【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学，尤其是指一种基于时空相干波调控的波形调制方法。
技术介绍
1、相干波调控是指两个或两个以上的波在介质中相互作用以达到操纵和调制波的一种调控方法。这种方法是基于入射波的相对相位和振幅进行调制的。对波(如电磁波和声波)的调制已经成为很多仪器的基础，如干涉仪、传感器、相干完美吸收器、超快光学设备等。目前，相干波调控已经从传统的空间体系拓展到了时间体系，其中，前者要求入射波具有相同频率，而后者要求入射波具有相同波矢。随着对光-物质相互作用的研究，波的调控不再局限于空间体系，已经延伸到了时空体系。为了与波调控相兼容，实现时空体系下的相干波调控对操纵波形是至关重要的。
2、当多个波之间的正交互异性被打破时，波在传播中会发生干涉现象。通过调控波的振幅和相位可以达到自由操纵波的目的，即实现相干波调控。许多光学仪器都需要相干波调控作为基础以达到操纵波形的目的。传统的相干波调控分为空间相干调控和时间相干调控，如图1所示。在空间相干调控中，需要入射波的频率相同，如图1(a)所示。在时间相干调控中需要入射波的波矢相同，如图1(b)所示。目前的利用相干波调控操纵波形只能单独用于空间维度或时间维度中，即要求入射波的频率相同或入射波的波矢相同，且目前利用相干波调控操纵波形的功能单一，不能实现如产生超快脉冲等功能。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于时空相干波调控的波形调制方法。
2、一种基于时空相干波调控的波形调制方法，包括以下步骤：>
3、构建归一化界面速度为β的时空界面，所述时空界面由折射率为n1的第一介质和折射率为n2的第二介质构成，所述第一介质和所述第二介质分居于时空界面两侧；
4、由所述第一介质所在侧向所述第二介质所在侧入射第一入射波，由所述第二介质所在侧向所述第一介质所在侧入射第二入射波，所述第一入射波与所述第二入射波满足干涉条件；
5、调节所述第一入射波与第二入射波的相对振幅和相对相位使其满足干涉相消条件实现消波。
6、优选地，构建时空界面包括构建超光速界面，包括以下步骤：
7、提供一具有克尔效应的非线性材料或近零材料作为第一介质，该第一介质的折射率为n1；
8、将泵浦光束以角度θ斜入射于非线性材料表面，得到折射率为n2＝n1+δn的第二介质和归一化界面速度为β的时空界面，|β|>max{1/n1,1/n2}；
9、其中，所述第二介质折射率的变化δn与非线性材料或近零材料的非线性折射率系数n和泵浦光束强度i的乘积成正比δn＝ni。
10、优选地，所述第一入射波与第二入射波的干涉条件为：所述第一入射波与所述第二入射波的频率满足表示所述第二入射波的频率，表示所述第一入射波的频率。
11、优选地，在超光速界面中，干涉相消条件包括：
12、所述第一入射波与所述第二入射波的相对相位且
13、所述第一入射波的透射波与所述第二入射波的反射波干涉相消的条件为:所述第二入射波相对所述第一入射波的相对振幅满足
14、所述第二入射波的透射波与所述第一入射波的反射波干涉相消的条件为：第二入射波相对第一入射波的相对振幅满足
15、优选地，构建时空界面包括构建亚光速界面，包括以下步骤：
16、提供一具有克尔效应的非线性材料或近零材料为第一介质，该第一介质的折射率为n1，在所述非线性材料或近零材料上方放置减速介质；
17、将泵浦光束以角度θ斜入射于非线性材料或近零材料表面，得到折射率为n2＝n1+δn的第二介质和归一化界面速度为β的时空界面，|β|<min{1/n1,1/n2}；
18、其中，第二介质折射率的变化δn与非线性折射率系数n和泵浦光束强度i的乘积成正比δn＝ni。
19、优选地，第一入射波与第二入射波的干涉条件为：第一入射波与第二入射波的频率满足表示第二入射波的频率，表示第一入射波的频率。
20、优选地，在亚光速界面中，干涉相消条件包括：
21、所述第一入射波与所述第二入射波的相对相位且
22、所述第一入射波的透射波与第二入射波的反射波干涉相消的条件为：所述第二入射波相对所述第一入射波的相对振幅满足
23、所述第二入射波的透射波与所述第一入射波的反射波干涉相消的条件为：所述第二入射波相对所述第一入射波的相对振幅满足
24、优选地，所述基于时空相干波调控的波形调制方法还包括对所述第二入射波的周期进行调节实现对第一入射波波形的剪切。
25、优选地，所述第一入射波和第二入射波周期相同，设定所述第一入射波波形剪切区域为预设区域，令所述第二入射波指定区域的振幅保留，其他区域振幅为0，所述指定区域与所述预设区域周期匹配；其中，所述第一入射波与所述第二入射波满足干涉相消条件。
26、优选地，基于时空相干波调控的波形调制方法还包括利用低频信号产生超快脉冲，第一入射波为连续入射波，第二入射波为低频脉冲，其中，所述第一入射波与所述第二入射波满足干涉相消条件。
27、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
28、1、利用具有克尔效应的非线性材料或近零材料作为第一介质，通过泵浦光束照射后可以得到折射率变化的第二介质并产生时空界面，将相干波调控从纯空间/纯时间体系拓展到时空体系。
29、2、利用时空界面打破传统频率限制，利用不同频率的入射信号实现相干波调控。
30、3、通过对入射波的相对振幅、相对相位以及周期进行调控可以实现消波、剪切波以及利用低频信号产生超快脉冲的功能。
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1.一种基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，构建时空界面包括构建超光速界面，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，所述第一入射波与第二入射波的干涉条件为：所述第一入射波与所述第二入射波的频率满足表示所述第二入射波的频率，表示所述第一入射波的频率。
4.根据权利要求3所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，在超光速界面中，干涉相消条件包括：
5.根据权利要求1所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，构建时空界面包括构建亚光速界面，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，第一入射波与第二入射波的干涉条件为：第一入射波与第二入射波的频率满足表示第二入射波的频率，表示第一入射波的频率。
7.根据权利要求6所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，在亚光速界面中，干涉相消条件包括：
8.
9.根据权利要求8所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，所述第一入射波和第二入射波周期相同，设定所述第一入射波波形剪切区域为预设区域，令所述第二入射波指定区域的振幅保留，其他区域振幅为0，所述指定区域与所述预设区域周期匹配；其中，所述第一入射波与所述第二入射波满足干涉相消条件。
10.根据权利要求4或7任意一项所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，基于时空相干波调控的波形调制方法还包括利用低频信号产生超快脉冲，第一入射波为连续入射波，第二入射波为低频脉冲，其中，所述第一入射波与所述第二入射波满足干涉相消条件。
...【技术特征摘要】
1.一种基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，构建时空界面包括构建超光速界面，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，所述第一入射波与第二入射波的干涉条件为：所述第一入射波与所述第二入射波的频率满足表示所述第二入射波的频率，表示所述第一入射波的频率。
4.根据权利要求3所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，在超光速界面中，干涉相消条件包括：
5.根据权利要求1所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，构建时空界面包括构建亚光速界面，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于时空相干波调控的波形调制方法，其特征在于，第一入射波与第二入射波的干涉条件为：第一入射波与第二入射波的频率满足表示第二入射波的频率，表示第一入射波的频率。
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