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超冷量子气体中的非线性加速 - NSF-PAR
在公众的认知中，新技术所预言的量子优势几乎与预期的量子加速同义。这种印象是由量子计算所驱动的，它确实能比任何传统计算机更快地解决某些问题 [1]。至少从表面上看，这种预期似乎与所谓的量子速度极限 (QSL) 不一致，QSL 是量子系统演化最大速率的基本界限 [2,3]。事实上，不同的 QSL 可以被解读为经典性的预兆 [4,5]，因为它们深深植根于海森堡关于能量和时间的更严格的不确定性关系 [6]。一旦人们意识到在计算机科学的术语中，“加速”仅仅指所需单门操作数量的减少，而在量子物理学中 QSL 指的是应用此类门操作的最大速率 [7]，这种明显的矛盾很快就会消失。因此，也就不难理解为什么在几乎所有量子物理领域，包括量子通信[8–13]、量子计算[14,15]、量子控制[16–18]、多体物理[19,20]和量子计量[21,22]，都有如此多的研究活动致力于 QSL 的研究。参见有关该主题的一些最新评论 [23,24]。最初的 QSL 是为标准量子力学 [25] 制定的，其动力学由薛定谔方程描述。然而，在过去十年中，很明显有各种“量子资源”可用于加速量子动力学。例如，已经确定，经过精心设计的开放系统动力学允许
非线性超表面对量子态的全光调制
摘要 超表面已证明具有在纳米尺度上利用光的奇异能力，这不仅对经典光学而且对量子光学都很重要。量子态的动态操控是量子信息处理的核心；然而，到目前为止，这种功能很少在超表面中实现。本文，我们报告了一种利用非线性超表面对光子量子态进行全光动态调制的方法。该超表面由金属纳米结构和光异构化偶氮层组成。通过光学切换偶氮分子在二元异构态之间来调节等离子体共振，我们实现了对正交偏振光子传输效率以及它们之间的相位延迟的动态控制，从而有效控制纠缠态。作为一个例子，量子态蒸馏已被证明可以将贝尔态从非最大纠缠态恢复到保真度高于 98% 的贝尔态。我们的工作将丰富超表面在量子世界中的功能，从静态到动态调制，使量子超表面走向实用。
激光金属沉积非线性热模拟
摘要 激光金属沉积 (LMD) 模拟对于增材制造工艺规划至关重要。本文介绍了 LMD 的 2D 加厚度非线性热模拟的计算实现，其中考虑：(i) 与温度相关的材料特性，(ii) 由于对流和辐射引起的热损失，(iii) 材料沉积过程中的几何更新，(iv) 相变和 (v) 激光与基材之间的相互作用。该实现计算与激光轨迹垂直的横切面上的温度场历史和焊珠积累的历史。材料沉积模型基于输送粉末的空间分布。本文介绍了对生长焊珠进行有效局部重新网格划分的数学和数值基础。将焊珠几何形状的数值估计与现有文献中的实验结果进行了比较。本模型对预测焊珠宽度（误差 15%）和焊珠高度（误差 22%）具有合理的精度。此实施为内部实施，允许纳入额外的物理效应。需要进行额外的工作来考虑基材上的粒子（热）动力学，这会导致大量的材料和能源浪费，进而导致在执行的模拟中高估实际温度和熔融深度。
非线性光子晶体：从2D到3D
非线性光子晶体是具有二次非线性（χ（2））的微结构，它们已广泛用于新频率下相干光的生成和控制。由于最近使用飞秒激光脉冲的3Dχ（2） - 非线性工程技术的发明，现已在实验上是可行的。在这里，我们回顾了非线性光子晶体的最新研究进展，尤其集中在3D结构的制造，表征和应用上。我们还讨论了3D非线性光子晶体的未来发展，其性质和功能是很难或几乎无法通过较低的尺寸结构实现的。©2021美国光学协会根据OSA开放访问出版协议的条款
在近和中间的CDSIP2的非线性光学测量
最近，在光学参数放大器（OPA）中使用中红外（MID-IR）差异频率产生（DFG）的磷化物磷化物（CDSIP 2或CSP）的使用引起了极大的兴趣[1-4]。由于广泛的大气变速箱窗口，该光谱区域（3-5 µm）已被认为对于通信，遥感和定向能源应用很重要，该窗户允许相对较低的损失传播[5，6]。csp是一个四方点组（€4 2 m）负单轴晶体，具有较大的二阶非线性（d 36 = 84.5 pm/v），具有较大的双重双发性（-0.05）（-0.05）（-0.05），大带隙（E G = 2.45 ev），比较大的透明度范围和较低的固定性吸收率在普通的范围内供应较大的材料。 [7]以较低的导热率为代价[8]。先前已经测量了CSP的线性和二阶非线性光学（NLO）特性[8-10]。在这项工作中，我们在近红外（NIR）中测量泵浦波长（1.5 µm和2.0 µm）的非线性吸收（NLA）和非线性屈光度（NLR），并在MID-IR中选择中MID-MIR（3.0 µm m至3.0 µm至5.0 µm）。然后，我们检查了该NLA和NLR对OPA性能的影响。我们表明，在高泵送辐照度下，NLA可以通过增加泵的吸收并降低转化率的效率来成为OPA性能的限制因素。
间隔阳离子的影响 - 非线性研究中心
摘要：二维 (2D) 卤化物钙钛矿表现出独特的发射特性，使其成为下一代发光器件的潜在候选者。在这里，我们结合非绝热分子动力学和时域密度泛函理论来研究载流子复合过程的基本机制。考虑具有不同有机间隔分子、正丁基铵 (BA) 和苯乙铵 (PEA) 阳离子的单层溴化物钙钛矿，我们发现这些材料中温度引起的结构波动与非辐射载流子复合率之间存在很强的相关性。与 (PEA) 2 PbBr 4 相比，(BA) 2 PbBr 4 的几何形状更灵活，导致电子 - 空穴复合更快，载流子寿命更短，从而降低了较软 2D 钙钛矿的光致发光量子产率。相对刚性 (PEA) 2 PbBr 4 中结构波动的减少不仅表明载流子寿命更长，而且表明发射线宽度更窄，这意味着发射光的纯度更高。我们对 2D 钙钛矿中激发态特性的从头算建模传达了材料设计策略，以微调固态照明应用的钙钛矿发射。
非线性波导中反向传播光子对的产生
摘要：非线性块体晶体中的反向传播参量转换过程已被证明具有独特的特性，可实现高效的窄带频率转换。在量子光学中，在波导中通过反向传播参量下转换过程 (PDC) 生成光子对，其中信号光子和闲置光子以相反的方向传播，提供了独特的与材料无关的工程能力。然而，实现反向传播 PDC 需要具有极短极化周期的准相位匹配 (QPM)。在这里，我们报告了在自制的周期性极化铌酸锂波导中生成反向传播单光子对，其极化周期与生成的波长在同一数量级。双光子状态的单光子以可分离的联合时间光谱行为桥接 GHz 和 THz 带宽。此外，它们允许使用最先进的光子计数器直接观察预示单光子的时间包络。
克努森数对非线性声谱的影响...
我们对气体稀薄对共振平面非线性声波能量动力学的影响进行了数值研究。问题设置是一个充满气体的绝热管，一端由以管的基本共振频率振动的活塞激发，另一端封闭；非线性波逐渐陡化，直到达到极限环，在足够高的密度下形成激波。克努森数（这里定义为特征分子碰撞时间尺度与共振周期之比）通过改变气体的基准密度在 Kn = 10 − 1 − 10 − 5 范围内变化，从稀薄状态到密集状态。工作流体为氩气。用 Bhatnagar-Gross-Krook (BGK) 模型封闭的玻尔兹曼方程的数值解用于模拟 Kn ≥ 0.01 的情况。对于 Kn < 0 . 01 ，使用完全可压缩的一维 Navier-Stokes 方程和自适应网格细化 (AMR) 来解析共振弱冲击波，波马赫数高达 1.01 。非线性波陡化和冲击波形成与波数-频率域中声能的频谱展宽有关；后者是根据 Gupta 和 Scalo 在 Phys. Rev. E 98, 033117 (2018) 中得出的二阶非线性声学的精确能量推论定义的，代表系统的 Lyapunov 函数。在极限环处，声能谱表现出惯性范围内斜率为 −2 的平衡能量级联，同一作者在自由衰减的非线性声波中也观察到了这种现象。在本系统中，能量在低波数/频率时通过活塞从外部引入，在高波数/频率时由热粘性耗散平衡，导致系统基准温度升高。热粘性耗散率在基于最大速度振幅的固定雷诺数下按 Kn 2 缩放，即随流动稀疏程度而增加；一致地，极限环处陡峭波的最小长度尺度（对应于冲击波（存在时）的厚度）也随 Kn 而增加。对于给定的固定活塞速度振幅，光谱能量级联的惯性范围的带宽随克努森数的增加而减小，导致系统的共振响应降低。通过利用柯尔莫哥洛夫流体动力学湍流理论中的无量纲缩放定律，结果表明，基于域内最大声速幅，可以预期声学雷诺数 Re U max > 100 的谱能量传递惯性范围。
菜单成本经济中的非线性通货膨胀动态
典型菜单成本模型在参数化以匹配微观价格数据时，无法再现价格变化比例随通货膨胀而增加的程度。它们还预测在存在战略互补性的情况下，菜单成本会大得难以置信，并且分配不当。我们通过沿两个维度扩展多产品菜单成本模型来解决这些缺陷。首先，公司销售的产品是不完全替代品。其次，战略互补性存在于公司层面，而不是产品层面。与标准模型相比，价格变化比例会随着货币冲击的规模而迅速增加，因此我们的模型意味着非线性菲利普斯曲线。
光学薄膜中的非线性自旋轨道耦合
可调的涡流梁在各种领域具有相关性，包括通信和传感。在本文中，我们证明了具有二阶非线性敏感性的材料薄膜中非线性自旋轨道相互作用的可行性。值得注意的是，非线性张量可以混合泵场的长界线和横向成分。我们在从心理上观察到了我们从第二次谐波生成过程中的理论预测。尤其是，我们证明非线性薄膜可用于产生第二谐光灯的矢量涡流束，当时被圆形偏振的高斯束激发时。