北京大学纳光电子前沿科学中心肖云峰、龚旗煌在微腔光频梳研究中取得重要进展
2024/04/25
近日,北京大学物理学院现代光学研究所、纳光电子前沿科学中心、人工微结构和介观物理国家重点实验室肖云峰教授和龚旗煌院士课题组首次讨论了光力微腔中的克尔孤子光频梳的存在,并揭示了一种新型的振动孤子态,为微腔克尔孤子光频梳的产生与调控提供了新的理论指导。2022年2月18日,相关研究成果以《光力微腔中的振动克尔光孤子》(Vibrational Kerr solitons in an optomechanical microresonator)为题,在线发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。
孤子,又称孤立波,于1834年首次被英国科学家罗素观察到,并很快从流体力学领域扩展到声学、电磁学和光学等多个领域。微腔克尔孤子利用光学克尔效应补偿微腔内光学波包的色散,实现了具有高相干性的片上锁模激光,近年来在精密测量、时频标定、高速通讯等领域得到了广泛的关注。光学微腔在增强光学克尔效应的同时,其高密度光场也增强了光辐射压力,进而显著地改变了微腔中的光场动力学行为。然而,该方向的研究主要依靠实验观测和数值模拟,缺少细致的理论模型。

图1 (a) 光力微腔中的孤子脉冲示意图;(b) 光学和机械模式相互作用示意图
针对上述问题,肖云峰教授和龚旗煌院士课题组首先建立了多模光场和机械振子的非线性耦合模型(图1),系统研究了光力微腔中克尔孤子在参数空间中的动力学行为。结果表明,即使在强光力相互作用下,克尔光孤子仍然可以稳定存在。进一步,研究人员揭示了一种由光力自持震荡引起的新型振动孤子态:孤子态在传播的过程中保持双曲正割型函数包络,与此同时发生周期性的振动(图2)。对孤子共振谱的分析和基于拉格朗日量的解析模型表明,光孤子通过光学弹簧效应补偿了机械振子的固有损耗以及背景光场的光学冷却效应,给系统带来了新的不稳定动力学行为。课题组还进一步研究了该体系中丰富的非线性现象,包含极限环、倍周期分岔与瞬态混沌。该工作有望为微腔孤子克尔光频梳的产生与调控提供新的理论指导,为实现分频、高灵敏传感等应用提供一种新的可行方案,并且为探索多体非线性相互作用提供新的研究思路。

图2 (a) 不同时刻的超短孤子脉冲波形; (b) 光谱演化图
课题研究人员包括北京大学物理学院2019级硕士研究生石佳辰、2016级本科生纪青鑫(现在加州理工学院攻读博士学位)、北京大学“博雅”博士后曹启韬、2017级本科生郁言(现在加州理工学院攻读博士学位)和北京大学物理学院刘文静研究员。
上述研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科技计划、北京市自然科学基金、中国博士后科学基金,以及北京大学高性能计算平台和山西大学极端光学协同创新中心等支持。
文章来源北京大学新闻网,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
-
2026年第五届机器学习、云计算与智 26
-
2026年第二届计算机视觉与机器学习 627
-
2026年6月优质国际学术会议推荐 1157
-
2026年智慧教育与数据挖掘国际学术 813
-
2026年第11届生物医学信号与图像 697
-
2026资源、化学化工与应用材料国际 2559
-
2026年图像处理与数字创意设计国际 2369
-
2026年机械工程,新能源与电气技术 6849
-
2026年材料科学、低碳技术与动力工 2524
-
2026年海洋科学、水利工程与环境管 06-18
-
2026年环境工程、材料科学与循环经 06-18
-
2026年航空动力、流体力学与热物理 06-18
-
2026年地球化学、核物理与地质学国 06-18
-
2026年微机电、物理学与建模仿真国 06-18
-
2026年机械工程、电子技术与自动化 06-18
-
2026 JCR影响因子正式发布272
-
中国科协发布2025年《重要学术858
-
2026年新锐分区(原中科院期刊5648
-
2025年两院院士增选有效候选人5280
-
好学术:科研网址导航|学术头条分6842
-
2025年国际期刊预警名单发布!7028
-
2025年中科院期刊分区表重磅发24788
-
吉林大学校长张希:学术会议中的提8093
-
研究表明太阳耀斑终端激波可作为地06-24
-
研究揭示藻—菌共生体系强化养殖尾06-24
-
双功能手性双核镍催化研究获进展06-24
-
研究发现银河系中心极端环境下大质06-24
-
废塑料升级利用研究取得进展06-24
-
硒太阳能电池研究取得进展06-24
-
南京大学王涛团队首次发现110亿06-24
-
南京八古堂文化发展有限公司 24316

-
上海高登商业展览有限公司 21307

-
同济大学地下系 21371

-
北京中医院大学 21374

-
河南纳智博研会议公司 2583

-
武汉地网非开挖科技有限公司 18437

-
上海信息公司 2429

-
中国兵工学会测试技术专业委员会 23500

-
外国语言学及应用语言学国际博士生 24474

-
FEWFR 24308

-
武汉青博盛学术会议+云会议 2453

-
武汉科技大学 23495

-
西北化工研究院工业催化杂志社 2521

-
北京航空航天大学经济管理学院 21552

-
首都医科大学附属朝阳医院整形外科 21482

-
沈阳工业大学 21705

-
北京耐思国际会展服务有限公司 24324

-
百奥泰国际会议(大连)有限公司 24239

-
中国江苏常州 21348

-
WWX 23271





















1025









































