Ultra-precise, sub-picometer tunable free spectral range in a parabolic microresonator induced by optical fiber bending
本研究通过受控弯曲光纤制造抛物线轮廓的SNAP微谐振器，实现窄至1皮米的均匀自由光谱范围，并可在1.09至1.72皮米范围内以±0.01皮米精度连续调谐，适用于可调谐低重复率光学频率梳和延迟线。
2024-05-27 physics.optics
Impact of Stimulated Raman Scattering on Dark Soliton Generation in a Silica Microresonator
本文研究了 silica 微腔中受激拉曼散射对暗孤子产生的影响，通过分析参量增益与拉曼增益并基于 Lugiato-Lefever 方程数值模拟，发现激发暗孤子需适当的模式耦合和泵浦功率范围。
2022-10-14 physics.optics
On chip, high-sensitivity thermal sensor based on high-Q polydimethylsiloxane-coated microresonator
通过在硅片上的石英环形微谐振器表面涂覆一层聚二甲基硅氧烷（PDMS），实现了高灵敏度的热传感。具有高Q值的回音壁模式（WGM），PDMS涂层微谐振器对环境温度变化高度敏感。我们发现，当PDMS层变厚时，由于PDMS的负热光系数，WGM随温度的升高经历了从红移到蓝移的转变。测得的灵敏度（0.151 nm/K）是一个数量级高于纯硅微腔传感器。热传感器的超高分辨率也被分析达到10- 4K。
2010-11-01 physics.optics
Scatterer induced mode splitting in poly(dimethylsiloxane) coated microresonators
我们研究了在石英微环（Q ~ 10^7）上涂上一层薄聚二甲基硅氧烷层制成的复合微环谐振器（Q ~ 10^6）中散射体诱导的模式分裂。我们表明，两个分裂模式在涂层和未涂层的二氧化硅微环以相同的方式响应于环境温度的变化。这提供了对温度扰动鲁棒的自参考方案。与聚合物材料的多功能性一起，聚合物和聚合物涂覆的微谐振器中的模式分裂提供了对热噪声鲁棒的有吸引力的感测平台。
2010-06-01 cond-mat.other physics.optics
Optomechanical light storage in a silica microresonator
光机械谐振器中的光学和机械激发之间的相干相互转换可以用于将光脉冲存储为机械振荡器中的激发。这种光机械光存储是由外部写入和读出脉冲在一个机械频率低于光学谐振。在本文中，我们扩大了早期的实验研究[物理。107，133601（2011）]关于将光脉冲作为径向呼吸模式存储在二氧化硅微球中。我们发现，外差拍拍之间的读出脉冲和相应的检索脉冲功能的周期性振荡与一个明确的相位和机械频率给出的拍频周期，直接展示了光存储过程的相干性。相干相互转换加速与增加光机耦合率，提供了一个有效的机制，定制的时间轮廓的检索脉冲。在几乎相同的条件下对光存储和光机械诱导透明的实验研究也说明了这两个密切相关的过程之间的联系。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Design and Fabrication of Ultrahigh Q Chip-Based Silica WGM Micro-resonators for Single-Atom Cavity-QED
针对单原子腔QED对WGM微谐振器模体积和品质因子的高要求，提出基于模型的制备流程与理论模型，制备出780nm下Q值达$1.7\times 10^8$的不同几何结构的超高Q二氧化硅WGM微谐振器。
2024-08-15 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Silicon-on-insulator optomechanical microresonator with tight photon and phonon confinement
在绝缘体上硅（SOI）中实现光机械器件，典型的硅光子学技术受到二氧化硅下包层中强声子泄漏的严重阻碍。通过全部或部分去除二氧化硅下包层以形成Si膜或基座波导，已经部分地规避了这种限制。然而，这种方法使与标准硅光电子电路的集成复杂化，限制了该策略的通用性和应用。在这里，我们提出并证明了一种新的策略，以限制光子和声子在SOI中，而不删除二氧化硅下包层。受端射天线阵列的启发，我们实现了硅的周期性纳米结构化，同时能够通过相消干涉消除声子泄漏并通过超材料折射率限制引导光子。基于这一概念，我们实现SOI光机械微谐振器产生显着的光机械耦合（去=49 kHz）之间的0.66 GHz的机械模式和近红外光学模式。机械模式表现出测量的品质因数Qm = 730，最大的SOI光机械谐振器，没有二氧化硅去除报告。该值与最近用于证明硅中显著的布里渊相互作用（Qm ~ 700）的最先进的Si膜波导相比是有利的。这些结果为在SOI中开发光机械开辟了一条新的道路，而无需去除二氧化硅，允许与当前的Si光电子电路无缝集成，在通信，传感，计量和量子技术中具有巨大的应用潜力。
2021-03-16 physics.optics
Second harmonic generation in a high-Q lithium niobate microresonator fabricated by femtosecond laser micromachining
报道了利用飞秒激光微加工技术在石英陶瓷上制作高Q值的铌酸锂回音壁模微谐振器。微米级（直径~82 μm）LN谐振腔在1550 nm波长范围内具有2.5 × 10^5的Q因子。此外，在片上LN微谐振器中，演示了连续波可调谐单纵模泵浦激光器在片上LN微谐振器中的二次谐波产生。采用光纤锥将泵浦激光器耦合到微谐振腔中，归一化转换效率为1.35 × 10 ^-5/mW。
2014-08-31 physics.optics
Compact, Reconfigurable Optical Delay Line on a Bent Silica Fiber
Aston Institute of Photonic Technologies (AiPT), Aston University（阿斯顿大学光子技术研究所）
本研究提出了一种基于弯曲二氧化硅光纤的可重构慢光延迟线，通过机械调控实现纳秒级延迟调节，适用于光子波束成形等应用。
2026-02-05 physics.optics
Four-wave mixing parametric oscillation and frequency comb generation at visible wavelengths in a silica microbubble resonator
在可见光波长的微谐振器中产生频率梳已经在诸如计量、感测和成像的各种领域中找到了应用。为了在微谐振器中实现基于四波混频的克尔梳，色散必须处于反常状态。在这项工作中，我们展示了色散工程的微泡谐振器（MBR）制造的双CO $_2$激光束技术。通过将MBR的壁厚减小到1.4 $μ$ m，零色散波长移动到短于764 nm的值，使得在765 nm附近的相位匹配成为可能。当MBR模的光学\textit{Q}因子大于$10^7$时，在泵浦功率为3 mW时，在765 nm处观察到四波混频。通过增加泵浦功率，实现了参量振荡，并在可见光波段产生了14条梳线的频率梳。
2016-06-10 physics.optics
Microresonator soliton frequency combs via cascaded Brillouin scattering
本文通过级联布里渊散射触发Kerr孤子频率梳生成，在熔融石英谐振器中实现107 GHz重复率的孤子脉冲序列，开辟了低噪声、任意重复率频率梳的新途径。
2023-12-24 physics.optics
Inverted-wedge silica resonators for controlled and stable coupling
采用传统的半导体制造方法制备了具有倒楔形状的二氧化硅微谐振器。在1550 nm波段测得的谐振器的品质因数大于$10^6$。通过水平移动光纤锥，同时与谐振器的顶表面接触，证明了从下耦合，通过临界耦合，到过耦合的可控耦合。谐振器的薄外环为光纤锥形提供了支撑，从而实现了鲁棒稳定的耦合。
2013-11-25 physics.optics
μW-Level Microresonator Solitons with Extended Stability Range Using an Auxiliary Laser
最近在微谐振器中的耗散克尔孤子的演示为产生超短脉冲和具有千兆赫到太赫兹重复率的低噪声频率梳开辟了一条新途径，使频率计量，天文学，光学相干通信和基于激光的测距应用成为可能。孤子产生的主要挑战，特别是在超高Q谐振器中，是在孤子产生开始期间循环腔内功率的突然变化。这种突然的功率变化需要精确控制种子激光器频率和功率或快速控制谐振器温度。在这里，我们报告了一个强大的和简单的方法来增加孤子制度的稳定范围，通过使用辅助激光器，被动稳定的腔内功率。在我们的实验与熔融石英谐振器，我们能够扩展泵浦激光器的频率稳定范围的微谐振器孤子的两个数量级，这使得孤子的产生缓慢和手动调谐的泵浦激光到谐振和前所未有的低功率水平。在直径为1.3mm的石英微棒谐振器中，当泵浦波长为1554 nm，阈值功率小于3 mW时，获得了自由光谱范围为~ 50.6GHz的单孤子和多孤子锁模态。此外，在直径为230 μ m的微棒上，我们还得到了阈值功率为780 μW的孤子产生。微谐振器孤子的稳定范围的被动增强为鲁棒和低阈值微梳系统铺平了道路，该系统具有对泵浦激光源的基本上放松的稳定性要求。此外，这种方法可以是有用的，在更广泛的微谐振器的应用，需要降低灵敏度的外部扰动。
2018-09-26 physics.optics
Ultra-high Q whispering-gallery-mode bottle microresonators: properties and applications
高度扁长形回音壁模式的“瓶微谐振器”最近吸引了相当大的关注，由于其优越的性能。我们的实验表明，这样的谐振器提供超高的品质因数，微观模式体积，和近无损的光耦合和输出使用超薄光纤。此外，瓶微谐振器具有简单和可定制的模式结构。这使得能够使用机械应变和在分插配置中同时耦合两个超薄耦合光纤来实现完全可调谐性。我们提出了基于这些特性的两个应用：在腔量子电动力学实验中，我们主动稳定的频率的瓶微谐振器的原子跃迁，并在超高真空环境中操作它，以耦合单个激光冷却原子的谐振腔模式。在第二个实验中，我们表明，瓶微谐振器可以用作低损耗，窄带分插滤波器。利用石英谐振器材料的克尔效应，我们进一步证明了这种器件可以用于单波长全光信号处理。
2011-05-02 physics.optics
Permanent alterations in a water-filled silica microcapillary induced by optical whispering-gallery modes
二氧化硅和水被认为是非常惰性的化学物质，其相互作用尚未完全了解。在这里，我们表明，这种相互作用的效果可以显着增强的光学回音壁模式（WGMs）在充满水的二氧化硅微毛细管传播。我们的实验表明，WGM，它evanescently加热液态水超过几个小时，诱导永久性的改变，其特征在于由亚纳米变化的WGM光谱的二氧化硅材料。我们利用所发现的效应来制作具有潜在应用的光学WGM微谐振器在光信号处理和微流体传感。我们的研究结果为超精密制造谐振光学微器件和超精确表征固液界面的物理和化学过程铺平了道路。
2020-09-21 physics.optics
Silicon Nitride Microresonator Raman Lasers
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
研究利用氮化硅微谐振器实现高效拉曼激光，通过优化光学模式与硅氧化物包层重叠，抑制非线性竞争效应，实现低阈值激光输出，并展示宽频调谐能力。
2025-06-14 physics.optics
Raman-gain induced loss-compensation in whispering-gallery-microresonators and single-nanoparticle detection with whispering-gallery Raman-microlasers
最近，光学回音壁模式谐振器（WGMR）已成为实现纳米级物体无标记检测并达到单分子灵敏度的有前途的平台。WGMR的最终检测性能受到其制造材料中的能量耗散的限制。到目前为止，为了提高检测限，要么稀土离子被掺杂到WGMR中以补偿损耗，要么利用等离子体共振以获得其优越的场约束。在这里，我们证明，第一次，增强检测的单纳米粒子诱导的模式分裂在二氧化硅WGMR通过拉曼增益辅助损耗补偿和WGM拉曼激光。值得注意的是，我们通过监测分裂拉曼激光线在光电检测器处外差混合时产生的拍音信号，检测并计数了单个介电纳米颗粒，其半径低至10 nm的创纪录低。这种不含掺杂剂的方案保留了二氧化硅的遗传生物相容性，并且可以广泛用于生物介质中的传感。它还打开了在其他系统中使用固有拉曼或参数增益的可能性，其中耗散阻碍了该领域的进展并限制了应用。
2014-01-09 physics.ins-det physics.optics
Super FSR tunable optical microbubble resonator
如果光学谐振器的可调谐范围超过包含该谐振器的所有特征模式处的谐振的光谱间隔，则该光学谐振器通常被称为完全可调谐的。对于高Q因子的球形和环形微谐振器，该间隔与方位角自由光谱范围一致。在这封信中，我们展示了第一个机械完全可调的球形微谐振器创建的二氧化硅微泡具有100微米级半径和微米级壁厚。该谐振器的可调谐带宽是其方位角自由光谱范围的两倍以上。
2010-04-14 physics.optics
Frequency tuning of the whispering gallery modes of silica microspheres for CQED and spectroscopy
我们已经调谐了熔融石英微谐振器的回音壁模式在800 nm处超过近1 nm，即超过0.5 FSR或10^6线宽的谐振器。这是通过一种基于双茎微球拉伸的新方法实现的。下面描述的设备将允许新的腔QED实验与这种高Q光学谐振器时，它是理想的，以优化其耦合到发射器与给定的过渡频率。这里展示的调谐能力是兼容的超高真空和低温操作，这应该是有用的，未来的实验与激光冷却原子或单量子点。
2000-08-02 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Normal dispersion silicon oxynitride microresonator Kerr frequency combs
片上光学谐振器已被证明是产生克尔频率梳的有前途的平台。回音壁模式谐振器是特别有吸引力的，因为它们的占地面积小以及阈值和功耗低。这种性能可以归因于两个特性：腔品质因数（Q）和腔色散。进入腔的输入光场被腔Q放大，使得非线性过程能够在低输入功率下发生。此外，光梳的总跨度由色散决定。在基于光腔的梳中，色散由腔的几何色散和材料色散决定。虽然已经探索了许多不同的材料，但对于大多数材料来说，实现超高Q（UHQ）片上频率梳状源仍然具有挑战性。一个例外是集成硅器件系列。然而，由于二氧化硅会从周围环境中吸引水分子，因此除非在受控气氛中包装，否则设备性能的寿命从根本上受到限制。在这里，我们证明了从SiO1.7N0.13微环形谐振器制造的环境稳定的频率梳的产生。由于腔体的UHQ因子，具有亚微瓦阈值的参数振荡被证明。基于它们的几何形状和材料特性，空腔具有正常色散。然而，由于避免了模式交叉，产生频率梳。最后，与SiO2不同，SiO1.7N0.13抑制了水单层的形成，使亚微瓦性能在最低环境控制下储存的设备中保持一周以上。
2019-07-04 physics.app-ph physics.optics
Thermo-optical pulsing in a microresonator filtered fiber-laser: a route towards all-optical control and synchronization
我们报告的“慢”脉冲动力学的石英谐振器为基础的激光系统：通过嵌套一个高Q棒谐振器内的放大光纤腔，我们证明了微秒脉冲序列可以产生重复率在数百千赫。我们表明，这样的脉冲产生的周期相当于几百个激光腔往返通过在光纤腔中的增益动态和高Q谐振腔中的热光效应之间的相互作用。实验结果表明，通过调节放大光纤腔的参数，可以实现对脉冲特性的控制。我们的研究结果，证实了数值模拟，提供了有用的见解，在基于谐振腔的激光系统中，热光效应发挥积极作用的复杂的自组织现象的动力学发病。此外，我们还展示了如何通过外部反向传播的光场来探测甚至修改谐振器的热状态，从而暗示了全光控制和传感应用的新方法。
2019-03-21 physics.optics
Interfacing whispering-gallery microresonators and free space light with cavity enhanced Rayleigh scattering
回音壁模式谐振器（WGMR）利用强光限制和长光子寿命的优点，在传感、光机械、微激光和量子光学中应用。然而，它们的旋转对称性和低辐射损失阻碍了WGM与周围环境之间的能量交换。因此，光进入和离开WGMR的自由空间耦合非常具有挑战性。在先前的方案中，谐振器被有意地变形以打破圆对称，以实现仔细对准的聚焦光的自由空间耦合，这伴随着阻碍紧凑WGMR应用的实现的庞大尺寸和对准问题。在这里，我们报告了一类新的纳米耦合器的基础上腔增强瑞利散射的纳米散射体（s）的谐振腔表面，并演示了回音壁微激光器的自由空间光泵浦的掺镱石英微环通过散射。这一新方案不仅将扩大WGMR的应用范围，还将为将其集成到太阳能绿色光子学中提供可能的途径。
2014-03-06 physics.optics
Dual-microcavity narrow-linewidth Brillouin laser
超低噪声可调谐激光器是精密光谱学、标准量子极限位移测量和先进光学原子钟开发中的革命性工具。其他应用包括激光雷达、相干通信、频率合成以及应变、运动和温度的精密传感器。虽然所有应用都受益于较低的频率噪声，但许多应用还需要坚固紧凑的激光器。在这里，我们介绍了一个双微腔激光器，利用一个芯片集成的二氧化硅微谐振器产生可调谐的1550 nm激光通过受激布里渊散射（SBS）和第二微谐振器的SBS光的频率稳定。这种配置将分数频率噪声降低到10 Hz偏移处的$7.8\times10^{-14} 1/\sqrt{Hz}$，这是基于微谐振器的激光器的噪声性能的新状态。我们的系统还具有太赫兹可调谐性和芯片级集成的潜力。我们证明了我们的双微腔激光器的效用，通过执行赫兹级分辨率的光谱学。
2014-10-10 physics.optics
Universal dynamics and controlled switching of dissipative Kerr solitons in optical microresonators
光学微谐振腔中的耗散时间克尔孤子能够将连续激光转换为飞秒脉冲训练。特别令人感兴趣的是单孤子状态，其$\mathrm{sech}^{2}$光谱包络提供光谱平滑和低噪声的光学频率梳，并且最近已经在晶体、二氧化硅和氮化硅谐振器中产生。在这里，我们研究的动力学多孤子态包含${N}$孤子和报告的发现一种新的，但简单的机制，这使得有可能确定性地减少孤子的数量，一个接一个，即${N\! \to\! N\!-\!1\! \to\! \dots \!\to\! 1}$。通过施加弱相位调制，我们通过双共振响应直接表征孤子态。动态探测表明，过渡发生在一个可预测的方式，从而使我们能够映射实验的耗散克尔孤子的多稳定性图。这些测量结果揭示了孤子态的“提升”简并性，这是由于腔谐振的功率相关热位移（即热非线性）。实验结果与考虑热非线性的理论和数值分析相一致。通过研究两种不同的微谐振器平台（集成的$\mathrm{Si_{3}N_{4}}$微谐振器和晶体$\mathrm{MgF_{2}}$谐振器），我们确认这些效果具有普遍性。除了阐明耗散克尔孤子的基本动力学性质之外，所观察到的现象也具有实际意义，提供了一个操纵工具箱，该工具箱能够顺序地减少、监测和稳定孤子的数量${N}$，防止其衰减。在光学谐振腔中以这种方式实现可靠的单孤子操作和稳定对于应用是必要的。
2016-01-19 physics.optics
Logic Gates based on Interaction of Counterpropagating Light in Microresonators
光学逻辑有可能在光电转换不切实际的应用和集成全光电路中用光子电路取代电子学。回音壁模式谐振器中的非线性光学提供了低功率、可扩展的方法来实现光学逻辑。我们展示了，第一次，一个全光，通用逻辑门使用反向传播的光，其中所有的信号具有相同的工作光频率。这样的设备将使光信号的路由成为可能，而不需要转换到电子域，从而减少延迟。该装置的工作原理是基于回音壁模式谐振器中反向传播光束之间的克尔相互作用，其引起两个传播方向的谐振频率之间的分裂。我们的门使用熔融石英微棒谐振器，其\textit{Q}因子为$\SI{2e8}{}$。这种光学逻辑方法为光的片上路由提供了一种实用的解决方案。
2020-04-28 physics.app-ph physics.optics
Controlling slow and fast light and dynamic pulse-splitting with tunable optical gain in a whispering-gallery-mode microcavity
我们报道了在由掺铒（Er 3+）的二氧化硅制成的回音壁模式（WGM）微环谐振器中对慢光和快光的可控操纵。我们观察到连续过渡的光纤锥形波导和微谐振器之间的耦合从欠耦合到临界耦合，然后到过耦合制度，通过增加泵浦功率，即使谐振器和波导之间的空间距离保持固定。这反过来又使得能够通过增加光学增益从快光切换到慢光，反之亦然。在慢光区观察到比无源石英谐振器（无光增益）延迟增加两倍。此外，我们显示动态脉冲分裂和控制慢/快光系统中使用光学增益。
2016-05-24 physics.optics
Universal coupler for bulk whispering gallery mode resonators based on silicon subwavelength grating waveguides
光学微谐振器在需要精细光谱滤波或谐振光再循环的光子电路中至关重要。关键性能指标随着所有应用中谐振品质因数（Q）的增加而提高。平面硅微谐振器的低品质因数（通常为Q~10^4-10^5）常常阻碍硅光子电路的性能。另一方面，体回音壁模式谐振器提供了具有有趣的光学特性和异常高的谐振品质因数Q> 10 ^7的广泛范围的材料。然而，体谐振器和平面Si光子波导之间的有效耦合被认为是具有挑战性的，如果不是不可能的话，由于尺寸和折射率的显著大的失配。在这里，我们展示了一种有效的方法来耦合体谐振器和硅波导的基础上亚波长超材料工程的硅。基于这种方法，我们实验证明了220 nm厚的Si波导与直径在0.3-3.5 mm范围内的二氧化硅、碳酸锂和氟化钙制成的体微谐振器之间的耦合，实现了75-99%的高耦合效率和10^6-10^7的优异Q值。这些结果为体谐振器和硅光子电路的异质集成开辟了一条新的途径，在传感，微波光子学和量子光子学等领域具有巨大的应用潜力。
2021-05-10 physics.optics
Dual-microcomb generation in a synchronously-driven waveguide ring resonator
微梳--在相干驱动的非线性微谐振器中产生的光学频率梳--在过去的十年里引起了人们的极大关注。在单个谐振器装置中产生两个这样的梳的能力已经特别地实现了从光谱学到成像的许多应用。与此同时，新型的梳产生技术，如同步脉冲驱动已经发展到提高微梳产生的效率和灵活性。在这里，我们报告的第一个实验演示的双微梳产生通过同步脉冲泵浦一个单一的微谐振器。具体来说，我们使用两个电光产生的脉冲序列来自一个共同的连续波激光器，同时驱动两个正交的偏振模式的集成石英环形谐振器，观察相干耗散克尔腔孤子梳的产生在两个偏振轴上。由于谐振腔的双折射，两个孤子梳与不同的重复率相关联，从而实现了双微梳源。为了说明源的应用潜力，我们展示了概念验证光谱测量。
2021-09-12 physics.optics
Stimulated Raman Scattering Imposes Fundamental Limits to the Duration and Bandwidth of Temporal Cavity Solitons
时间腔孤子（CS）是一种在无源谐振腔中持续存在的光脉冲，它在相干微谐振腔频率梳的产生中起着关键作用。在由无定形材料（例如熔融石英）制成的谐振器中，它们可以由于受激拉曼散射而表现出光谱红移。在这里，我们表明，这种拉曼诱导的自频移的时间CS的持续时间和带宽上施加了一个根本的限制。具体来说，我们从理论上预测，受激拉曼散射引入了一个以前未识别的霍普夫分岔，导致不稳定的CS在大泵浦腔失谐，限制了失谐的范围内，他们可以存在。我们已经证实了我们的理论预测进行了广泛的实验，在几个不同的同步驱动光纤环形谐振器，获得的结果与数值模拟非常吻合。我们的研究结果可能会有重大的影响，未来的克尔频率梳系统的设计基础上的非晶微谐振器。
2017-08-16 nlin.PS physics.optics
OH absorption in on-chip high-Q resonators
本文利用超高Q热氧化硅楔形微谐振腔测量了680 nm至1550 nm波段的OH吸收损耗，在可见光和电信波段实现了创纪录的高Q因子，并推断出OH离子含量约为2.4 ppm。
2023-03-31 physics.optics
Silver nanowires with optimized silica coating as versatile plasmonic resonators
金属纳米粒子是等离子体中最常用的纳米结构。然而，除了纳米颗粒之外，金属纳米线还具有几个应用优势。它们的伸长提供了更大的相互作用体积，它们的共振可以达到更高的品质因数，并且它们的模式结构提供了更好的耦合到集成混合介电-等离子体电路中。然而，控制导线到支撑衬底、到另一金属层或到具有亚纳米精度的活性材料的距离是至关重要的。电介质涂层可以用于距离控制，但它不能降低等离子体特性。在本文中，我们介绍了一种控制合成和涂层的银纳米线的方法，以满足这些要求。我们合成和表征直径约70 nm的银纳米线。这些纳米线使用改进的Stöber方法涂覆有nm大小的二氧化硅壳，以实现均匀和光滑的表面质量。我们使用透射电子显微镜，暗场显微镜和电子能量损失光谱学的形态和等离子体共振的个别纳米线和量化的二氧化硅涂层的影响。彻底的数值模拟支持的实验结果表明，涂层不恶化的等离子体特性，从而引入银纳米线作为可用的构建块集成的混合等离子体系统。
2018-11-19 physics.optics
Directly pumped 10 GHz microcomb modules from low-power diode lasers
孤子微梳提供了紧凑的形状因子的先进光学计量和定时系统的前景。在这些应用中，直接从半导体激光器泵浦微梳而不需要放大或触发部件，这对于降低功率操作和简化系统设计是理想的。同时，在许多梳状应用中需要低重复率微梳用于与检测器和电子器件的接口，但是它们增加的模式体积使得它们在低功率下泵浦具有挑战性。在这里，10 GHz的重复率孤子微梳直接泵浦低功率（< 20 mW）二极管激光器。高Q硅微谐振器用于这种低功耗操作，并被封装到光纤连接器化模块中，该模块具有温度控制功能，可提高长期频率稳定性。
2019-01-23 physics.app-ph physics.optics
Hybrid Femtosecond Laser and Ion-Implantation Processing for Controlled, Deep, High-Efficiency Ablation in Fused Silica
Instituto de Optica Daza de Valdes (IO), CSIC（西班牙科学研究中心光学研究所）；HiLASE Centre, FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所 HiLASE 中心）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Centro de Microanálisis de Materiales (CMAM), Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学材料微分析中心）；FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
通过结合金离子注入与飞秒激光处理，实现熔融石英的可控深度高效率消融，用于制造高质量光学元件。
2026-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Amplified Spontaneous emission from optical fibers containing anisotropic morphology CdSe/CdS quantum dots under CW excitation
光纤激光器是一个领域，它通常是占主导地位的稀土离子作为增益材料的核心的二氧化硅光波导。由于其特定的发射波长，稀土掺杂光纤激光器仅在少数预定义波长下可用。然而，量子点（QD）是随着尺寸和组成的变化而显示可调谐发射的材料。由于这样的可调谐性，量子点似乎是有前途的候选人，用于获得光纤激光器的光谱的波长，这是不可能使用稀土离子。为了用量子点取代稀土离子，量子点显示出光学增益的特征是至关重要的。在这里，我们报告的非对称豆荚状的CdSe/CdS量子点，通过泵浦表现出有效的增益的合成。量子点的本征增益特性已通过瞬态吸收光谱进行了评估。然后，用这种精细的量子点制作了特种光纤，并在室温下用连续激光泵浦获得了ASE。最后，通过研究量子点的光漂白和控制量子点的浓度，研究了发射信号的稳定性。
2023-01-25 physics.optics
Non-Reciprocal Brillouin Scattering Induced Transparency
电磁感应透明（EIT）提供了一种强大的机制，用于控制光在电介质中的传播，并产生慢光和快光。传统上，EIT产生于原子系统中的非辐射相干性引起的相消干涉。来自传播的高超声波的光的受激布里渊散射（SBS）也已成功地用于产生慢光和快光。然而，基于SBS的EIT型过程被认为是不可行的，因为高超声速声子的相干寿命短。在这里，我们报告了一个新的布里渊散射诱导透明（BSIT）现象所产生的声光相互作用的光与长寿命的传播声子。我们证明，BSIT是唯一的非互易性，由于传播的声学声子波和伴随的动量守恒的要求。使用具有自然发生的前向SBS相位匹配模式配置的二氧化硅微谐振器，我们表明，BSIT能够实现紧凑和超低功率慢光产生，延迟带宽产品可与最先进的SBS系统相媲美。
2014-08-11 physics.optics
The Phonon-Limited-Linewidth of Brillouin Lasers at Cryogenic Temperatures
激光线宽在光谱学、频率计量学和所有需要高相干性的激光应用中至关重要。这也是非常重要的，因为肖洛-汤斯激光器的线宽极限是量子起源的。近年来，受激布里渊激光器（SBL）的线宽理论得到了报道。虽然SBL线宽公式表现出的功率和光学Q因子的依赖性是相同的肖洛-汤斯公式，噪声源不存在于两级激光器，声子占据的布里渊力学模式，被预测为占主导地位的SBL线宽的贡献。此外，由于声子的参与，SBL线宽的量子极限被预测为Schawlow-Townes极限的两倍。为了帮助证实这一理论的SBL基本线宽测量在低温下的硅微谐振器。它的温度依赖性和SBL线宽理论相结合，预测在三个温度下的热机械量子数。这一结果与微波速率布里渊模的玻色-爱因斯坦声子占有率一致，支持了SBL线宽理论的预言。
2017-06-11 physics.optics
Impact of SiO$_2$ nanoparticle morphology on scattering efficiency for random lasers
本研究比较了晶态石英岩纳米颗粒与非晶二氧化硅纳米颗粒作为随机激光器散射体的效果，发现前者因更高折射率和片状尖锐边缘形貌而显著提升激光效率，并通过有限元模拟验证，为优化纳米材料激光系统提供了依据。
2023-07-30 physics.app-ph physics.optics
On-chip optical isolator and nonreciprocal parity-time symmetry induced by stimulated Brillouin scattering
本文利用高Q值微环芯腔中的受激布里渊散射，实现了芯片级可调谐全光隔离器，并首次在耦合微腔中实现非互易宇称-时间对称性，为超紧凑光子器件提供新平台。
2018-06-08 physics.optics
Raman laser from an optical resonator with a grafted single molecule monolayer
基于拉曼的技术使许多与表面科学、单分子化学和生物学有关的突破性科学发现成为可能。例如，研究人员已经通过拉曼振动模式识别了表面结合分子，并证明了偏振相关的拉曼增益。然而，由于与实现位于表面处的足够高的光子数以从自发拉曼散射转变为受激拉曼散射相关联的挑战，表面约束拉曼激光器尚未被证明。在这里，在表面化学和集成光子学的进步相结合，以证明激光的基础上表面受激拉曼散射（SSRS）。通过在集成石英光学微谐振器表面形成定向的、受约束的Si-O-Si单层膜，实现了低阈值功率（200 microW）的SSRS。由于Si-O-Si键的取向，观察到预期的偏振依赖性的SSRS。由于单层膜的有序性，拉曼激光效率从约5%提高到40%以上。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
