了一种椭圆柱形光学微谐振腔，包括：腔体(1)，腔体(1)为椭圆柱形，第一布拉格反射镜(2)，第一布拉格反射镜(2)为与腔体(1)的端面相同的椭圆柱形，其一端面与所述腔体(1)的一端面连接，第二布拉格反射镜(3)，第二布拉格反射镜(3)为与腔体(1)的端面相同的椭圆柱形，其一端面与腔体(1)的另一端面连接。本公开中的结构可用于产生损失效率极低的单光子。

摘要： 本发明公开了一种支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔及具有该谐振腔的器件，其中支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔包括设有若干金属通孔（3）的介质层（1），设置在介质层的双开口谐振环（4），分别设置在介质层两面的第一金属层（2）和第二金属层（5），以及激励谐振腔的第一端口（21）和第二端口（22）；金属通孔、第一金属层和第二金属层围成谐振腔，所述双开口谐振环位于该谐振腔中。具有该谐振腔的器件还包括激励谐振腔的第一端口和第二端口。本发明提高了谐振腔在应用中的集成度；而且两种谐振的频率间隔突破了传统谐振频率只能是谐波的限制。

摘要： 本发明涉及一种凹腔谐振腔及其制造方法和一种滤波器装置。凹腔谐振腔(12)包括第一镀金属的模制塑料部件(18)，部件包括凹腔短柱(17)、端壁(14)和圆柱形侧壁(13)。部件(18)被表面安装焊接在镀金属的PCB基板(19)上。突起部(24)被定位成面对短柱(17)的端面(21)，以利用其限定电容间隙(22)。短柱(17)的端面(21)和突起部(24)被构造成所述短柱与所述面对部分之间相对转动改变间隙(22)的轮廓，并因此改变间隙电容。通过在制造期间适当地定位两个部件，基于短柱(17)与突起部(24)的相对角位置可以选择具体的电容，以从可利用的旋转提供期望的谐振频率。在另一腔中，突起部被印刷电路板的被蚀刻的金属镀层代替。

摘要： 本发明涉及凹腔谐振腔、包括这种凹腔谐振腔的滤波器和制造方法。凹腔谐振腔包括短柱6。圆柱形壁2、第一端壁3和短柱6整体形成。第二端壁4由沉积在印刷电路板基板9上的金属镀层8限定。使用表面安装焊接工艺结合部件。短柱6的端部11限定间隙12。突起部14面对短柱6的端部。突起部14被单独制造，然后固定到基板9。介电球部16位于短柱6的端部11与突起部14之间。介电球部16在使用期间保持间隙尺寸，并在制造期间协助正确定位部件。

摘要： 本申请公开一种光学谐振腔用反射棱镜及其光学谐振腔和光谱测量仪。所述光学谐振腔具有样品测量区域，所述反射棱镜包括用于接收穿过所述样品测量区域的光线的第一面、用于向所述样品测量区域发出光线的第二面、位于所述第一面与所述第二面之间的第三面；所述第三面用于将接收自所述第一面的光线全反射至所述第二面。本申请所提供的光学谐振腔用反射棱镜及其光学谐振腔和光谱测量仪能够有利于光学谐振腔的反射棱镜小型化，进而利于降低光线的材质吸收损耗。

摘要： 本申请公开一种光学谐振腔用反射棱镜及其光学谐振腔和光谱测量仪。所述光学谐振腔具有样品测量区域，所述反射棱镜包括用于接收穿过所述样品测量区域的光线的第一面、用于向所述样品测量区域发出光线的第二面、位于所述第一面与所述第二面之间的第三面；所述第三面用于将接收自所述第一面的光线全反射至所述第二面。本申请所提供的光学谐振腔用反射棱镜及其光学谐振腔和光谱测量仪能够有利于光学谐振腔的反射棱镜小型化，进而利于降低光线的材质吸收损耗。

摘要： 一种具有交叉腔的光学谐振腔装置(100)，特别是用于光学俘获原子，所述光学谐振腔装置(100)包括：第一线性光学谐振腔(10)，所述第一线性光学谐振腔(10)沿第一谐振腔光路(12)在第一谐振腔反射镜(11A、11B)之间延伸并支持第一谐振腔模；第二线性光学谐振腔(20)，所述第二线性光学谐振腔(20)沿第二谐振腔光路(22)在第二谐振腔反射镜(21A、21B)之间延伸并支持第二谐振腔模，其中，所述第一谐振腔光路(12)和所述第二谐振腔光路(22)跨越主谐振腔平面；载体装置，所述载体装置承载所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)和所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)，其中，所述第一谐振腔反射镜(11)和所述第二谐振腔反射镜(21)被设置成使得所述第一谐振腔模和所述第二谐振腔模彼此交叉，以在所述主谐振腔平面中提供光晶格阱(1)。所述载体装置包括单片式分隔体(30)，所述单片式分隔体(30)由超低膨胀材料制成并且包括第一载体表面(31)和第二载体表面(32)，所述第一载体表面(31)容置所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)，所述第二载体表面(32)容置所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)，其中所述第一谐振腔光路(12)延伸穿过所述第一载体表面(31)之间的所述分隔体(30)中的第一分隔体孔(33)，所述第二谐振腔光路(22)延伸穿过所述第二载体表面(32)之间的所述分隔体(30)中的第二分隔体孔(34)。此外，描述了一种用于构建原子的二维排列的原子俘获方法、一种光学原子钟等原子俘获装置、一种量子模拟和/或量子计算装置。

摘要： 本申请公开一种光学谐振腔用反射棱镜及其光学谐振腔和光谱测量仪。所述光学谐振腔具有样品测量区域，所述反射棱镜包括用于接收穿过所述样品测量区域的光线的第一面、用于向所述样品测量区域发出光线的第二面、位于所述第一面与所述第二面之间的第三面；所述第三面用于将接收自所述第一面的光线全反射至所述第二面。本申请所提供的光学谐振腔用反射棱镜及其光学谐振腔和光谱测量仪能够有利于光学谐振腔的反射棱镜小型化，进而利于降低光线的材质吸收损耗。

摘要： 本实用新型公开了一种可变腔长的光学谐振腔光腔头,它包括输出耦合镜、尾镜、腔头板等,并设有转折镜及调整机构。通过调整输出耦合镜、尾镜和转折镜的相对位置,可以实现光学谐振腔在单程腔和任意奇数折叠腔之间的方便转换,以选择输出多阶多模或低价多模的光束。本实用新型还解决了在谐振腔外部对耦合镜、尾镜、转折镜进行调整和密封的问题。