Coherent responses of resonance atom layer to short optical pulse excitation
数值研究了共振原子层对短光脉冲激发的相干响应。分析了单光子跃迁的非均匀展宽、局域场效应和衬底色散。对于一定强度的入射脉冲，在透射辐射中观察到以超辐射尖峰形式存在的强相干相互作用。洛仑兹场校正和衬底色散削弱了这种效应，提供了额外的光谱位移。光子回波的形式的多个响应的双重或三重脉冲激发的具体功能进行了讨论。
2006-08-11 physics.optics
Coherent excitation-selective spectroscopy in planar metamaterials
在具有电偶极和磁偶极共振的超材料的原理验证实验中，我们证明了通过沿着驻波定位超材料，可以分别关闭和打开电和磁共振，而这两种共振都存在于行波谱中。
2013-12-02 physics.optics
Coherent Control of Ultra-High Frequency Acoustic Resonances in Photonic Crystal Fibers
使用持续时间为100 ps和能量为500 pJ的激光脉冲，通过电致伸缩选择性地激发捕获在光子晶体光纤的玻璃芯（直径为$\backsim$ 1 $μ$ m）内的超高频声共振（$\backsim$ 2 GHz）。使用这种驱动脉冲的精确定时序列，我们通过建设性或相消干涉实现了声共振的相干控制，展示了振动的增强和抑制。27个共振定时脉冲的序列提供了振动模式振幅的100倍增加。结果解释和解释使用半解析理论，并支持复杂的光-物质相互作用的精确数值模拟。
2008-04-27 physics.optics
Shifted-elementary-mode representation for partially coherent vectorial fields
本文给出了部分空间相干部分极化稳态电磁场的一种表示，它是用互不相关的、平移的、完全相干的极化基元电场模表示的。这种表示允许使用空间完全相干场的技术来传播非傍轴部分相干矢量场，这在数值上比传播关联函数的方法有效得多。给出了一个由辐射强度和整个场的远区偏振特性确定基模的方法。该方法适用于旋转对称余弦调制辐射强度分布的准均匀场。这是一个适当的模型，用于发射场，例如，许多发光二极管。
2010-06-12 physics.optics
Coherently controlled generation of single-cycle terahertz pulses from thin layer of nonlinear medium with low-frequency resonances
提出了一种利用飞秒光脉冲训练经非线性谐振介质反射产生单周期太赫兹脉冲的新方案。我们的方法是基于低频振荡和自由感应衰减介质中的相干控制。产生的THz脉冲的特定单周期形状需要平面波前和近场检测。我们的理论结果为产生单周期波形可调谐太赫兹脉冲提供了一种新的、简单的、高效的方法。
2019-07-26 physics.optics
Filamentational Instability of Partially Coherent Femtosecond Optical Pulses in Air
利用空间非相干光子的动力学波动方程，研究了空间宽带飞秒光脉冲在空气中的丝状不稳定性。空间放大率的显式表达式推导和分析。结果表明，脉冲的空间谱展宽可以稳定双折射不稳定性。因此，光学平滑技术可以优化超短激光脉冲的当前应用，如大气遥感。
2006-03-21 physics.optics
Multiphoton coherent population oscillation
研究了具有长寿命相干布居振荡的二能级系统的双色驱动。我们发现在一定条件下，多光子参量相互作用导致CPO共振的出现在次谐波频率。此外，在CPO共振区域，电磁场的弱边带分量之间存在强参量相互作用。
2014-10-28 physics.optics
Spatially Resolved Fourier Transform Spectroscopy in the Extreme Ultraviolet
桌面高次谐波产生源产生的相干极紫外辐射为从阿秒物理到高分辨率相干成像等研究领域提供了丰富的可能性。然而，它仍然具有挑战性，充分利用干涉测量和傅里叶变换光谱（FTS）等源的相干性。这是由于需要一种测量系统，该测量系统在波长分数的水平上是稳定的，但允许时间延迟的受控扫描。在这里，我们展示了XUV干涉测量和FTS在17-55 nm波长范围内使用超稳定的共路干涉仪，适用于驱动HHG过程的高强度激光脉冲。这种方法能够产生完全相干的XUV脉冲对，具有亚阿秒的时间变化，可调的时间延迟和干净的高斯空间模式分布。我们展示了我们的XUV干涉仪的能力，通过执行空间分辨FTS上的薄膜组成的钛和氮化硅。
2016-10-27 physics.optics
Unconventional modes in lasers with spatially varying gain and loss
我们讨论了一类由空间非均匀增益分布产生的激光模式。这些激光模式是“额外模式”，除了传统的激光模式之外，并且与传统的激光模式非常不同，传统的激光模式由无源腔谐振引起。这些新的模式在整个增益区不具有高强度，而是在增益边界和整个无增益区局部化。它们是表面模式，起源于无增益区的传输谐振。使用S-矩阵描述，我们连接这些表面模式的PT对称（平衡增益损耗）腔的激光模式。
2011-06-15 physics.optics
Noise Properties of Coherent Perfect Absorbers and Critically-coupled Resonators
相干理想吸收体（时间反转激光器）的性能受到量子噪声和热噪声的限制。在零温度下，对于接近谐振频率的频率，量子散粒噪声占主导地位，并且两者在谐振频率处完全消失。我们计算的吸收腔作为一个无背景检测器的灵敏度，有限的信号或检测器带宽的限制。
2012-11-30 physics.optics
Coherent Control of Fano Resonances in a Macroscopic Four-Mirror Cavity
我们演示了相干控制的光机械诱导的透明度和法诺共振的四镜宏观光机械腔，有两个可移动的镜子，每个驱动的外部机械泵。相干机械泵的振幅和相位的可变控制提供了调谐Fano轮廓的形状和性质的手段。此外，我们的计划表明，可调的光学机械功能的发生，即使在非常低的机械驱动场振幅，在宏观光学机械腔。
2019-05-02 physics.optics quant-ph
Off-Resonance Enhancement of the Refractive Index via Indirect Optical Transitions
本文通过电子光散射研究亚5纳米金纳米颗粒中折射率的离共振增强，发现打破空间对称性可局部提升折射率，为空间受限介质的折射率探测提供关键方法。
2025-10-24 physics.optics
All-optical switching via coherent control of plasmon resonances
基于量子光学中\textit{Enhancement of Index of Refraction}（EIR）效应的等离子体模拟，从理论和实验上证明了一种新的超快全光开关机制。在量子光学EIR中，原子系统通过相干和量子干涉呈现出数量级更高的折射率，在其共振附近具有消失甚至负吸收。类似地，在等离子体激元诱导的EIR中，探测信号可以经历正、零或负消光，同时与由控制光束相干激发的超分子中的金属纳米棒强烈相互作用。在超颖表面形式的这种超颖分子的正方形阵列的集体响应中观察到相同的机制，以通过从正值到负值的吸收的相干控制来调制信号的振幅，而不实施增益材料或非线性过程。这种新颖的方法可用于挑战光的控制，通过施加超短脉冲与超快表面等离子体相互作用或极低强度脉冲在单光子水平的纳米级单等离子体元分子的极端水平的空间，时间和强度。该方案也为通过放大输入信号来提高光调制器和光开关的调制强度提供了一种有效的工具。
2021-11-14 physics.optics
Coherent population trapping resonances with linearly polarized light for all-optical miniature atomic clocks
本文报道了双色线偏振激光在87Rb原子D1线上激发的相干布居俘获（CPT）共振的理论和实验研究结果。我们观察到高对比度的透射共振（高达25%），这使得这种激发方案的小型全光原子钟应用前景。我们还证明了通过适当选择两个激光场分量的频率和相对强度，可以消除一阶光移。我们的理论预测与实验结果符合得很好。
2009-12-26 physics.atom-ph physics.optics
Coherent Population Trapping resonances on lower atomic levels of Doppler broadened optical lines
我们已经检测到并分析了窄的高对比度相干布居捕获（CPT）共振，这是由反向传播的双频泵浦辐射的弱探测光束的吸收诱导。我们的实验研究已经进行了非封闭的三能级Lambda系统的例子所形成的多普勒展宽的D2线的铯原子的光谱分量。我们已经确定，在一定条件下，在探测光束（在铯蒸气中）的透射中的CPT共振，与在相应的双频泵浦辐射的透射中的公知CPT共振相比，可能不仅具有更大的对比度，而且具有小得多的宽度。因此，CPT共振，通过详细的方法检测，可用于原子频率标准和灵敏的磁力计（基于CPT现象），也在原子和分子的超高分辨率光谱。
2012-12-16 physics.atom-ph physics.optics
Controlling propagation of spatial coherence for enhanced imaging through scattering media
已知的是，与空间相干场相比，空间部分相干光场产生更好的成像对比度，并且对比度随着场的空间相干长度变得更小而增加。大多数空间部分相干光场的横向空间相干长度在传播过程中会增加。结果，该场在随后的横向平面处产生逐渐降低的图像质量。通过控制传播的空间相干性，我们证明了增强的图像质量在不同的横向平面沿传播方向通过散射介质。使用传播不变的空间相干函数的源，我们报告的实验观察成像不同的横向平面在一个显着的距离具有相等的对比度。此外，我们产生了一个空间部分相干源，可以定制，以具有最小可能的横向相干区域在要成像的对象的平面，并使用此源，我们演示了成像空间分离的横向平面与最大可能的图像对比度。
2020-04-27 physics.bio-ph physics.optics
Coherent plasmon and phonon-plasmon resonances in carbon nanotubes
碳纳米管为一维电子系统的等离子体物理提供了一个难得的切入点。通过将纯化的纳米管组装成均匀尺寸的阵列，我们表明它们支持相干等离子体共振，这些等离子体增强并与声子杂交，并且声子-等离子体共振具有高达10的品质因数。由于相干纳米管等离子体可以加强光与物质的相互作用，因此它为表面增强红外光谱和纳米级可调高性能光学器件提供了一个引人注目的平台。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Sub-Rayleigh characterization of a binary source by spatially demultiplexed coherent detection
我们研究理论上的相干检测同时实现一组相互正交的空间模式在图像平面作为一种方法来表征性能的复合热源低于瑞利极限。导出了源平面上的强度分布与像平面上测量的复场振幅的协方差矩阵之间的一般关系。设计了一种估计二维对称二元源参数的算法，并利用蒙特卡罗模拟进行了验证，以提供高信噪比下的超分辨能力。具体地，两个点源之间的间隔可以有意义地确定为下至$\textrm{SNR}^{-1/2}$，单位由成像系统的传递函数的空间扩展确定。所提出的算法示出，使一个近最佳的使用在子瑞利区域的测量数据。
2021-10-06 physics.optics quant-ph
Collective resonance of $D$ states in rubidium atoms probed by optical two-dimensional coherent spectroscopy
相互作用粒子的集体共振在多体量子系统及其应用中具有重要意义。强相互作用可导致阻止激发两个或更多邻近原子的集体共振的阻断。然而，集体共振可以激发与弱相互作用的存在下，并已观察到的原子在第一激发态（$P$状态）。在这里，我们报告的集体共振的观察铷原子在一个更高的激发态（$D$状态）除了第一激发态。集体共振由双量子四脉冲激发序列激发。由此产生的双量子二维（2D）光谱显示良好的孤立峰，可以归因于集体共振的原子在$P$和$D$状态。实验的单量子和双量子二维光谱可以通过基于光学布洛赫方程的微扰解的模拟来再现，确认集体共振作为测量光谱的起源。该实验技术为制备和探测高激发态原子的集体共振提供了新的途径。
2021-12-09 physics.atom-ph physics.optics
Performance of a prototype atomic clock based on lin||lin coherent population trapping resonances in Rb atomic vapor
我们报道了第一台基于平行线偏振光场相干布居俘获共振的台式原型原子钟的性能。||LIN配置）。我们的装置使用的垂直腔面发射激光器（VCSEL）调谐到87 Rb的D1线与电流调制在87 Rb超精细频率。我们证明了通过适当选择射频调制功率可以消除一阶光频移，并通过优化微波锁定环的参数进一步提高了原型时钟的稳定性。在这些最佳条件下运行，我们测量了短期分数频率稳定度（Allan偏差）2*10^{-11} tau^{-1/2}，观测时间为1 s <tau<20 s。该值受到大的VCSEL相位噪声和环境温度波动的限制。频率稳定性的进一步改进应该可以用设计成专用线路的装置来实现||线性CPT谐振时钟，环境影响最小化。
2009-10-30 physics.atom-ph physics.optics
Spatially Resolving the Enhancement Effect in Surface-Enhanced Coherent Anti-Stokes Raman Scattering by Plasmonic Doppler Gratings
本文利用等离子体多普勒光栅（PDG）平台，对非线性表面增强相干反斯托克斯拉曼散射（SECARS）的输入输出光束中等离子体光栅的增强效应进行了实验研究。PDG是可设计的方位角啁啾光栅，其提供宽带和空间分散的等离子体增强。因此，它们提供了观察和比较来自各个输入和输出光束中的增强的不同组合的总体增强的机会。我们首先确认PDG在线性表面增强荧光和拉曼散射中空间分离输入和输出增强的能力。然后，我们研究空间分辨增强非线性SECARS，其中相干相互作用的泵，斯托克斯和反斯托克斯光束增强的等离子体光栅。通过映射的SECARS信号和分析的方位角依赖的强度，我们表征在个别频率的增强。理论分析表明，虽然输入和输出光束的同时增强对SECARS很重要，但泵浦光束和反斯托克斯光束的增强在整体增强中起着比斯托克斯光束更关键的作用。本文的工作对等离子体增强光谱的增强机理有了深入的了解，这对等离子体光栅的设计和优化具有重要意义。PDG平台也可以应用于研究其他非线性光-物质相互作用中的增强机制或等离子体光栅对荧光寿命的影响。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Optically detected nuclear magnetic resonance of coherent spins in a molecular complex
该研究在铕基分子晶体中利用超窄光学跃迁实现核自旋态的光学初始化与探测，并通过射频操控及相干控制技术获得寿命达2 ms的核自旋量子相干。
2025-09-01 physics.optics quant-ph
THz emission from a stacked coherent flux-flow oscillator: non-local radiative boundary conditions and the role of geometrical resonances
我推导出简单的非局部动态边界条件，适用于建模的辐射发射从堆叠约瑟夫森结，并采用它们来分析磁通流发射从本征约瑟夫森结在高- $T_c$超导体。结果表明，由于堆叠结中磁通子的洛伦兹收缩的缺乏，高质量的几何共振是从堆叠的高功率发射的先决条件。这导致了辐射阻抗的双重作用：一方面，小阻抗增加了来自堆叠的发射效率，另一方面，增强的辐射损耗降低了几何共振的品质因数，这可能降低总发射功率。因此，最佳条件的相干通量流振荡器实现时，辐射损失相当于电阻损失内的堆栈。
2010-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.optics
A nonlinear frequency shift caused by asymmetry of the coherent population trapping resonance: a generalization
本文推广了相干布居俘获共振中由光谱非对称性引起的非线性频移理论，证明该效应源于共振多峰结构，并指出在高调制下频移呈线性且分辨结构状态更具优势。
2023-11-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Generation of Spatially Coherent Light at Extreme Ultraviolet Wavelengths
本文通过飞秒激光高次谐波上转换与相位匹配空心光纤，实现了具有完全空间相干性的桌面极紫外光源，并利用Gabor全息图验证其可用于纳米分辨率成像与超高时间分辨显微术。
2024-03-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coherent optical two-photon resonance tomographic imaging in three dimensions
本文提出利用单次时空分辨外差测量和双光子拉曼跃迁，重构原子系综复数三维相干性分布，实现14×14×36 μm³分辨率的光学共振层析成像。
2025-02-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Phonon-interference resonance effects in nanoparticles embedded in a matrix
我们报告了一个明确的声子共振效应源于锗纳米颗粒嵌入在硅矩阵。我们的方法的特点相结合的声子波包方法与原子动力学和有限元方法植根于连续介质理论。我们发现，多模声子共振，所造成的相干晶格波传播通过和周围的纳米粒子的相消干涉，引起急剧和显着的透射率下降，阻止了较低端的频率范围内的声子传输，几乎没有减少其他纳米结构。共振对声子相干长度敏感，即使相干长度大于颗粒直径，波包宽度的有限性也会减弱透射率下降。通过排列多个纳米颗粒，产生集体振动模式，可以进一步加强透射率下降。最后，它表明，这些谐振效应可以显着降低在较低的频率范围内的热导。
2017-12-02 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Isolating quantum coherence with pathway-selective coherent multi-dimensional spectroscopy
空间分离系统之间的相干耦合长期以来一直被探索为量子信息和密码学的必要要求。最近的发现表明，这种现象出现在更广泛的过程中，包括光合作用中的光捕获。这些发现得到了相干多维光谱学（CMDS）的发展的促进，CMDS允许在拥挤的光谱中识别不同电子状态之间的相互作用。然而，对于复杂系统，光谱增宽和多个重叠峰限制了分离、鉴定和正确分析所有贡献的能力。在这里，我们展示了路径选择CMDS如何克服这些限制，揭示，隔离和允许空间分离的激子定位到不同的半导体量子阱之间的弱相干耦合的详细分析。通过对激光脉冲进行光谱整形，相干路径的选择性激发提供了对先前隐藏的细节的访问，并使得能够进行定量分析，这可以促进对该系统和其他复杂系统中的相互作用的精确和详细的理解。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
