1.一种利用光学结构激射状态和非激射状态切换实现编码的方法,其特征在于,该方法包括以下具体步骤:
步骤1:选取一光学结构,自身为发光材料或组成部分是可发光材料,具有光学谐振腔特性,光腔品质因子q值至少100,材料化学构成不限,置于样品台上;
步骤2:在激光器输出激光传输光路上,用数个分束器把一束总光脉冲分成数束分路光脉冲,正对分束器的出射面位置搭建可调反射镜,调节反射镜相对于分束器的远近位置从而调控各个分路光脉冲到达光学结构的时刻和各个分路光脉冲之间的时间间隔;
步骤3:在分束器和可调反射镜之间放置连续可调衰减片,旋转衰减片控制到达光学结构的各个分路光脉冲的激发能量密度大于或小于光学结构的光学激射阈值pth,光学结构在对应的激发能量密度下分别处于激射状态或非激射状态,另外在第一分束器后其中一光路放置倍频晶体来获得波长减半的光脉冲,此光路称作倍频光路,另一光路保留原波长光脉冲;
步骤4:各个可调控的分路光脉冲经过合束器汇合成一束光经分束器和物镜照射到样品台上放置的光学结构上,实现光学代码信息的植入,光学结构的诱导辐射光场携带高带宽编码序列;
步骤5:光路终端设置透镜、光谱仪和条纹相机收集光学结构受光脉冲激发时间内的光辐射信号,获得光辐射信号中的参数信息即发光强度i、偏振度p和相干度c;
步骤6:把已获得的激射状态和非激射状态下光辐射信号参数中的一种或几种,分别对应于二进制编码的“1”和“0”,用光谱仪和条纹相机读取或校验这段光脉冲激发时间内生成的光学编码序列。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2所述总光脉冲的脉冲半高宽至多τrad/2,时间参数τrad是光学结构工作在激射状态下的光辐射脉冲的半高宽,可调节的脉冲间隔时间至少τra d。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2所述调控各个分路光脉冲之间的时间间隔,是改变各分路的传播光程实现不同分路光脉冲的时间延迟。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3所述光学激射阈值pth由选取的光学结构自身决定,值在10-9~1j/cm2。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3所述的分脉冲输入到光学结构中的最大能量密度至少达到pth。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤5所述的条纹相机的探测时间精度至少为单个光辐射脉冲半高宽τrad的1/3。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤5所述的发光强度i直接由光谱仪和条纹相机测得,偏振度p是通过旋转收集光路上搭建的偏振片,利用光谱仪和条纹相机获得最大和最小发光强度按公式(imax-imin)/(imax+imin)计算而得,相干度c是光辐射经过收集光路上搭建的迈克尔逊干涉仪然后用条纹相机测得亮条纹光强和暗条纹光强,按公式(i亮-i暗)/(i亮+i暗)计算而得。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤6获得的编码带宽的上限至少达0.1thz。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤6所述的二进制编码“1”和“0”的定义为:发光强度i、偏振度p和相干度c中任意一种或几种,在单个码时间间隔内:ⅰ)取值最大值大于x,则此码值定义为“1”、ⅱ)平均值大于x,则此码值定义为“1”、ⅲ)时间积分总和大于x,则此码值定义为“1”或者ⅳ)人为设定一个更小的时间间隔参数s,在单个码时间间隔内任意选取一个长为s的时间间隔积分,积分最大值大于x,则此码值定义为“1”;其中,所述x为人为定义值,以能实现光学结构激射状态和非激射状态下光辐射参数数值的区分为准。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3所述倍频光路是产生与原波长光路不同频率的激发光脉冲,倍频光路用于直接激发光学结构,原波长光脉冲用于非线性双光子吸收调控光学结构的发光时间包络,将两种频率的光脉冲组合激发光学样品获得双峰形状的辐射光脉冲时间包络,发光时间包络信息将单一频率光脉冲激励下的二进制码值“1/0”扩展至“2/1/0”三进制码值。