光學超晶格結構設計及其在光波長轉換中的應用
劉濤
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商品描述
本書主要介紹基於光學超晶格的光波長轉換技術，介紹光學超晶格的基本概念以及基於光學超晶格的光波長轉換基本原理，其中包括基於不同效應的光波長轉換原理及實現方案、耦合波方程的龍格庫塔解法、遺傳算法在光學超晶格結構設計中的應用；然後分別講解均勻分段結構光學超晶格、階梯分段結構光學超晶格、啁啾結構光學超晶格及其在光波長轉換中的應用；之後探討光學超晶格在頻率上轉換單光子探測技術中的應用。
本書可作為高等院校通信、光學等相關專業本科生、研究生的教學用書，也可作為非線性光學、光學材料相關專業研究人員和工程技術人員的參考用書。
作者簡介
刘涛
博士，副教授；2015.10—2017.4，美国亚利桑那大学访学学 者；2018.9—2019.8，北京邮电大学访问学 者。自2006年起一直在非线性光学、光纤通信和量子通信领域从事研究，主持国家自然科学基金2项、河北省自然科学基金1项、中央高校基本科研业务费基金5项、以及多项横向课题；入选河北省“三三三人才工程”计划；持有河北省燕赵英才A卡。
目錄大綱
第 1 章 緒論 1
1.1 光波長轉換器的作用 1
1.2 基於光學超晶格的光波長轉換技術的發展現狀 2
參考文獻 5
第 2 章 基於光學超晶格的光波長轉換基本原理 9
2.1 準相位匹配 9
2.2 基於差頻效應的光波長轉換原理及實現方案 13
2.3 基於級聯倍頻效應+差頻效應的光波長轉換原理及實現方案 14
2.4 基於級聯和頻效應+差頻效應的光波長轉換原理及實現方案 18
2.5 耦合波方程的龍格庫塔解法 21
2.5.1 龍格庫塔法簡介 21
2.5.2 四階龍格庫塔法 23
2.6 遺傳算法在光學超晶格結構設計中的應用 24
2.6.1 遺傳算法的特點 25
2.6.2 遺傳算法的基本術語 26
2.6.3 遺傳算法的尋優過程 28
2.6.4 遺傳算法的改進 30
2.6.5 基於遺傳算法的光學超晶格結構設計 33
2.7 本章小結 39
參考文獻 40
第 3 章 均勻分段結構光學超晶格及其在光波長轉換中的應用 42
3.1 均勻分段結構光學超晶格模型 42
3.2 基於級聯倍頻效應+差頻效應的光波長轉換特性 43
3.2.1 單通構型 44
3.2.2 雙通構型 47
3.2.3 溫度變化和極化周期誤差的影響 56
3.3 基於級聯和頻效應+差頻效應的光波長轉換特性 64
3.3.1 單通構型 64
3.3.2 雙通構型 66
3.3.3 溫度變化和晶體長度製造誤差的影響 74
3.4 本章小結 85
參考文獻 85
第 4 章 階梯分段結構光學超晶格及其在光波長轉換中的應用 87
4.1 階梯分段結構光學超晶格模型 87
4.2 基於差頻效應的光波長轉換特性 88
4.3 基於級聯倍頻效應+差頻效應的光波長轉換特性 94
4.3.1 單通構型 95
4.3.2 雙通構型 98
4.4 基於級聯和頻效應+差頻效應的光波長轉換特性 100
4.5 本章小結 102
參考文獻 102
第 5 章 啁啾結構光學超晶格及其在光波長轉換中的應用 104
5.1 貝塞爾啁啾結構光學超晶格 104
5.1.1 貝塞爾啁啾結構光學超晶格模型 104
5.1.2 基於級聯倍頻效應+差頻效應的光波長轉換特性 105
5.1.3 基於級聯和頻效應+差頻效應的光波長轉換特性 112
5.2 正弦振盪衰減啁啾結構光學超晶格 116
5.2.1 正弦振盪衰減啁啾結構光學超晶格模型 116
5.2.2 正弦振盪衰減啁啾結構與其他結構的對比 117
5.2.3 不同晶體長度下的光波長轉換特性 119
5.2.4 晶體長度製造誤差對光波長轉換特性的影響 120
5.3 本章小結 122
參考文獻 122
第 6 章 光學超晶格在頻率上轉換單光子探測技術中的應用 123
6.1 基於1550nm波長單光子探測器的頻率上轉換單光子探測方案 123
6.2 基於800nm波長單光子探測器的頻率上轉換單光子探測方案 125
6.3 頻率上轉換單光子探測方案的性能分析 126
6.3.1 頻率上轉換過程中的量子特性分析 126
6.3.2 頻率轉換效率分析 128
6.4 本章小結 134
參考文獻 134
