非线性光学动态随机共振效应的增进机理研究

非线性光学自聚焦介质材料的动态随机共振效应可应用于夜视、强烈背景下的拥堵信号以及加密信号的探测。利用该效应可通过非线性耦合实现能量从非相干噪音到相干信号的传递，以提高低水平信号和隐秘信息的探测能力。在实际应用中，（1）降低调控电压、（2）实现能量从不同频率噪音到信号的传递以及（3）改进材料性能并控制成本是亟待解决的关键问题。我们计划在本项目中展开一系列增进机理研究：（1）采用具有更强三阶非线性光学特性的光折变晶体来降低调控电压，研究信号增益效率与材料非线性光学特性以及调控电压之间的关系；（2）研究不同频率噪音到信号的能量耦合特性，实验总结无机晶体的可利用噪音带宽以及信号增益效率；（3）探索新型非线性光学功能材料的可利用噪音频率带宽以及信号增益效率，例如发展相对成本较低的基于有机非线性发色团的有机无机杂化非线性光学材料，并研究其光、热、电稳定性和机械性质，以寻求应用中对无机晶体的有效替代。

由于聚焦透镜的汇聚作用成像系统的傅里叶平面的光强密度非常高，足以使当带有偏置电压的光折变晶体放置在这里时，能够自衍射效应。而傅里叶平面的光强密度分布又与成像系统的输出图像的空间频率谱是成比例的。在傅里叶平面因为光束汇聚成了一个很小的焦点，通常只需要一个小尺寸的光折变晶体，在相同的电场强度需求下，加载在晶体上的电压不需要很大就能产生光束自衍射效应，而这种在傅里叶平面产生的效应最终将反映在成像平面。 .当成像系统的输入是一个信号图像和一个强噪声背景的叠加时，理论模型发现傅里叶平面光折变晶体偏压所引起的衍射效应优先体现在噪声上。我们从实验上证实了，一个弱的信号与一个强噪声背景耦合在一起时，我们可以通过让耦合图像通过一个傅里叶平面的SBN61偏压光折变晶体，通过调节电压至800伏，隐匿在噪声中的信号被成功地揭示出来。 .放置在成像系统傅里叶平面的带偏压的光折变晶体还能通过自聚焦或者自散焦使输入图像达到模糊化的作用。当模糊化的图像被送入另外一个傅里叶平面时，在这个傅里叶平面里放置的另一个带偏压光折变晶体可以通过调节电压将模糊化的图像去模糊化还原出来。.此项工作中采用的技术具有可观的前景，例如可以作为加密和解密的方法应用于空间光通信从而起到保密的作用。