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光与声的耦合:来自振荡气泡与液滴的巨大非线性(综述)

光学 2018-11-15 v1 软凝聚态物质 流体动力学

摘要

非线性光学过程对于电信、信号处理、数据存储、光谱学、传感和成像等领域至关重要。作为一个独立的研究领域,非线性光学始于激光的发明,因为此前尚无产生光学非线性所需的实用强光源。然而,许多非线性光学系统的高功率需求限制了其使用,特别是在便携式或医疗应用中,因此亟需开发能够以廉价紧凑光源发出的低功率光产生非线性光学现象的新材料和共振结构。声学非线性,尤其是气体气泡和液滴中的巨大声学非线性现象,远比其光学对应物强。在此,我们建议利用声学非线性来产生新的光学频率,从而有效地复现非线性光学过程而无需激光。我们批判性综述了当前致力于光与非线性声波以及气泡和液滴的高度非线性振荡相互作用的文献。我们表明,利用发光二极管等低成本非相干光源即可实现声学非线性向光学信号的转换,这将催生一类新型低功率光子器件,更便于偏远社区和发展中国家使用,或满足对尺寸、重量和功率有严苛要求的场合。

关键词

引用

@article{arxiv.1811.05661,
  title  = {Coupling light and sound: Giant nonlinearities from oscillating bubbles and droplets (Review)},
  author = {Ivan S. Maksymov and Andrew D. Greentree},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05661},
  year   = {2018}
}

备注

19 pages