近期，我校物理学院介电超晶格实验室朱永元教授课题组在非线性光学波前调制技术和非线性光学成像技术上取得突破性进展，提出并完善了非线性体积全息的理论框架，并得到实验验证。该研究成果发表在最新的《物理评论快报》（Physical Review Letters 113, 163902（2014））上。
近年来，利用微结构的人工干预，实现非线性光波波前的自由调制功能，成为了最吸引眼球的课题之一。经过十几年的发展，波前调制领域已经从多通道相移技术，走到了如今傅里叶光学与相移结合的技术、局域准相位匹配技术等百家争鸣的局面，实现了诸多非线性光波波前调制的功能。
1997年该课题组研究人员将准晶的概念引入超晶格的设计，将光学超晶格的结构从周期拓展到准周期，将单一的准位相匹配概念拓展至多重准位相匹配的概念。利用一维Fibonacci准周期光学超晶格，通过实验实现了三倍频的直接产生（Science 278, 843 (1997)）。
2008年该课题组研究人员将惠更斯原理从线性推广到非线性，提出了局域准位相匹配的概念。利用非线性惠更斯原理我们设计了具有倍频、分束和聚焦多功能集成的光学超晶格，并进行了实验验证（Phys.Rev.Lett. 100, 063902 (2008)）。
近期，随着对该原理的深入研究，朱永元教授课题组提出了更为简单实用的非线性波前调制技术——非线性菲涅尔体积全息技术。其核心原理是——通过非线性极化波和非线性物光的干涉，记录下物光完整的波前信息；通过基波照射，再现非线性物光。利用非线性全息板——光学超晶格，演示了倍频Airy光束的产生，研究了该光束的无衍射、自加速和自愈性能。并且通过实验，初步探讨了体积全息技术的选择特性，以及它对非线性光学波前调制的意义。该技术的核心干涉思想也可以推广到其他涉及波动理论的领域，如声波、表面波和电子束等的调控。
本论文第一作者为2009级博士生洪煦昊，现代工程与应用科学学院的张超副教授和物理学院的朱永元教授为该论文的通讯作者。该项研究得到973项目和国家自然科学基金项目的资助。（物理学院）
图1. 非线性菲涅尔体积全息术原理示意图。
图2. 利用超晶格激发的非线性Airy光束的无衍射、自加速和自愈特性。
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