Two octave supercontinuum generation in a non-silica graded-index multimode fiber
报道了在非石英渐变折射率多模光纤中产生从可见光到中红外（700 - 2800 nm）的两倍频程超连续谱。光纤设计是基于一个纳米结构的核心组成的两种类型的铅铋镓酸盐玻璃棒具有不同的折射率。与石英光纤相比，这种结构产生有效的抛物线折射率分布、扩展的传输窗口和十倍增加的非线性。利用正常和反常色散区波长的飞秒脉冲泵浦，详细研究了周期性自成像产生超连续谱的机制和不稳定性。值得注意的是，适当的注入条件下，在高功率制度的输出光束轮廓显示出清晰的签名，光束自清洁非线性模式混合。利用广义非线性薛定谔方程的时空3+ 1维数值模拟解释了实验观测，在整个两倍频程谱带宽上，模拟谱与实验非常吻合.这些结果展示了一种新的途径，在中红外产生明亮的超宽带光源。
2021-08-20 physics.optics
Switchable lasing in coupled multimode microcavities
提出了可切换多模微激光器的新概念。作为一个通用的，现实的模型，多模微谐振器的两个耦合缺陷的二维光子晶体的系统被认为是。我们从理论上证明，激光腔进入一个选定的谐振腔模式，可以通过注入适当的光脉冲在激光作用的发病（注射播种）。通过直接数值解证明了在短的冷却期后通过重新播种腔的时间模式到模式的切换。从激光双稳性的角度对模式转换作了定性的分析解释。
2007-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Generating a stationary infinite range tractor force via a multimode optical fiber
光纤限制和引导光几乎不衰减，因此在很长的距离上将光力传递到可偏振的纳米颗粒。辐射压力由被引导的光子散射到自由空间中而产生，而梯度力基于不同光纤模式或传播方向之间的相干散射。有趣的是，即使在共同传播模式之间的散射也会引起纵向力，因为光模式的横向限制会产生模式相关的纵波矢量和光子动量。我们概括了一个经过验证的散射矩阵为基础的方法来计算单个以及粒子间的力量，包括几个向前和向后传播模式。我们表明，只有在一个双模光纤中的高阶模的注入将引起一个固定的牵引力对注入方向，当模式耦合到低阶模式占主导地位，对反向散射和自由空间损耗。一般来说，这是由于波导中心处的非吸收颗粒引起的。该模型还提供了改进的预测粒子间的力量在倏逝波场最近的实验观察。令人惊讶的是，强大的牵引力也可以作用于整个光学绑定阵列。
2016-11-16 physics.optics quant-ph
Generation of incoherent light from a laser diode based on the injection of an emission from a superluminescent diode
本研究通过向激光二极管注入超辐射二极管的非相干光，实现了高功率宽谱非相干光输出，探明了模式转变过程中的光学特性，该系统兼具非相干光放大与相干度可调光源功能。
2013-10-08 physics.optics
Selective lasing in multimode periodic and non-periodic nanopillar waveguides
我们使用时域有限差分（FDTD）方法，耦合到激光速率方程，研究了耦合多行周期或分形结构纳米柱波导中的激光作用。这样的设备表现出带分裂与独特的和可控的超模形成。我们证明，选择性激光到每个超模是可能的。该结构充当具有可选波长的微激光器。激光模式选择是通过同轴注入播种与适当的横向振幅和相位分布的高斯信号。在此基础上，我们提出了可切换激光的概念，作为一种替代传统的激光调谐外腔控制的手段。
2006-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Gain As Configurable Disorder-Adaptive Pumping for Control of Multimode Fiber Amplifiers and Lasers
具有光学增益和无序的介质，如随机激光器，由于其内部光传播的高度复杂性，代表了作为研究主题的巨大挑战;然而，将波前整形技术应用于泵浦系统的光束的范例已经提供了在这个新生领域的巨大进步。我们在这里提出了一个理论和实验研究，采用这种方法在增益介质中的障碍，而不是从随机散射，而是从多模波导：放大多模光纤。纤芯引导泵在其注入之前的成形影响光纤体积内的复杂的散斑状激发图案。因此，我们提供了一个有趣的前景操纵的空间异质增益的系统中的障碍，虽然非常复杂，可以完全理解的离散本征模的一个众所周知的波导。我们在两种不同的配置中研究我们的介质：作为光放大器和作为光纤激光器。在第一种配置中，我们表明，依赖于泵的配置，放大器的传输函数，令人惊讶地生存的几个物理机制，乍一看似乎严重限制它。这种见解，然后进行到激光腔配置，在那里我们发现惊人的相似之处之间的行为的系统和随机激光器;更重要的是，泵浦整形显示出控制复合发射的强大能力，特别是选择性地支持单个谱线和稳定单模操作的能力。
2020-08-07 physics.optics
Integrated photonic building blocks for next-generation astronomical instrumentation II: the multimode to single mode transition
在天文观测站利用衍射极限仪器有许多优点，包括占地面积小，机械和热不稳定性低，性能高。为了实现这样的仪器，必须将望远镜捕获的大气可见度受限信号转换为衍射受限信号。这个过程可以通过使用称为光子灯笼的模式重新格式化设备来光子地实现，该光子灯笼执行多模到单模的转换。为了开发一种优化的集成光子灯笼，我们对飞秒激光直写技术制造的器件进行了系统的参数扫描。这些器件被设计为在1.55 μm附近工作。对于F/# $\geq$ 12注入，器件显示出小于5%的（耦合和转变）损失，并且总器件通量（包括底物吸收）高达75- 80%。这种装置在未来的天文学应用中显示出巨大的前景。
2013-11-04 astro-ph.IM physics.optics
Watt-class injection-locked diode laser system at 399 nm for atomic physics
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；JILA, NIST and University of Colorado（JILA、美国国家标准与技术研究院和科罗拉多大学）
本文展示了一种399纳米、输出功率达1瓦的注入锁频激光系统，通过单模外部腔二极管激光器提供5毫瓦种子功率，实现了频率敏捷性和线宽继承，用于原子物理中的钇原子束光谱学研究。
2026-04-13 physics.atom-ph physics.optics
Photonic jet: key role of injection for etchings with a shaped optical fiber tip
我们证明了激光注入到多模光纤中以获得光子射流（PJ）的关键作用。利用脉冲激光光源（1064 nm，100 ns，35 kHz），在成形光纤尖端产生了半高宽小于衍射极限的高会聚传输光束PJ。比较了三种光注入系统。对于直径约为1~ $μ$ m的硅上类似的刻蚀标记，我们证明了当注入光束接近光纤基模直径时，所需的烧蚀能量最小。因此，我们通过实验证实，为了从光纤中获得PJ，光注入起着与尖端形状一样重要的作用，因此在该过程中基模的作用也一样重要。
2018-10-26 physics.app-ph physics.optics
Coupling loss and transmission in a multimode fiber-fed virtually imaged phased array (VIPA)
Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；Harvard University（哈佛大学）；Smithsonian Astrophysical Observatory（史密森尼天体物理观测台）
研究多模光纤馈送VIPA的相关问题，推导无扩展量耦合损耗时所需最小倾斜角的闭式表达式，得出其与相关参数的关系，还推导了可耦合进VIPA的2D和3D扩展量等，为高吞吐量光学系统设计提供指导。
2026-09-10 astro-ph.IM physics.optics
4H-SiC microring opto-mechanical oscillator with a self-injection locked pump
首次实现DFB激光器对4H-SiC微环的自注入锁定，在低阈值下观测到谐振光机械振荡，为即插即用孤子微梳及腔光力学发展奠定基础。
2024-11-17 physics.optics quant-ph
Self-injection-locked optical parametric oscillator based on microcombs
提出一种基于高Q微腔多模相干OPO（微梳）和自注入锁定技术的可调谐相干振荡器，实现了20 nm粗调谐和亚赫兹级线宽，并实现了微梳的重复率稳定化。
2024-03-20 physics.optics
Phase solitons and domain dynamics in an optically injected semiconductor laser
本文从理论和实验上分析了相干光注入多模半导体激光器的时空动力学特性。由于器件的特殊几何结构（1~m长的环形腔），多模动力学可以实时解析，我们观察到稳定的手征孤子和畴动力学。实验分析的一组有效的半导体麦克斯韦-布洛赫方程的框架。我们分析了稳定的解决方案，并模拟完整的模型和简化的速率方程模型。这使我们能够预测域收缩和稳定性的只有一个手性电荷，我们归因于有限的有源介质响应时间。
2016-03-04 nlin.PS physics.optics
Rayleigh-Jeans thermalization vs beam cleaning in multimode optical fibers
本文通过两个实验证明多模光纤中瑞利-金斯热化及光束净化效应，揭示无序性对热化过程的影响及双重湍流级联机制。
2023-09-05 nlin.PS physics.optics
Agile and Broadband All-Optical Wavelength Conversion with Multi-Wavelength Lasers
本文提出利用单片集成多波长激光器，通过载流子增益调制和模间耦合，实现无需外部探针的1.3 THz范围、10 GBd全光波长转换，具有敏捷切换和广播能力，并验证了透明转换与净增益。
2025-09-09 physics.optics
Driven Dissipation and Stabilization of a Levitated Rotor with Multi-Day Coherence
Northwestern University（西北大学）
通过磁流体悬浮石英立方体实现非线性多模式耗散与注入锁定样稳定化，揭示低耗散悬浮固体中的新动力学行为。
2026-01-04 physics.app-ph physics.optics
Bistability and all-optical memory in dual-mode diode lasers with time-delayed optical feedback
提出了一种基于双模半导体激光器单模态双稳特性的全光存储方案。该系统的建模使用多模扩展的Lang-Kobayashi方程与注入光脉冲。我们发现的分叉结构，推导出的解析表达式的边界上的存储器区域和演示如何在外部腔中的延迟时间确定一个最佳的脉冲持续时间的存储器元件的有效切换。我们还显示了相关的作用所发挥的增益饱和和双模式的解决方案的Lang-Kobayashi方程的存在下的区域。我们的研究结果表明，反馈引起的双稳态可以导致显着的性能改善时，相比基于注入锁定双稳态的双模器件的存储元件。
2012-01-16 physics.optics
Gain-switched semiconductor laser driven soliton microcombs
通过注入锁定芯片级微谐振器到连续波（CW）III-V族激光器中，产生了耗散克尔孤子（DKS）。这一进步使完全集成的混合微梳系统能够以交钥匙模式运行，并可以获得微波重复率。然而，CW驱动的DKS表现出低的能量转换效率和高的光功率阈值，特别是当重复率在微波范围内时，这便于用现成的电子器件直接检测。有效的DKS可以通过时空结构光（即，脉冲泵浦），然而，迄今为止，这需要复杂的级联调制器用于脉冲合成。在这里，我们展示了一个光子集成的方法来脉冲泵浦。通过在X波段和K波段微波范围内主动切换注入锁定III-V族半导体激光器的偏置电流，我们用相干皮秒激光脉冲泵浦晶体和集成微谐振器，实现具有稳定重复频率的DKS产生，并将所需的平均泵浦功率降低一个数量级，达到几毫瓦的创纪录水平。此外，我们揭示了泵浦脉冲的相位分布的关键作用，并首次实施相位工程的脉冲泵浦方案，无论是访问一个多模激光制度的增益开关模式或应用外部啁啾，以支持强大的单孤子产生。我们的工作利用了增益开关技术和脉冲泵浦技术的优点，并建立了不同的紧凑型频率梳平台，提高了节能芯片级微梳的潜力相结合的优点。
2021-02-20 physics.optics
Efficient injection from large telescopes into single-mode fibres: Enabling the era of ultra-precision astronomy
光子技术由于其占地面积小和功能多样，为光谱仪和干涉仪等天文仪器提供了许多优势。由于工作在衍射极限，因此很难将这种装置与大型望远镜直接有效地耦合。我们证明，仔细控制望远镜的非理想光瞳几何形状和残余波前误差，确实可以实现与单模器件的有效耦合。在Subaru Coronagraphic Extreme自适应光学（SCExAO）仪器内构建纤维注入。将光耦合到在近IR（J-H波段）中操作的单模光纤中，该单模光纤位于极端自适应光学系统和光瞳变迹光学器件的下游。在实验室条件下，对1550 nm衍射极限光束，耦合效率达到理论最大值的86%，且与Strehl比呈线性关系。在1250-1600 nm范围内，耦合效率恒定在<30%以内。在H波段Strehl比率为60%的初步天空数据产生了约50%的单模光纤耦合效率，与预期一致。偶联在84%的时间>40%，在41%的时间>50%。实验室的结果使我们能够预测，极端的自适应光学水平的校正（Strehl比>90%，在H波段）将允许耦合>67%（的顺序耦合到多模光纤目前）。对于Strehl比<20%，少端口光子灯成为更好的选择，但必须考虑信噪比。这些结果说明了一个清晰的路径，以有效的天空耦合到一个单模光纤，这可用于实现模态无噪声径向速度机器，非常长的基线光学/近红外干涉仪和/或简单地利用光子技术在未来的仪器设计。
2017-08-26 astro-ph.IM physics.optics
