Soliton explosion driven multi-octave supercontinuum generation by geometry-enforced dispersion design in antiresonant hollow-core fibers
在充气波导中产生超快超连续谱是一种使能技术，适用于从阿秒计量到生物光子学的许多有趣的应用，其中光谱展宽的量关键地取决于传播模式的脉冲色散。在这里，我们表明，在充气反共振空芯光纤的结构共振提供了一个额外的自由度的色散工程，允许产生超过三个倍频程的宽带光范围内的深紫外波长到近红外。我们的观察依赖于在泵浦激光器的光谱附近的几何诱导共振优于气体色散的引入，利用氪填充光纤，我们在单模光纤中观察到了从200 nm到1.7 μm的光谱展宽，输出能量约为23 μJ。模拟结果表明，这种高效率的频率产生源于一种新的物理效应，即由强非绝热模色散分布引起的孤子爆炸，这种效应加上光纤的色散调谐能力，将使紧凑的超宽带高能量源从紫外到中红外光谱范围内跨越。
2017-01-13 physics.optics
Octave-spanning supercontinuum generation in a CMOS-compatible thin Si3N4 waveguide coated with highly nonlinear TeO2
本研究提出在400 nm薄Si3N4波导上涂覆高非线性TeO2，在258 W低峰值功率下实现跨倍频程超连续谱产生，为硅光子芯片单片集成多种功能提供新途径。
2023-09-15 physics.optics
Supercontinuum generation in 2D graphene oxide film coated SiN waveguides
Optical Sciences Centre, Swinburne University of Technology（斯威本科技大学光学科学中心）
本研究通过在二维石墨烯氧化物薄膜覆盖的SiN波导中实现超连续谱生成，显著提升了超短脉冲的频谱展宽，展示了功能性二维材料在光子集成器件中的应用潜力。
2026-03-08 physics.optics
Ionization-induced asymmetric self-phase modulation and universal modulational instability in gas-filled hollow-core photonic crystal fibers
本文从理论上研究了具有电离强度的长脉冲在填充拉曼惰性气体的空芯光子晶体光纤中的传输。由于光电离，出现了以前未知类型的不对称自相位调制和“普遍”的调制不稳定性存在于正常和异常色散区域。我们还表明，有可能自发地产生等离子体诱导的蓝移孤子连续谱，开辟了新的可能性，推动超连续谱产生越来越短的波长。
2012-04-09 physics.optics
Ultra-broadband supercontinuum generation in gas-filled photonic-crystal fibers: The epsilon-near-zero regime
在这封信中，我们从理论上表明，惰性气体内的空心光子晶体光纤的非线性光电离过程可以利用在获得宽带超连续产生通过泵浦接近中红外制度。在这种情况下，克尔非线性和光电离非线性之间的相互作用大大增强。光电离连续修改介质色散，其中折射率开始显著降低并接近ε近零状态。随后，由于伴随的慢光效应，由克尔效应引起的自相位调制被增强。作为这种相互作用的结果，获得包括具有多个色散波发射的宽带光的输出光谱。
2020-12-02 physics.optics
Dispersion-tuning of nonlinear optical pulse dynamics in gas-filled hollow capillary fibers
本研究通过调谐气体压力改变色散区，实验探究充气空心毛细管光纤中超短激光脉冲的非线性动力学，揭示不同色散区的脉冲演化规律，并解释了正常色散区模拟与实验存在差异的原因。
2025-06-17 physics.optics
PHz scale spectral broadening and few-cycle compression of Yb:KGW laser pulses in a pressurized, gas-filled hollow-core fiber
我们证明了有效的相干超倍频程脉冲的产生通过一个单一的，加压，氖填充，空芯光纤毛细管的Yb：KGW激光器的单级光谱展宽。在$\sim$ 60 dB的动态范围内，出现的脉冲光谱跨越超过$\sim$ 1 PHz（250 nm- 1600 nm），以及出色的光束质量为Yb：KGW激光器与现代光场合成技术的结合打开了大门。将产生的超连续谱的一小部分压缩为强脉冲（8 fs，$\sim$ 2.4 cycle，$\sim$ 650 $μ$ J）允许在强场物理和阿秒科学中方便地使用这些新颖的激光源。
2022-09-21 physics.optics
Study on the Thickness Change of Nickel-Plated Layer in Fabrication of the Silver Hollow Nickel Waveguides by the Outer-Coating Method of the Liquid Phase Process
金属空芯波导是一种很有前途的激光传输光纤。在制作介质涂银空心镍波导时，用于支撑波导的镀镍层的厚度是非常重要的因素。本文从实验和分析两方面研究了用液相法外涂法制备银镍空心波导时，镀镍层厚度沿镀银玻璃芯轴长度方向的变化特性。沿镀银玻璃芯轴的长度具有均匀厚度的镀镍层的波导已被制造。
2016-04-03 physics.ins-det physics.optics
UV soliton dynamics and Raman-enhanced supercontinuum generation in photonic crystal fiber
超快宽带紫外辐射在光谱学和光化学中具有重要意义，因为高光子能量使单光子激发成为可能，超短脉冲使时间分辨研究成为可能。在这里，我们报告使用充气空芯光子晶体光纤（HC-PCF）的高效超快非线性光学在紫外线。孤子自压缩的400 nm脉冲（前所未有的低）~500 nJ的能量下降到亚6 fs的持续时间，以及从这些孤子的可调谐色散波的共振发射。此外，我们还讨论了在充氢的HC-PCF中产生从深紫外到可见光的平坦超连续谱。与充氩光纤的比较表明，在高频增强拉曼增益，使氢系统更有效。随着HC-PCF技术的发展，我们预计这些基于光纤的紫外光源将带来新的应用。
2018-10-04 physics.optics
Generation of Broadband Mid-IR and UV Light in Gas-Filled Single-Ring Hollow-Core PCF
利用光学参量放大器输出的1.7 $μ$ m光，在充气单环空芯光子晶体光纤（SR-PCF）中产生了中红外波段的超快超连续谱。简单的光纤结构提供浅的色散和平坦的传输在近和中红外，使产生的宽带光谱从300 nm延伸到3.1 $μ$ m，与几个$μ$ J的总能量。此外，我们报告的紫外色散波的发射，其频率可以简单地通过调整泵浦波长调谐。SR-PCF还提供了在近红外和中红外光谱区域压缩和传递可调谐超快脉冲的有效手段。
2017-01-25 physics.optics
Multiple soliton compression stages from competing plasma nonlinearities in mid-IR gas-filled hollow-core fibers
本文研究了3.0 μm中红外泵浦的石英空心反共振光纤中的孤子-等离子体相互作用。我们观察到多个孤子自压缩阶段，由于不同的阶段，无论是自聚焦或自散焦非线性占主导地位。具体地，可以调整参数，使得竞争等离子体自散焦非线性仅在孤子自压缩阶段周围的克尔自聚焦非线性上占主导地位，其中脉冲前沿上的峰值强度的增加发起竞争自散焦等离子体非线性非局部地作用于后沿，有效地防止那里的孤子形成。当等离子体在自压缩阶段后关闭时，自聚焦再次占主导地位，在后缘启动另一个孤子自压缩阶段。这个过程伴随着1-4 μm的超连续谱产生。该技术可用于产生几个周期脉冲的超快序列。
2017-02-01 physics.optics
Soliton self-compression and resonant dispersive wave emission in higher-order modes of a hollow capillary fibre
本文研究了充气中空毛细管光纤中高阶模的孤子自压缩和紫外共振色散波发射。我们简单的分析缩放规则预测较短的所需波导和不同的能量尺度时，从基本的高阶模式。在实验上，我们证明孤子自压缩和紫外色散波发射的双瓣LP $_{11}$模式的充氩空心毛细管光纤，我们激发耦合到光纤倾斜入射。我们观察到紫外色散波的产生，这是频移和更窄带相比，由于较强的模式色散的基模产生，和色散波和泵浦脉冲之间的超连续谱的抑制。通过数值模拟，我们证实了我们的标度规则的预测，并发现使用高阶模式可以抑制光电离和等离子体效应，即使允许更高的脉冲能量用于自压缩过程。我们的研究结果增加了另一个自由度的空心波导系统的设计，产生子周期场瞬态和可调谐的超短激光脉冲。
2021-12-01 physics.optics
High flux coherent supercontinuum soft X-ray source driven by a single-stage 10 mJ, kHz, Ti:sapphire laser amplifier
我们展示了迄今为止最高通量的相干软X射线桌面源，由单级10 mJ钛：蓝宝石再生放大器在1 kHz驱动。我们首先使用参量放大器将激光下变频到1.3 μ m，然后在高压、相位匹配的中空波导几何结构中使用高次谐波产生将其上变频到软X射线。由此产生的最佳相位匹配的宽带光谱扩展到200 eV，在1 kHz时，软X射线光子通量> 10^6光子/脉冲/1%带宽，对应于> 10^9光子/s/1%带宽，或者与过去的工作相比大约增加了三个数量级。最后，使用这种宽带宽的X射线源，我们展示了X射线吸收光谱的多个元素和过渡的分子在一个单一的光谱，光谱分辨率为0.25 eV，并具有解决的能力，近边缘精细结构。
2014-02-10 physics.optics
High Pressure Gases in Hollow Core Photonic Crystal Fiber:A New Nonlinear Medium
充氩空芯Kagome型光子晶体光纤（PCF）的有效克尔非线性随气压从1 bar增加到150 bar增加100倍以上，达到石英玻璃的15%，零色散波长从300 nm移动到900 nm.该系统的群速度色散在很大范围内具有独特的压力可调性，同时避免了拉曼散射：在惰性气体中不存在，并且具有极高的光学损伤阈值。其结果是，可以进行详细的和良好的控制的非线性效应的研究，在正常和异常的色散制度，只使用一个固定频率的泵浦激光。例如，没有拉曼散射允许在高功率下清晰地观察调制不稳定边带和孤子产生的色散波之间的相互作用。数值模拟和实验结果之间取得了很好的一致性。该系统在实现可重构超连续谱光源、波长转换器和短脉冲激光系统方面具有巨大的潜力。
2012-10-12 physics.optics
Microjoule-level mid-infrared femtosecond pulse generation in hollow-core fibres
我们展示了一种基于光纤的方法，产生了微焦耳级单脉冲能量的3-4 μm光谱范围内的中红外飞秒脉冲。这是在一段充气反共振空芯光纤中实现的，该光纤由两微米的光源泵浦。在光纤的结构共振附近色散的快速变化在中红外线中产生相位匹配点，其介导频率下转换。我们获得了中心波长为3.16 μm的飞秒脉冲，脉冲能量大于1 μJ，转换效率高达9.4%。辐射的波长仅由包层元件的电介质壁厚度确定，而产率受其他实验参数的影响。这与空芯光纤的高功率处理能力相结合，使得可以通过增加泵浦的脉冲能量或重复率来功率缩放中红外输出。该技术为构建全光纤中红外超连续谱光源提供了一条新的途径，有望成为高灵敏度分子光谱学研究的新工具。
2022-04-06 physics.optics
Deep-UV to mid-IR supercontinuum generation driven by mid-IR ultrashort pulses in a gas-filled fiber
基于超短脉冲压缩的超连续谱（SC）产生是最有前途的技术之一，可用于光谱学和显微镜等应用的超宽带、高亮度和空间相干光源。在这里，多倍频程SC代充气空芯反谐振光纤（HC-ARF）的报告跨越从200 nm的深紫外（DUV）到4000 nm的中红外（中红外）。在第一反共振透射窗口中心波长（2460 nm）处，用~100 fs的脉冲泵浦，注入能量为~7-8 μJ，测得平均输出功率为5 mW。极端光谱展宽背后的机制依赖于强烈的孤子-等离子体非线性动力学，这导致有效的孤子自压缩和相位匹配的色散波（DW）在DUV区域的发射。在275 nm处观察到最强的DW，其估计的脉冲能量为1.42 μJ，对应于总输出能量的28.4%。此外，改变泵浦脉冲能量和气体压力的非线性动力学的效果和他们的直接影响SC产生的影响进行了研究。目前的工作铺平了一条新的道路，以气体为基础的超快非线性光学在新兴的中红外光谱制度的新的调查。
2018-05-09 physics.optics
Recent advances in supercontinuum generation in specialty optical fibers [Invited]
基于光纤的超连续谱（SC）光源的物理和应用在过去十年中一直是人们强烈关注的主题，对基础科学和工业产生了重大影响。SC光源的新用途也在不断涌现，这是由于其结合了高亮度、多倍频程频率带宽、光纤传输和单模输出的独特特性。最近几年已经看到显著的研究努力集中于将SC源的波长覆盖范围扩展到2至20 $μ$ m分子指纹中红外（MIR）区域和在紫外（UV）下至100 nm，同时还改善稳定性、噪声和相干性、输出功率和偏振特性。在这里，我们回顾了一系列特种光纤，包括氟化物，硫族化物，碲化物和硅芯光纤的MIR的SC一代的最新进展的选择; UV级石英光纤和充气空芯光纤的UV范围;和超低噪声相干SC代全正常色散光纤。
2021-11-05 physics.optics
Novel mid-infrared dispersive wave generation in gas-filled PCF by transient ionization-driven changes in dispersion
充气空芯光子晶体光纤（PCF）被用于产生更宽的超连续谱，特别是通过在深紫外和真空紫外中的色散波（DW）发射，具有多种应用。DWs是自压缩孤子能量共振转移的结果，这一过程关键依赖于相位匹配。最近有人预测，在强场制度，额外的瞬态异常色散引入的气体电离将允许相位匹配的DW产生中红外（MIR）-这是禁止在没有自由电子。在这里，我们报告的第一次实验观察到这样的MIR DW，嵌入在一个4.7倍频程宽的超连续谱，独特的同时达到真空紫外线，高达1.7 W的总平均功率。
2017-01-17 physics.optics
Extreme nonlinear optics in optical fibers
Université Bourgogne Europe, CNRS（勃艮第欧洲大学）；University of Calabria（卡拉布里亚大学）；University of Limoges, CNRS（利摩日大学）；Niccolò Cusano University（尼古拉·库萨诺大学）；Sapienza Universit‘a di Roma（罗马第一大学）
本文研究了光学纤维中极端非线性光学现象，探讨了等离子体生成、超连续谱展宽及多模脉冲传播等核心方法，展示了其在通信和量子科学中的应用潜力。
2025-12-31 physics.optics
Ultra-broadband transient absorption down to 200 nm enabled by soliton dynamics in gas-filled hollow capillary fibers
University of Basel（巴塞尔大学）；Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）
该研究利用充气空心毛细管光纤的孤子动力学，实现了覆盖200-800 nm的超宽带飞秒瞬态吸收，分辨率达9 μOD，成功解析Fe(II)配合物的DUV超快自旋交叉动力学，为研究DUV波段光物理化学动力学提供了新方法。
2026-08-28 physics.optics
CEP-stable soliton-based pulse compression to 4.4 fs and UV generation at 800 kHz repetition rate
我们报告产生的飞秒超连续光谱从紫外到近红外和检测其载波包络相位变化的f到2f干涉。该光谱是在充气空芯光子晶体光纤中产生的，其中孤子动力学允许在800 nm处的OPCPA泵浦脉冲的CEP稳定的自压缩到1.7个光周期的持续时间，随后是色散波发射。该源在800 kHz重复率下提供高达1 μJ的脉冲能量，从而产生0.8 W的平均功率，并且可以在例如强场物理、泵浦探测测量和紫外频率梳计量中非常有用。
2019-09-11 physics.optics
Efficient spectral broadening and few-cycle pulse generation with multiple thin water films
本文提出以多重超薄流动水膜作为非线性介质，实现倍频程超连续谱展宽，并将35 fs脉冲压缩至3.9 fs，进而产生至33阶的高次谐波。
2023-08-17 physics.atm-clus physics.optics
Fully self-referenced frequency comb consuming 5 Watts of electrical power
我们提出了一种混合光纤/波导设计的100 MHz的频率梳，是完全自参考和温度控制小于5 W的电功率。自参考是通过在氮化硅波导中产生超连续谱来实现的，这需要比高度非线性光纤低得多的脉冲能量（~200 pJ）。这些低能量的脉冲是实现与铒光纤振荡器/放大器泵浦两个250 mW的被动冷却泵浦二极管，消耗小于5 W的电功率。振荡器的温度调谐是在环境温度变化的情况下稳定重复频率所必需的，它是通过对激光腔内的一段金钯涂层光纤进行电阻加热来实现的。通过仅加热光纤的小热质量，重复率被调谐超过4.2 kHz（对应于4.2 °C的有效温度变化），具有0.5 s的快速时间常数，与传统200 MHz梳状设计中的2.5 W/°C相比，具有0.077 W/°C的低功耗。
2018-09-18 physics.ins-det physics.optics
Use of solid fused silica etalon with broadband metallic coatings for calibration of high-resolution optical spectrograph
本研究针对高分辨率光谱仪波长校准的现有方案局限，验证了低成本带宽带金属涂层的固体熔融石英标准具的校准性能，证实其在470-780nm波段优于ThAr灯，是高性价比的宽带校准方案。
2025-07-30 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ins-det
