科创中国
一种产生弱光低速稳定光孤子的方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-21 15:50:01
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：湖北省咸宁市| 余冬林 | 2022-10-22 17:32:03
光孤子/光子弹(light bullets,LBs)是一种特殊形式的超短光脉冲，是由光介质中的群速度色散以及自相位调制的共同作用形成的。光孤子由于在空间、时间上不扩散，在传播过程中可以保持时域波形和光谱形状不变，具有传输容量大、误码率低、抗干扰能力强等优点，在光孤子通信技术领域具有广泛的应用前景。由于光孤子具有的物理特性及其技术应用，近年来许多研究人员对光孤子进行了理论和实验研究。尽管利用非线性材料能够实现光孤子，然而非线性材料得到的光孤子却是能量依赖的，而且存在一个能量阈值，低于该阈值，孤子的传播将是发散的。此外，非线性机制强烈依赖于非线性材料，而实际能够运用的非线性材料并不多，这一依赖性也极大限制了稳定光孤子的产生。本发明公开了一种产生弱光低速稳定光孤子的方法，通过非相干泵浦光Γ21作用于寿命加宽的四能级倒Y型里德堡冷原子系统，利用控制光诱导的原子量子态之间的干涉来消除共振介质对光强较弱的入射光的吸收，获得较大的非线性效应，得到稳定PT对称光孤子。本发明简单易懂、实现方便，实用性强，可根据实际情况进行相关参数的调整，为光孤子在光通信技术领域的深入应用和发展提供了有力支持。
本发明所采用的技术方案是：一种产生弱光低速稳定光孤子的方法，通过光学探测场增益的非相干泵浦光Γ21作用于寿命加宽的倒Y型四能级里德堡冷原子系统，利用较大光强的控制光诱导的原子量子态之间的干涉来消除共振介质对光强较弱的入射光的吸收，获得较大的非线性效应，得到宇称-时间(parity-time,PT)对称性的稳定光孤子，所述方法得到的光孤子还具有非局域弱光(纳瓦量级)低速(群速度为几百米/秒)特性。
所述寿命加宽的四能级倒Y型里德堡冷原子系统，原子的能级分别为|1>＝|5S1/2,F＝1>，|2>＝|5S1/2,F＝2>，|3>＝|5P3/2,F＝3>，和|4>＝|60S1/2>，其中，5和60表示主量子数，S1/2表示自旋量子数为1/2的S轨道，F表示总角动量、P3/2表示自旋量子数为3/2的P轨道。一束拉比频率为A S-1的弱探测光场Ωp和一束拉比频率为B S-1的强控制光场Ωc分别耦合|1>→|3>和|2>→|3>，一束拉比频率为C S-1的辅助光场Ωa耦合|3>→|4>，它们的场分布函数关系Ep≤Ea＜＜Ec；其中，A、B、C为预设值。
该技术提出一种产生弱光低速稳定光孤子的方法，该方法简单易懂、实现方便，实用性强，操作性强，可根据实际情况进行相关参数的调整，为光孤子在光通信技术领域的深入应用和发展提供了有力支持。在光纤通信、光子器件市场具有良好的应用前景。
湖北科技学院科技产业管理处有专业的成果转化团队，依托和发挥湖北科技学院多学科的综合优势，积极拓宽产学研的合作渠道，努力探索产学研合作新模式，初步建立起创新资源有序流动、运行机制较为完善、合作内容较为丰富、合作形式较为规范的产学研相结合的体系。将湖北科技学院建设成为鄂南地区经济与社会发展的“创新基地与人才库”，高新科技产业的“技术研发中心”、“产品孵化基地”与“人才培养基地”。 团队以打造学校特色、提高学校办学实力与办学水平为目标，以充分挖掘校内潜力为基础，以平台建设为依托，以学校与企业、科研院所、政府合作为重点，以项目合作为抓手，以应用型研发团队建设为核心，以明晰收益分配制度为动力，全面促进学校产、学、研、用四者的结合与良性互动。
该成果投入的经费约为100000元左右（不含脉冲激光发生器），目前需要完成仪器设备的设计、制作、升级，如仪器设备研制成功，预计售价为300000元/台；成果是对光孤子产生仪器设备的创新，具有推广性好、应用性强等优点，具备良好的经济效益。
本团队有该项目的自主知识产权及掌握了核心技术，希望以技术入股或技术合作方式合作，资金需求为50万元，主要用于基于该专利的设备仪器的设计、制作、升级，期望将该项目打造成新型稳定光孤子产生设备。
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