All-optical Synchronization of Breather Solitons in a Kerr Microresonator
The University of Auckland（奥克兰大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonics and Quantum technologies（光子与量子技术多德-沃尔斯中心）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（美国国家标准与技术研究院/马里兰大学联合量子研究所）；NIST（美国国家标准与技术研究院）
通过注入弱单色激光，实现微谐振器克尔呼吸孤子边带的全光同步，从而控制孤子振荡频率并降低噪声。
2026-06-29 physics.optics
Observations of Existence and Instability Dynamics of Near-Zero-Dispersion Temporal Kerr Cavity Solitons
耗散克尔腔孤子（CS）是在驱动光谐振腔中表现出来的持续光脉冲，在过去的十年中引起了人们的极大关注。虽然绝大多数研究都围绕着谐振器表现出强烈的异常色散的条件，但最近的研究表明，在近零色散驱动的条件下，可以产生具有独特特性和动力学的孤子。在这里，我们报告在这种条件下的克尔CS的存在性和稳定性动力学的实验研究。特别是，我们通过实验探索了孤立子的存在范围，并研究了当群速度色散接近零时，它们的呼吸不稳定性如何改变，使得高阶色散项发挥重要作用。一方面，我们的实验直接证实了早期的理论工作，预测（i）呼吸近零色散孤子发射多色色散辐射，（ii）高阶色散可以扩展孤子稳定的范围。另一方面，我们的实验还揭示了一种新的交叉情况，即高阶色散的影响从稳定到不稳定。我们的综合实验样品孤子动力学在正常和异常色散制度，我们的结果是在很好的协议与数值模拟和理论预测。
2021-08-03 nlin.PS physics.optics
Breath analysis by ultra-sensitive broadband laser spectroscopy detects SARS-CoV-2 infection
JILA（JILA研究所）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Colorado（科罗拉多大学）；University of Basel（巴塞尔大学）；BioFrontiers Institute（生物前沿研究所）；University of Colorado Anschutz Medical Campus（科罗拉多大学安舒茨医学校区）
本研究利用腔增强直接频率梳光谱技术分析170份呼吸样本，实现了对SARS-CoV-2感染的高精度无创检测，AUC达0.849，验证了该技术作为COVID-19快速替代检测方法的潜力。
2023-02-14 cs.LG physics.bio-ph physics.chem-ph
Strong optomechanical coupling in a slotted photonic crystal nanobeam cavity with an ultrahigh quality factor-to-mode volume ratio
我们描述了一个一维硅光子晶体腔的设计，制造和表征，在该腔中，中心槽用于增强高度局部化的光学和机械模式之间的重叠。光学模式具有0.017 $(λ_{vac}/n)^3$的极小模式体积，并且测量到310 kHz的光机械真空耦合率。随着光学品质因数高达$1.2 \cdot 10^5$，制造的设备是在解析边带制度。电场在槽壁处具有其最大值，并且耦合到槽的面内呼吸运动。因此，光机耦合主要由移动边界效应，我们模拟为6倍以上的光弹性效应，在大多数结构，其中的光弹性效应往往是主要的耦合机制。
2016-06-08 physics.optics
Dual-comb cavity ring-down spectroscopy
针对传统腔衰荡光谱无法兼顾多通道复用与高分辨率的问题，提出基于本地振荡光梳并行外差检测的双光频梳腔衰荡光谱技术，两种实现方案均能准确测量甲烷光谱，在多领域有应用潜力。
2021-06-14 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Wavelength transduction from a 3D microwave cavity to telecom using piezoelectric optomechanical crystals
微波到光的转换作为电光机械系统的一个里程碑式的应用，已经引起了腔光机械界的极大兴趣。在这封信中，我们展示了一种新的换能器，结合了高频机械运动和微波腔的第一次。该系统由一个三维微波谐振腔和一个砷化镓光机械晶体组成，该晶体被放置在微波电场最大值处。这允许微波腔通过压电效应在光机械晶体中致动千兆赫频率机械呼吸模式，然后使用电信光模式读出该模式。砷化镓光机械晶体是一个很好的候选人低噪声微波到电信转换，因为它已经预先冷却到机械基态在稀释制冷机。此外，3D微波腔架构可以自然地扩展到耦合到超导量子比特并创建混合量子系统。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
On-chip mechanical exceptional points based on an optomechanical zipper cavity
例外点（EPs）代表了非厄米系统中一种独特的光谱奇异性，近年来人们利用光学EPs研究了一些有趣的物理概念。作为一个超越光子学的系统，与许多物理系统耦合的机械振荡器预计将被进一步开发的EP用于机械传感，拓扑能量转移，非互易动力学等。在这项研究中，我们展示了芯片上的机械EP与硅光机械拉链腔，其中两个近简并的机械呼吸模式耦合通过一个单一的共本地化的光学模式。通过剪裁两个机械振子之间的耗散耦合和相干耦合，成功地观察到EP的一个显著特征，即具有1/2阶响应的光谱分裂。我们的工作提供了一个综合的平台，研究与硅芯片上的机械EP相关的物理，并提出了它们可能的应用超灵敏测量。
2022-02-26 physics.optics quant-ph
Cavity optomechanics in gallium phosphide microdisks
我们制作了具有本征品质因数$ > 2.8\times10^{5}$和模体积$< 10 (λ/n)^3$的磷化镓（GaP）微盘光腔，并研究了它们的非线性和光机械特性。对于高达$8.0\times10^4$腔内光子的光强度，我们观察到微腔中的光损耗随着强度的增加而减小，这表明GaP材料中存在可饱和吸收位点，并且双光子吸收不显著。我们观察光学模式之间的光学机械耦合的微盘约1.5 $μ$米和几个机械共振，并测量光学弹簧效应与理论预测的光学机械耦合率$g_0/2π\sim 30$ kHz的基本机械径向呼吸模式在488 MHz。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity optomechanics in an infinite cylinder
Concordia University（康科迪亚大学）
本文在火焰制备的表面纳米轴向光子谐振器中观察到光诱导的机械振荡，发现机械模式频率与无限圆柱的基频呼吸模式一致，且与光学轴向约束无关，表明光学与机械自由度在几何上解耦。
2026-05-27 physics.optics
Photonic Frequency Conversion of OFDM Microwave Signals in a Wavelength-Scale Optomechanical Cavity
光学机械（OM）腔使得能够在波长尺度体积中耦合近红外线和GHz频率声波。当在声子激光机制中驱动时，OM腔可以同时作为非线性混频器和本地振荡器-在机械谐振频率的整数倍-在光域中执行。在这项工作中，我们使用这个属性来证明全光频率下变频和上变频的MHz带宽的正交频分复用信号符合IEEE 802.16e WiMAX无线标准在微波频率。为此，我们采用了硅OM晶体腔（OMCC），支持在$f_m\approx$ 3.9 GHz的呼吸般的机械谐振，并具有足迹$\approx$ 10 $μ$ m $^{2}$，这产生的频率转换效率优于-17 dB在下变频和上变频过程中在毫瓦级驱动功率。该工作为OMCC在小型化硅光子芯片中数字调制微波信号的低功耗全光子处理中的应用铺平了道路。
2021-12-16 physics.app-ph physics.optics
Frequency combs with multiple offsets in THz-rate microresonators
微谐振器中的倍频程频率梳对于自参考是必不可少的。然而，由于色散的不利影响，小尺寸和高重复频率的微谐振器很难在较宽的频率范围内实现完美的孤子锁模。在这里，我们研究的孤子状态的稳定性组成的100个模式的氮化硅微谐振器与一太赫兹自由光谱范围。我们报告的共存的快，慢孤子在一个狭窄的失谐范围内，这是包围在两侧的呼吸状态。我们将呼吸梳分解成具有不同载波包络偏移频率的子梳序列。大失谐呼吸器具有与在整个微谐振器上延伸的扰动相关联的高频振荡。小的失谐呼吸子产生的振荡定位在孤子核心，并可以进行倍周期分岔，这触发了一系列强烈的子梳。
2022-10-11 physics.optics
Cavity-enhanced direct frequency comb spectroscopy
腔增强型直接频率梳光谱技术结合了宽光谱带宽、高光谱分辨率、精确频率校准和高灵敏度检测，所有这些都在一个实验平台上，该平台基于与高精细光学腔相互作用的光学频率梳。对光学频率梳的精确控制允许各个梳部件与高精细度腔的相应谐振模式的高效相干耦合。长腔寿命显著增强了光场和腔内物质之间的有效相互作用，增加了测量光损耗的灵敏度的一个因素，这是在腔精细度的顺序。低色散镜的使用允许频率梳的几乎整个光谱带宽用于检测，覆盖实际光学频率的~10%的范围。从腔体透射的光被光谱解析以提供具有范围从几千兆赫到几百千赫的光谱分辨率的多个检测通道。在这篇综述中，我们将讨论腔增强直接频率梳状光谱的原理和各种实现这样的系统。特别是，我们讨论了几种类型的UV，光学和IR频率梳源和光学腔的设计，可用于特定的光谱应用。我们提出了几种腔梳耦合方法，以利用宽的光谱带宽和窄的频谱成分的频率梳。最后，我们提出了一系列的实验测量痕量气体检测，人体呼吸分析，和表征冷分子束。
2008-03-31 physics.optics
Breathing dissipative solitons in optical microresonators
耗散孤子是色散与非线性、耗散与驱动力双重平衡的结果。它们出现在从光学、流体力学到化学和生物学的各种领域。最近，显着的兴趣集中在他们的时间实现驱动的光学微谐振器，被称为耗散克尔孤子。它们提供了对相干的、芯片级光学频率梳的访问，这些频率梳已经在光学计量、数据通信和光谱学中被采用。这种克尔谐振器系统可以表现出许多局部腔内图案，并提供丰富的见解非线性动力学。一类特殊的解决方案包括呼吸耗散孤子，代表脉冲振荡幅度和持续时间，没有全面的理解已经提出了日期。在这里，我们观察和研究了单个和多个呼吸耗散孤子在两个不同的微谐振器平台：晶体$\mathrm{MgF_2}$谐振器和$\mathrm{Si_3N_4}$集成Microns。我们报告了一个确定性的路线来访问呼吸状态，这使得呼吸动力学的详细探索。特别地，我们建立了呼吸频率和两个系统控制参数-有效泵浦激光失谐和泵浦功率之间的联系。使用快速检测，我们提出了一个直接观察的时空动态的单个孤子，揭示不规则的振荡和开关。呼吸孤子的理解不仅是对非线性系统的基本兴趣接近临界转变，但也相关的应用程序，以防止呼吸诱导的不稳定性孤子为基础的频率梳。
2016-11-23 physics.optics
Quantitative modeling of complex molecular response in coherent cavity-enhanced dual-comb spectroscopy
我们提出了一个复值电场模型，用于实验观察到的相干腔增强（CE）复用光谱（即，双梳光谱，DCS）。CE-DCS的传输模型不同于先前针对傅里叶变换CE直接频率梳状光谱导出的传输模型[Foltynowicz等人，B 110，163-175（2013）]，在CE-DCS的情况下，不与增强腔相互作用。通过测量CO和CO $_2$的复值近红外光谱进行验证，该光谱是由电光频率梳相干耦合到精细度$F=19600$的增强腔。验证后，我们测量了$30012\leftarrow00001$ $^{12}$ C $^{16}$ O $_2$振动带原点，合并标准不确定度为770 kHz（$4\times10^{-9}$的分数不确定度）。
2018-05-08 physics.chem-ph physics.ins-det physics.optics
Microwave-to-optical conversion with a gallium phosphide photonic crystal cavity
电致动光机械谐振器提供了一种微波和光子的量子相干双向转换的途径。这样的设备可以使量子计算机的光学互连基于量子比特在微波频率下工作。在这里，我们提出了一种新的微波到光转换的平台，包括一个光子晶体腔的单晶，压电磷化镓集成在预制铌电路上的本征硅基板。该设备利用空间扩展，侧边分辨机械呼吸模式在$\sim$ 3.2 GHz，真空光机耦合率高达$g_0/2π\approx$ 300 kHz。机械模式由集成微波电极通过逆压电效应驱动。我们估计，该系统可以实现机电耦合率的超导transmon量子位的$\sim$ 200 kHz。我们的工作代表了压电光机械接口与超导量子处理器集成的决定性一步。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Microwave generation and frequency comb in a silicon optomechanical cavity with a full phononic bandgap
腔光力学已成为利用光场控制机械运动的有力工具。当用蓝失谐激光驱动光机械腔时，机械运动被放大，最终导致声子激射。在这项工作中，我们表明，硅光机械晶体腔可以被用来作为一个光电振荡器时，驱动到声子激射条件。为此，我们使用的光机械腔设计有呼吸般的机械模式振动在$Ω_{m}/2π=$ 3.897 GHz的全声子带隙。我们的测量结果表明，一次谐波显示在100 kHz的相位噪声为-100 dBc/Hz，这是一个相当大的值为一个自由运行的振荡器。更强的蓝色失谐驱动最终导致形成光机械频率梳，其中线由机械频率间隔开。我们还测量了高阶谐波的相位噪声，并表明，与布里渊振荡器不同，噪声增加对应于经典谐波混频。最后，我们提出了实时测量的梳状波形，并表明它可以调整到最近提出的理论模型。我们的研究结果表明，硅光机械腔可能是微波光子学和光学RF处理中的相关元件，特别是在需要低重量，紧凑性和光纤互连的学科中。
2019-12-13 physics.app-ph physics.optics
Optical frequency comb Fourier transform cavity ring-down spectroscopy
我们展示了宽带和敏感的腔衰荡光谱使用近红外频率梳和时间分辨傅里叶变换光谱仪。腔衰减同时测量和光谱排序，导致每个光谱元素的纯指数衰减。反演了大气水和二氧化碳的吸收光谱，表明该技术具有较高的频率分辨率和吸收精度。介绍了实验装置、测量原理和数据处理方法。该技术受益于腔衰荡光谱的优点，即恢复的吸收不依赖于腔参数，为完全免校准的高精度吸收光谱打开了大门。
2022-01-27 physics.ins-det physics.optics
A Raman-type optical frequency comb adiabatically generated in an enhancement cavity
我们证明了拉曼型光学频率梳的有效产生，采用绝热拉曼激发在增强腔。一个宽频率梳跨越超过130太赫兹的实现与一个单一的通配置相比，超过三个数量级的激励功率降低。
2010-01-01 physics.atom-ph physics.optics
Direct frequency comb cavity ring-down spectroscopy: Enhancing Sensitivity and Precision
本文提出以光学频率梳直接探测 Fabry-Perot 腔、并用时间分辨傅里叶变换光谱仪并行反演衰荡事件的新方法，实现宽带高分辨、高灵敏度的腔损耗与吸收线型精密测量。
2024-09-14 physics.ins-det physics.optics
Electro-optic frequency combs for rapid interrogation in cavity optomechanics
电光频率梳被用来快速询问光机械传感器，表现出的光谱分辨率大大超过可能与锁模频率梳。频率梳使用基于集成电路的直接数字合成器产生，并利用在自外差配置。与基于激光锁定或扫描的方法不同，本方法允许快速并行测量全光腔模式、大动态范围的传感器位移以及在DC和500 kHz之间的宽频率范围内的采集。除了很好地适合于腔光学机械传感器的测量之外，这种基于光学频率梳的方法可以用于在广泛的物理和化学传感器中的询问。
2022-03-31 physics.ins-det physics.optics
Repetition rate stabilization of an optical frequency comb based on solid-state laser technology with an intra-cavity electro-optic modulator
利用腔内电光调制器实现了基于二极管泵浦固体激光器技术的光学频率梳的重复频率稳定。这种调制器的大反馈带宽允许训练腔稳定的连续波激光器上的梳状重复率，其锁定带宽高达700 kHz。这超过了迄今为止报道的任何其他类型的致动器所能实现的。测量了133 mrad的在环积分相位噪声，并研究了电光调制器的PM-AM耦合。
2016-12-02 physics.ins-det physics.optics
Cavity optomechanical liquid level meter using a twin-microbottle resonator
本文提出一种基于双微瓶谐振腔的腔光力液位计，通过部分浸水并保持高光学品质因数，实现对液位的高灵敏度测量，分辨率达2.6±0.9 pm，可用于探测气-液和液-液界面微小波动。
2024-01-23 physics.app-ph physics.optics
Noncollinear enhancement cavity for record-high out-coupling efficiency of an extreme-UV frequency comb
我们展示了一个飞秒增强腔与交叉光束的几何形状，有效地产生和提取极紫外（XUV）频率梳在154 MHz的重复率。我们实现了创纪录的600 μW的输出耦合功率，可直接用于光谱学，波长为97 nm。这对应于>60%的外耦合效率。XUV功率缩放和生成效率类似于在共线增强腔内利用单个高斯模式基本光束实现的功率缩放和生成效率。非共线的几何结构也为产生>100 MHz重复率的孤立阿秒脉冲打开了大门。
2020-09-01 physics.atom-ph physics.optics
XUV frequency comb operation in an astigmatism-compensated enhancement cavity
我们开发了一种极紫外（XUV）频率梳，用于对高电荷离子（HCI）中的许多XUV跃迁进行超高精度光谱分析。来自100 MHz相位稳定的近红外频率梳的飞秒脉冲被放大，然后被馈送到超高真空室内的飞秒增强腔（fsEC）中。低色散fsEC相干叠加几百个入射脉冲，并与一个单一的圆柱形光学元件，完全补偿像散在$w_0=15μ$ m腰腔焦点。在那里安装气体射流，强度达到$\sim10^{14}$ W/cm $^2$以100 MHz速率产生具有梳状谱的相干高次谐波。我们从第7次到第35次（42 eV; 30 nm）耦合出fsEC谐波，用于即将进行的HCI频率计量实验。
2020-11-23 physics.atom-ph physics.optics
Quantum well photoelastic comb for ultra-high frequency cavity optomechanics
在量子极限下工作的光机械设备为超灵敏地确定质量和位移以及更广泛的量子技术领域开辟了新的前景。获得更高的频率意味着在更高的温度下工作和对环境噪声的更强的抗扰性。我们提出并证明了一种新的量子阱光弹梳的概念，用于半导体混合谐振器中数百GHz的光与光机械谐振的有效耦合。一个专门设计的超高分辨率拉曼光谱设置被用来证明转移的光谱权重从模式在60 GHz的模式在190-230 GHz，对应于$8^{th}$和$10^{th}$泛音的光-声腔的基本呼吸模式。在不减小光学机械常数$g_0$的情况下，获得了比替代方法大两个数量级的机械频率的耦合。光机械耦合的波长依赖性进一步证明了共振光弹相互作用的作用，突出了进入强耦合制度的潜力。实验结果表明，电致伸缩力允许优化的装置的设计，以选择性地耦合到特定的机械模式。我们的提议为实现适用于量子和超高频信息技术的新方法开辟了令人兴奋的机会。
2018-12-19 physics.optics
Visible astro-comb filtered by a passively-stabilized Fabry-Perot cavity
我们展示了一个紧凑的29.3 GHz可见天文梳，覆盖560 nm到700 nm的光谱。一个837 MHz的Yb：光纤激光器频率梳相位锁定到Rb时钟作为种子梳，以确保频率稳定性和高的边模抑制比。在产生可见光超连续谱后，利用超低膨胀玻璃制作的腔长固定的法布里-珀罗腔对梳齿进行滤波，以消除快速的主动抖动。反射镜采用自制的零色散、高反射率的互补啁啾镜对，保证了无跳模现象。这些滤波梳齿在49，000分辨率的天文摄谱仪中清晰地分辨出来，表现出清晰的线型，零噪声基底和均匀的曝光幅度。
2018-08-18 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Multi-species breath biomarker profiling with an ultra-broadband (2.9-11.5 μm) spectroscopic platform
Trace Detection Laboratory, Department of Spectroscopy and Catalysis, Institute for Molecules and Materials, Radboud University（鲁汶大学分子与材料研究所光谱与催化系痕量检测实验室）；Faculty of Science and Engineering, Maastricht University（马斯特里赫特大学科学与工程学部）
本文提出了一种超宽波段中红外光谱平台，用于在线全面分析呼出气体中的生物标志物，实现了高灵敏度的同时检测，为临床诊断和暴露监测提供了强大工具。
2026-05-19 physics.optics
Pulsed excitation dynamics of an optomechanical crystal resonator near its quantum ground-state of motion
使用脉冲光激发和读出以及单声子计数技术，我们测量的瞬态反作用，加热，和阻尼动力学的纳米级硅光机械晶体腔安装在稀释冰箱在基础温度为11 mK。除了观察到光吸收诱导的热声子浴的缓慢（~ 740 ns）开启时间外，我们测量了5.6GHz的“呼吸”声学腔模式的初始声子占有率低至0.021 ± 0.007（模式温度= 70 mK）和328 ± 14 Hz的固有机械衰减率（机械Q因子= 1.7 × 10^7）。这些测量结果表明，尽管存在稳态光学加热，但使用短脉冲测量用于各种量子光学机械应用的可行性。
2015-03-17 physics.optics quant-ph
Hybridized Frequency Combs in Multimode Cavity Electromechanical System
利用辐射-压力相互作用产生类克尔非线性效应的腔机电器件是产生微波频率梳的理想器件。我们构建了一个基于氮化硅薄膜的超导腔机电器件，并研究了两种机械模式介导的协同频率梳。在腔内场不稳定的阈值附近，我们首先发现了独立的频率梳，其齿间距等于每个机械模式的频率。在这两个单独的机械模式介导的不稳定性阈值的重叠边界，我们观察到杂交的频率梳的基础上的腔场介导的这两个机械模式之间的间接耦合。谱线变成不均匀间隔，但可以被识别为共存的频率梳的组合。超过边界，梳齿回复到单模情况，并且哪种机械模式频率将齿间距取决于模式竞争。我们的工作表明，机械模式竞争使频率梳齿间距的可切换性，并可以扩展到其他设备的多个非线性。
2022-03-12 nlin.CD physics.atom-ph physics.optics
Regimes and Transitions of the Nonlinear Temporal Talbot Effect: Underlying Mechanism for A-Type Breathers, Soliton Crystals, and Soliton Gas
Multitel Innovation Centre（Multitel创新中心）
本研究探讨了非线性时间塔尔博效应的 regime 与 transition，揭示了 A 型呼吸子、孤子晶体和孤子气体的 underlying 机制，通过非线性效应和高阶空间模式干涉的相互作用，建立了与费米-帕斯塔-乌拉姆-廷戈复发相关的理论框架。
2026-02-16 physics.optics
High-efficiency coupled-cavity optical frequency comb generation
提出双腔光频梳发生器产生皮秒脉冲，克服单腔效率限制，实现GHz重复率及百倍效率提升，支持脉冲宽度可调，为定时、计量和LIDAR提供紧凑便携方案。
2023-02-20 physics.optics
Frequency combs from crystalline resonators: influence of cavity parameters on comb dynamics
本文对影响晶体回音壁谐振器频率梳跨度的因素进行了实验研究。我们观察到腔色散在级联四波混频产生梳状波的过程中起着重要的作用。我们观察到梳状共振器的异常色散和近零色散的泵浦波长。此外，梳状波的产生效率还受到不同族模式交叉的影响。讨论了拉曼增益的影响以及腔径和泵浦功率的作用。版权所有2014年加州理工学院。政府的赞助得到了认可。
2014-06-03 physics.optics
Temporal cavity solitons and frequency combs via quantum interference
环形微谐振器中的时间腔孤子提供了宽范围可控的频率梳，可用于频率标准和精密原子钟。在具有电磁感应透明的微谐振腔中，当存在反常色散和两个接近谐振的外驱动场时，Λ型三能级介质可用于产生时间腔孤子和频率梳。在这里，由于量子干涉而分离两个暗态的区域的畴壁对应于在没有输入脉冲的情况下实现受激拉曼绝热通过。在不需要调制不稳定性的情况下，当这些畴壁相互锁定时，可以形成明亮的时间腔孤子和频率梳。由于三能级量子干涉，宽的稳定范围，接近共振操作和最佳形状的腔孤子可以使它们优于那些在二能级介质中。
2021-04-22 physics.optics
Modulated Ringdown Comb Interferometry for next-generation high complexity trace gas sensing
本文提出调制衰荡梳干涉测量技术，通过解析长度调制腔内并行梳齿的衰荡动力学并结合多普勒频移，突破高浓度背景限制，首次在中红外实现20种分子万亿分之一灵敏度、浓度跨7个数量级的呼出气同时定量检测。
2024-06-05 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Widely tunable cavity-enhanced frequency combs
我们描述了在450-700 nm（> 7900 cm $^{-1}$）的宽调谐范围内频率梳的腔增强，几乎覆盖了整个可见光谱。来自同步泵浦光参量振荡器的可调谐可见光频率梳被耦合到具有600至1400精细度的4镜色散管理腔中。在整个调谐范围内获得大于190的腔内吸收路径长度增强，同时保持能够支持子200 fs脉冲持续时间的腔内光谱带宽。这种可调谐腔增强型频率梳在非线性光学和光谱学中有着广泛的应用。
2020-01-29 physics.app-ph physics.optics
Self-Frequency Shift of Cavity Soliton in Kerr Frequency Comb
结果表明，倍频程Kerr频率梳产生的超短腔孤子具有显著的自适应性和对外部扰动的鲁棒性，从而产生了一种新的频移/抵消机制，并产生了巨大的色散波，以响应Kerr非线性、Raman散射、色散和腔Q的强频率依赖性.这些观测结果为非线性孤子动力学的多功能操纵、锁模克尔频率梳的灵活频谱工程和光波的高效频率转换开辟了一条伟大的途径。
2014-04-04 nlin.PS physics.optics
Broadband and flat-baseline dual-comb cavity mode dispersion spectroscopy using fiber-based frequency combs
National Metrology Institute of Japan (NMIJ), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（日本国家计量院（NMIJ），产业技术综合研究所（AIST））
利用锁模铒光纤频率梳和可调谐光学腔，实现宽带双梳腔模色散光谱，结合平坦基线和低噪声特性，高精度测量乙炔ν1+ν3带，压力相对标准偏差0.27%，吸收系数波动1.4×10⁻⁶ cm⁻¹。
2026-06-24 physics.optics
The convolutional neural networks for analysing the micro-cavity array multi-mode quantum frequency comb spectrum features
针对微腔环境物质识别的非线性问题，采用机器学习自动提取光学频率梳多模梳齿光谱特征，单双参数识别准确率分别达99.5%和97.0%，并提出集成检测器件。
2025-06-28 physics.optics
Generation of optical frequency comb in a chi-2 sheet micro optical parametric oscillator via cavity phase matching
Chi-3微谐振器实现了紧凑和便携式频率梳产生，但需要复杂的色散控制。在这里，我们展示了另一种方法，使用卡-2片腔，其中的色散要求放宽腔相位匹配。21.2尽管在1064 nm附近存在275.4 fs^2/mm的相对较大的色散，但在133.0 GHz的均匀线间距下实现了THz宽带梳状波的产生。具有22.6%的高斜率效率和14.9千瓦的峰值功率处理，这种卡-2梳可以进一步稳定的导航，电信，天文学和光谱学应用。
2018-12-16 physics.optics
Broadband Cavity-Enhanced Kerr Comb Spectroscopy on Chip
本文将Kerr微梳与高Q微腔在芯片上耦合，实现宽带腔增强直接频率梳光谱，获得详细模式色散与腔线型，并为集成非线性光学和超紧凑生化传感提供平台。
2024-03-17 physics.optics
Spatially multiplexed single-cavity dual-comb laser
单腔双梳状激光器是一种新型的超快激光器，在泵浦-探测取样、光学测距、气体吸收光谱等领域有着广泛的应用前景。然而，迄今为止，激光腔复用通常在激光器性能或相对定时噪声抑制方面进行权衡。本文提出了一种新的方法，用于复用单个激光腔以支持一对噪声相关模。这些模式共享所有腔内组件，并采取接近共同的路径，但不重叠在任何有源元件上。我们实现的方法与80 MHz的激光器提供超过2.4瓦的平均功率每梳次140 fs脉冲。我们达到了2.2 fs [20 Hz，100 kHz]的子周期相对定时抖动。通过这种新的多路复用技术，我们可以实现对重复率差Δfrep的缓慢反馈，使该量无漂移，低抖动和可调-这是实际应用中的关键组合，而这是以前单腔双梳系统所缺乏的。
2022-06-27 physics.optics
Pump-Threshold-Free Frequency Comb via Cavity Floquet Engineering
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Aalto University（阿尔托大学）
本文提出一种无需泵浦阈值的频率梳生成方法，通过腔体Floquet工程实现多频段耦合与相位锁定，实现超低功耗的集成频率梳合成。
2026-04-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Impact of cavity spectrum on span in microresonator frequency combs
我们实验研究的因素，限制来自晶体回音壁模式谐振器的频率梳的跨度。我们观察到腔色散是决定级联四波混频梳参数的关键性质。两种不同的制度的梳产生观察到的精确的腔色散行为在泵浦波长。此外，梳状波的产生效率还受到不同族模式交叉的影响。讨论了喇曼激光的影响。
2013-09-17 cond-mat.other nlin.PS physics.optics
Experimental observation of coherent cavity soliton frequency combs in silica microspheres
报道了在二氧化硅微球中相干腔孤子频率梳的实验观察。具体而言，我们证明了微球相对于耦合光纤锥的仔细对准允许抑制高阶空间模式，减少模式相互作用，并使孤子形成。我们的测量结果表明，时间腔孤子的持续时间低于100-fs，表现出相当大的拉曼自频移，一般在三个或四个组，偶尔在时域等距间隔。射频振幅噪声测量和光谱干涉证实了所观察到的孤子频率梳的高相干性，数值模拟显示与实验吻合良好。
2016-08-15 physics.optics
Symmetry Breaking of Frequency Comb in Varying Normal Dispersion Fiber Ring Cavity
我们建立在先前报道的在具有变化的正常色散的光纤环形腔中的模式间隔为0.136 nm的频率梳的基础上[1]，以第一次产生以978.544 nm为中心的模式间隔为0.144 nm的频率梳，以证明色散的破坏。通过光纤拉伸和偏振控制来控制光学腔的双折射，梳线的间距从0.136 nm增加到0.144 nm，并且相对于模式间距为0.136 nm的频率梳，模式间距的这种小的变化在频率梳中产生非常不同的光谱偏振破坏。有趣的是，还观察到主模的非均匀耗尽。实验结果是一个重要的贡献，在不断努力的理解频率梳的动力学涉及大量的模式，非平凡的非线性波和确定性混沌。
2016-11-02 physics.optics
Microring resonator as a Rayleigh mirror for broadband laser-cavity comb generation
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology, (National Research University)（莫斯科物理技术学院（国立研究大学））
利用微环谐振器作为瑞利镜，实现宽带激光谐振腔梳生成，展示自启动梳生成及方法简化。
2025-12-11 physics.optics
Continuous Vernier filtering of an optical frequency comb for broadband cavity-enhanced molecular spectroscopy
我们最近介绍了游标直接频率梳腔增强光谱技术，我们提出了相应的定量宽带光谱的形式主义。我们实现了高灵敏度和宽带性能，通过获取光谱覆盖超过2000厘米$^{-1}$周围12600厘米$^{-1}$（800 nm），解决3 $ν$ + $δ$带的水蒸气和整个A带的氧气在环境空气中。在第二时间尺度下采集31 300个独立光谱元素，吸收基线噪声为2 $\times$ 10 $^{-8}$ cm $^{-1}$，提供优值为1，1.10 $^{-10}$ cm $^{-1}$ / $\sqrt{Hz}$，腔精细度为3000，腔往返长度约为3，3 m。这种最先进的性能是通过钛：蓝宝石频率梳与谐振腔网格的连续游标滤波来实现的，当腔自由光谱范围和激光重复率稍微不匹配时获得。在这里，我们讨论了游标滤波对测量的吸收线型的影响，并推导出拟合分子光谱所需的形式。
2016-03-09 physics.optics
Laser Cavity-Soliton Micro-Combs
基于微腔的频率梳或“微梳”领域[1，2]最近见证了许多基本突破[3-19]，这些突破是通过发现时间腔孤子实现的，时间腔孤子是由通常包含总功率的95%的辐射背景维持的自定位波[20]。目前正在研究有效生成和控制它们的简单方法，以最终将微梳建立为实验室外的广泛工具[21]。在这里，我们展示了微梳激光腔孤子，一个内在的高效率，无背景类孤立波。激光腔孤子已经成为半导体激光器[22，23]和光子存储器[24-26]的关键突破的基础。通过将它们的特性与微谐振器[1，2]和多模系统[27]的物理学相结合，我们为微腔中自定位脉冲的产生和控制提供了一种新的范例。我们展示了50 nm宽的孤子梳，其平均功率比最先进的方法通常所需的功率低一个数量级[26]。此外，我们可以在没有主动反馈的情况下将重复率调整到远远超过1兆赫。
2019-02-28 physics.optics
Polarization dynamics, stability and tunability of a dual-comb polarization-multiplexing ring-cavity fiber laser
在本文中，我们展示了偏振复用系统能够产生两个稳定的光学频率梳与可调谐的频率差和大的消光比。同时，对单锁模掺铒光纤激光器产生的双频梳状波的偏振动力学进行了实验研究。所获得的结果将扩展应用领域，如偏振光谱和双梳偏振。
2022-08-08 physics.optics
Cavity enhanced UV combs generated by sum frequency mixing with near-IR chirped-pulse electro-optic combs for Rb atom sensing at 323 nm
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
利用近红外啁啾脉冲电光双梳与腔增强技术生成紫外双梳用于Rb原子323nm处的高精度传感
2026-03-07 physics.optics
Noise-immune cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy: A sensitive technique for high-resolution broadband molecular detection
噪声免疫腔增强光学频率梳光谱（NICE-OFCS）技术是近年来发展起来的一种新技术，它利用相位调制来获得对由腔模引起的频率-幅度噪声转换的免疫性，并在宽的光谱范围内产生高的吸收灵敏度。我们描述的技术的原理，并讨论可能的梳状腔匹配的解决方案。我们提出了一个理论描述的NICE-OFCS信号检测与傅里叶变换光谱仪（FTS），并通过比较它的实验CO2光谱在1575 nm左右的模型进行验证。我们的系统是基于一个Er：光纤飞秒激光器锁定到一个腔和相位调制的频率等于多个腔自由光谱范围（FSR）。NICE-OFCS信号由配备高带宽商用探测器的快速扫描FTS检测。我们展示了一个简单的方法，被动锁定的调制频率的腔FSR，显着提高了长期的系统稳定性，允许平均时间的顺序分钟。使用精细度约为9000的腔，我们获得了每个光谱元件6.4 x 10^{-11} cm^{-1} Hz^{-1/2}的吸收灵敏度，以及通过多线拟合确定的450 ppb Hz^{-1/2}的CO2浓度检测限。
2014-10-31 physics.optics
Frequency Comb Enhancement via the Self-Crystallization of Vectorial Cavity Solitons
研究提出通过矢量腔孤子的自结晶现象增强频率梳，揭示了正交偏振场对称性破缺诱导的长程相互作用使孤子形成规则间距晶体，从而提升光谱线功率与间距。
2024-03-25 nlin.PS physics.optics
Mid-infrared supermirrors with finesse exceeding 400 000
本文提出衬底转移单晶干涉涂层，在4.5 μm附近实现最高超过400 000的腔精细度和低于5 ppm的额外损耗，并在线性腔衰荡光谱仪中验证最低归一化噪声等效吸收。
2023-07-31 physics.optics
Refractive index sensing with temperature compensation by a multimode-interference fiber-based optical frequency comb sensing cavity
提出了一种基于多模干涉光纤的光学频率梳（OFC）传感腔（MMI-OFC传感腔）的温度补偿折射率传感方法。MMI-OFC传感腔通过解码梳齿间距频率偏移和OFC的波长偏移，能够同时测量材料相关的RI和样品温度。实现了对液体样品的放射性浓度和温度的同时连续测量，测量精度为1.6*10^-4 RIU和0.08 ℃。所提出的方法将是一个有用的手段，为各种应用的基础上RI感测。
2019-05-13 physics.app-ph physics.optics
