Integrated pulse scope for tunable generation and intrinsic characterization of structured femtosecond laser
许多技术已经被证明可以有效地产生轨道角动量携带辐射，但在飞秒制度中连续可调谐脉冲的腔内产生仍然具有挑战性。即使这样的创造被实现，所产生的脉冲，就像现实中的所有脉冲一样，是复杂和短暂的对象，只能通过多维空间来全面表征。产生脉冲同时量化脉冲的集成激光系统可以实现自适应脉冲剪裁。在这里，我们报告了一个飞秒脉冲范围，统一矢量涡旋锁模激光和矢量量化。利用腔内控制的Pancharatnam-Berry相位调制，实现了沿宽带高阶庞加莱球连续各态历经的双偏振态的产生。通过将二维偏振敏感的时间扫描干涉仪与激光器进行内在耦合，进一步可视化了脉冲的多维时空特征。该方法通过集成复杂的飞秒脉冲产生和结构定制，为超快光学的设计优化铺平了道路，促进了其在光学物理研究和激光制造中的应用。
2019-12-08 physics.optics
Maintaining Constant Pulse-duration in Highly Dispersive Media using Nonlinear Potentials
本文提出了一种防止超快光脉冲在高色散和起伏介质中的时间展宽的方法。由强场控制脉冲和弱场信号脉冲组成的脉冲对共同传播，由此强场脉冲的特定轮廓精确地补偿弱脉冲中的色散相位。一个数值例子是在一个光学系统的谐振和增益色散效应。在这里，我们显示的信号脉冲，不暂时扩大跨越一个巨大的传播距离，即使在存在的色散波动的几个数量级和符号（例如在材料共振）跨越脉冲的带宽。我们的方法说明了使用交叉相位调制来补偿信号脉冲上的色散效应的潜力，并填补了目前对这种非线性现象的理解的空白。
2021-11-15 physics.optics
Vacuum field energy and spontaneous emission in anomalously dispersive cavities
异常色散腔，特别是白光腔，可以具有比其正常色散对应物更大的带宽精细度比。部分出于这个原因，它们被提议用于类似LIGO的重力波探测器和环形激光陀螺仪。本文分析了与色散腔模有关的量子噪声。与特定腔模式相关联的真空场能量与该模式的腔平均群速度成比例。对于群折射率值在1和0之间的色散腔，这意味着与特定腔模式相关的总真空场能量必须超过$\hbar ω/2$。特别是对于白光腔，群折射率接近零，并且特定空间模式的真空场能量可以显著增强。当腔内发射体的线宽大于腔体的线宽时，我们预测了进入色散腔模的自发发射率的增强和激光线宽的加宽。
2010-12-04 physics.optics
Strong coupling of an optomechanical system to an anomalously dispersive atomic medium
我们研究了一个光机械混合系统，其中一个膜振子耦合到一个内腔$Λ$型三能级原子介质的基态集体自旋。在双光子共振附近，原子相干性和两束拉曼泵浦光产生的反常色散对腔场响应有很大的影响。由于光子在腔中的超光速传播，光机械相互作用，因此辐射压力大大增强。这样的改进有助于在室温热环境下机械振荡器的基态冷却。而且，它可以大大提高位移测量的灵敏度和带宽。在这样的系统中，即使在单量子水平上，也可以在很小的腔内光子数上实现机械振子与腔场之间的光控强耦合相互作用，这对于弱光非线性光子学和机械场中非经典量子态的产生具有重要意义.
2014-07-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Second harmonic generation and pulse shaping in positively and negatively spatially dispersive nanowaveguides: comparative analysis
比较分析了在普通和返波设置的二次谐波产生。本文用数值模拟的方法研究了正/负空间色散混合波导中寻常波和后向电磁波相位匹配的倍频非线性光学反射率和脉冲整形特性。
2015-07-26 physics.optics
Direct characterisation of tuneable few-femtosecond dispersive-wave pulses in the deep UV
充气空芯介质波导中的色散波发射（DWE）是一种很有前途的可调谐相干宽带辐射源，但迄今为止，利用这种技术产生的飞秒脉冲还没有得到证实。利用真空频率分辨光学门控技术，通过DWE产生了3fs深紫外光脉冲。通过数值模拟，我们发现在波导中使用压力梯度对于产生短脉冲至关重要。
2019-03-04 physics.optics
40-GHz pulse source based on XPM-induced focusing in normally dispersive optical fibers
我们从理论和实验上研究了一个高重复率源的设计，提供良好的分离皮秒脉冲由于非线性压缩的双频拍频信号在一个腔的正常色散光纤为基础的设置。该系统是很好地描述了一组两个耦合的NLS方程，通常的正常色散散焦制度是在聚焦时间透镜通过退化的交叉相位调制效应。更准确地说，初始拍频的时间压缩是由正常GVD和XPM诱导的非线性相移产量的组合效应，由一个强烈的拍频信号上的弱异相副本与正交偏振共同传播。这种绝热整形过程使我们能够在5km长的正常色散光纤中产生40GHz的1550nm的3.3ps脉冲训练。
2015-12-08 physics.optics
Disturbance of Soliton Pulse Propagation from Higher-Order Dispersive Waveguides
光孤子脉冲在光通信系统中提供了许多应用，但根据定义，孤子仅受到二阶反常群速度色散;对于孤子脉冲的实际实现，高阶色散的理解是必要的。利用非线性薛定谔方程建立了波导的数值模型，并设定参数以保证输入脉冲能量等于基本孤子能量。高阶群速度色散逐渐增加，为各种时间宽度和波导色散。确定了基孤子脉冲在实际光子晶体波导中传输所需的最小脉冲宽度为100 fs。
2013-04-12 physics.optics
Measurements of microjoule-level, few-femtosecond ultraviolet dispersive-wave pulses generated in gas-filled hollow capillary fibers
近年来，在充气中空毛细管光纤（HCF）中通过色散波发射产生高能紫外光脉冲，在紫外光谱学和光化学领域有着巨大的应用前景，受到了广泛的关注。虽然这种技术提供高能量，超快紫外脉冲的能力得到了广泛的认可，但是μ J级色散波（DW）脉冲的几fs持续时间却无法直接测量。在这篇文章中，我们证明了使用几个啁啾镜，可以在大气环境中获得几飞秒的紫外DW脉冲，而不使用真空室。脉冲的时间分布，使用自衍射频率分辨光学门控设置测量，表现出全宽半最大脉冲宽度为9.6 fs在384 nm和9.4 fs在430 nm，接近傅里叶变换的限制。此外，理论和实验研究揭示了驱动脉冲能量和HCF长度对所测DW脉冲的时间宽度和形状的强烈影响。在大气环境中获得的紫外光脉冲具有μ J量级的脉冲能量、飞秒量级的脉冲宽度和宽带波长可调谐性，具有广阔的应用前景。
2022-06-11 physics.optics
On-Demand Pulse Shaping with Partially Coherent Pulses in Nonlinear Dispersive Media
采用复屏方法研究部分相干脉冲在非线性Kerr介质中的演化，发现降低源相干性可提升脉冲鲁棒性，通过调整源属性可实现按需定制远场脉冲特性，为非线性介质中的脉冲整形及通信等应用提供重要参考。
2025-03-04 physics.optics
Carrier field shock formation of long wavelength femtosecond pulses in dispersive media
本研究通过两种电场传播模型数值验证了多种色散介质中长波长飞秒脉冲载波场激波的形成，分析了相关物理效应的影响，指出其在弱色散非线性介质脉冲传播中不可避免，对超短非线性光学等领域有重要意义。
2015-02-19 physics.optics
Superbandwidth laser pulses in a dispersive medium: oscillating beyond the Fourier spectrum with unexpected propagation features
本研究探讨了超带宽激光脉冲在色散介质中的传播，发现其电场局部振荡可超越傅里叶频谱，且在某些参数下瞬时频率表现出与相反符号群速度色散介质中传播脉冲相同的动力学特征。
2023-10-24 physics.optics
Extreme Nonlinear Optics in a Femtosecond Enhancement Cavity
高次谐波产生过程的本质是等离子体的产生和驱动激光脉冲的时空畸变。在驱动脉冲和气体介质被重复使用的高精细度腔内，这可能导致腔-等离子体系统的光学双稳态、腔内脉冲的累积自相位调制以及耦合到更高阶腔模式。我们提出了一个实验和理论研究，这些影响，并讨论了它们的影响功率缩放腔内高次谐波产生和极紫外频率梳。
2011-10-02 physics.atom-ph physics.optics
Energetic mid-IR femtosecond pulse generation by self-defocusing soliton-induced dispersive waves in a bulk quadratic nonlinear crystal
产生高能飞秒中红外脉冲对超快光谱学至关重要，目前依赖于参数过程，虽然有效，但也很复杂。在这里，我们实验表明一个简单的替代方案，使用一个单一的泵浦波长没有任何泵同步，没有关键的相位匹配要求。用亚mJ近红外50-fs脉冲泵浦块状二次非线性晶体（用于非临界相位失配相互作用的未极化LiNbO $_3$切割），产生了具有优异时空脉冲质量的$3.0~μ\rm m$附近的可调谐和宽带（$\sim 1,000$ cm $^{-1}$）中红外脉冲，具有高达10.5 $μ$ J能量（6.3%转换）。中红外脉冲是与由自散焦级联非线性效应产生的近红外自散焦孤子相位匹配的色散波。这个过程是无干扰的，因此输入脉冲能量可以通过使用大孔径晶体任意缩放。该技术可以很容易地用其他晶体和激光波长实现，因此可以潜在地取代目前的超快频率转换过程到中红外。
2014-09-23 physics.optics
Dynamics of chirped Airy pulse in a dispersive medium with higher-order nonlinearity
啁啾可以控制艾里脉冲的动力学，使其成为脉冲操纵中的重要因素。有限能量啁啾艾里脉冲（FECAP）在水下光通信和成像中具有潜在的应用前景。因此，研究FECAP的传播过程是非常重要的。我们提出了一个FECAP在色散，高度非线性介质中的传播动力学的数值研究。所研究的非线性包括自相位调制（SPM）、自陡峭（SS）以及脉冲内拉曼散射（IRS）项。我们已经观察到孤子脱落和啁啾参数被证明有相当大的脉冲动力学的影响。特别地，出射孤子不是沿直线传播，而是根据啁啾参数的符号，在时间上延迟或提前。此外，它已被确定，啁啾可以被用作一个替代的控制参数的光谱操纵。我们的研究结果可能对超连续谱的产生和可调谐光源的产生有影响。
2021-10-24 physics.optics
Which group velocity of light in a dispersive medium?
分析了在空气中传播的光脉冲与一般线性、非吸收和色散结构之间的相互作用。它示出了能量守恒施加之间的约束的传输和反射的光脉冲的群速度。因此，这两个场根据环境（空气）的色散特性和光学结构的传输特性以群速度传播，并且一个比入射场快，另一个比入射场慢。换句话说，光脉冲在色散介质中的群速度让人想起以前的相互作用。详细讨论了一个例子。
2008-10-01 physics.optics
Localized and stationary light wave modes in dispersive media
在最近的实验中，利用飞秒脉冲在二阶非线性过程中产生了定域和平稳脉冲，其渐近特性与线性色散介质中无衍射无色散多色贝塞尔光束的渐近特性有关。我们调查这些线性波的性质，并表明，他们可以确定与X形（O形）模式的双曲（椭圆）波方程在正常（异常）色散介质。取决于模式相位失配、相对于平面脉冲的群速度失配以及被击败的群速度色散的相对强度，这些模式可以分别采用脉冲贝塞尔光束、聚焦波模式和X波（O波）的形式。
2003-09-18 physics.optics
Ultrafast pulse propagation time-domain dynamics in dispersive one-dimensional photonic waveguides
本文针对色散集成波导中超快脉冲传播的时域性能问题，提出一种优化一维光栅波导结构参数的设计方法，并通过SOI平台实验验证，实现了峰值功率提升2.78倍和脉冲展宽降低24%。
2024-10-18 physics.optics
Broadband Dispersive-Wave Emission Coupled with Two-Stage Soliton Self-Compression in Gas-Filled Anti-Resonant Hollow-Core Fibers
本文研究了充气反谐振空芯光纤中宽带色散波发射机制，发现高阶孤子经历两阶段脉冲压缩，结合孤子-等离子体相互作用和相位匹配，形成多峰色散波光谱，输出可压缩至30 fs以下。
2023-07-30 physics.optics
Space-time coupling of shaped ultrafast ultraviolet pulses from an acousto-optic programmable dispersive filter
对声光可编程色散滤波器（AOPDF）的时空耦合效应进行了全面的实验分析。相位和振幅测量的AOPDF传递函数进行空间和光谱分辨干涉。时空和空间光谱耦合效应的范围内的整形脉冲，通常用于量子控制实验。这些影响被证明是可归因于一个单一的机制：一个组延迟-依赖位移的整形脉冲。的物理机制进行了解释，并获得良好的定量测量和计算的耦合速度之间的协议。量子控制实验的影响进行了讨论。
2010-10-28 physics.optics
Tunable ultraviolet dispersive-wave emission driven directly by 40-fs Ti: sapphire laser pulses in hollow capillary fiber
研究通过40飞秒钛蓝宝石激光脉冲驱动充气空心毛细管光纤，实现了185至450纳米连续可调谐的紫外色散波脉冲，并利用拉曼气体抑制脉冲分裂，为紧凑可调超快紫外光源设计提供了依据。
2024-12-20 physics.optics
Femtosecond soliton amplification in nonlinear dispersive traps and soliton dispersion management
研究了非线性脉冲在变参数光纤中的传输特性。利用放大光纤中形成的色散陷阱捕获飞秒色孤子在频域的运动，可以积累额外的能量，并显著缩短孤子脉冲宽度。研究了啁啾孤子脉冲在色散管理系统中的非线性动力学行为。所开发的方法确实提供了一种系统的方法来产生具有变系数的非线性薛定谔方程（NSE）的啁啾孤子解的无限“海洋”。
2000-02-15 physics.optics
Diffraction-free and dispersion-free pulsed beam propagation in dispersive media
在自由空间中传播的脉冲贝塞尔光束经历类似于脉冲传播中的反常色散的衍射效应。然后，它示出，在正常色散材料中的脉冲贝塞尔光束可以保持衍射和色散自由由于相互抵消的衍射和群速度色散。用于局部传输的贝塞尔横向分布的大小由材料在脉冲载波频率下的色散特性确定。
2001-04-06 physics.class-ph physics.optics
Error Probability of DPSK Signals with Intrachannel Four-Wave-Mixing in Highly Dispersive Transmission Systems
采用半解析方法研究了在高色散光纤链路中，具有强脉冲重叠的信道内四波混频（IFWM）的DPSK信号的误码率。根据初始脉冲宽度，系统的平均非线性相移可以从1到2 rad，信噪比（SNR）损失小于1 dB。一个近似的经验公式，有效的惩罚小于2分贝，使用的鬼脉冲的差分相位的方差来估计的惩罚。
2005-01-08 physics.optics
Timing and energy stability of resonant dispersive wave emission in gas-filled hollow-core waveguides
数值研究了抽运激光不稳定性对充气空芯波导中共振色散波发射产生的超短激光脉冲的能量和到达时间噪声的影响。我们发现，对于低泵浦能量，泵浦能量的波动被强烈放大。然而，当产生过程饱和时，共振色散波的能量可以比泵浦脉冲的能量显著地更少噪声。这适用于各种生成条件，同时仍然产生几个飞秒脉冲。我们进一步发现，即使保守估计的泵浦脉冲能量噪声，所产生的脉冲的到达时间抖动仍然远低于一个飞秒，并且光电离和等离子体动力学可以导致特殊的稳定性，对于某些生成条件。通过将我们的分析应用到按比例缩小的系统中，我们证明了我们的结果适用于基于小芯微结构光纤和大芯中空毛细管光纤的频率转换方案。
2021-04-22 physics.optics
Space-Time Lensing by Accelerated Interfaces in Dispersive Media
KU Leuven（荷语鲁汶大学）
研究色散介质中加速界面的时空透镜效应，通过逆设计程序实现准单色和多色脉冲聚焦，其时间反转可准直宽带脉冲，级联操作能抑制色散，全波模拟验证了相关效应。
2026-07-16 physics.optics
Ultrafast circularly polarized pulses tunable from the vacuum to deep ultraviolet
我们实验证明了有效的产生圆偏振脉冲可调谐从真空到深紫外（160-380 nm）通过谐振色散波发射光孤子在充气的中空毛细管光纤。在深紫外，我们测量到高达13微焦耳的脉冲能量，并从数值模拟，我们估计最短的输出脉冲持续时间为8.5 fs。我们还通过实验验证，简单地缩放线性和圆偏振泵浦之间的3/2的脉冲能量密切再现孤子和色散波动力学。基于以前的结果与线偏振自压缩和共振色散波发射，我们希望我们的技术可以扩展到产生圆偏振few-fs脉冲进一步进入真空紫外，和几个sub-fs圆偏振脉冲在近红外。
2021-08-16 physics.optics
Spatio-temporal Evolution Dynamics of Ultrashort Laguerre-Gauss Vortices in a Dispersive and Nonlinear Medium
由光的轨道角动量（OAM）引入的附加自由度已经彻底改变了各种技术应用。具有OAM的光脉冲在扭曲阿秒脉冲的产生、超快光谱学、通信、高次谐波产生以及许多其他物理领域中具有应用。本文利用非线性包络方程（NEE）数值研究了色散非线性介质中超短拉盖尔高斯（LG）涡旋的传播动力学。在一定的脉冲功率下，观察到超短LG涡旋在其亮焦散面上随时间的不对称分裂。非对称分裂的起源是时空聚焦。我们还观察到超短LG涡旋在脉冲中心（脉冲帧中t=0）的空间演化和在亮焦散处的时间演化是非常相似的。在谱域中，形成振荡结构，并且在一定的峰值功率之上，我们观察到具有更强烈的较低频率分量的新频率分量的产生。
2022-05-07 physics.optics
Octave-wide broadening of ultraviolet dispersive wave driven by soliton-splitting dynamics
本文揭示孤子分裂与色散波发射强耦合的新机制，通过高阶色散和自陡效应在紫外区高效产生相干色散波，并借助交叉相位调制实现200-400纳米倍频程展宽，为超快光谱和频率计量提供新光源。
2024-03-19 physics.optics
Mode structure and orbital angular momentum of spatiotemporal optical vortex (STOV) pulses
我们确定了一类时空光涡旋（STOV）电磁脉冲在色散介质中传播的模式解，其中轨道角动量（OAM）与传播方向正交。我们发现，对称的STOV在真空中可以进行半整数固有轨道角动量（OAM），一般的非对称STOV在色散介质中，OAM是量化的整数倍的参数，取决于STOV对称性和群速度色散。我们的研究结果表明，在色散介质中传播的STOVs伴随着极化激元类准粒子。模态理论与STOVs自由空间传播的测量结果非常吻合。
2021-07-21 physics.optics
Fidelity and Fidelity Susceptibility of Pulses in Dispersive Media
受量子临界现象中保真度和保真度磁化率（FS）的重要性日益增长的启发，我们使用这些概念来描述色散介质中的脉冲传播。研究发现，在色散介质中，脉冲的保真度和FS在临界传输距离处会发生剧烈的变化，而这种剧烈的变化是否发生与介质的色散强度和脉冲的性质密切相关。本文详细研究了高斯光脉冲通过正常色散介质和非正常色散介质时的保真度和FS的变化。结果表明，保真度和FS都可以用来判断脉冲在临界距离处是否完全畸变，因此根据保真度和FS的变化，可以找到脉冲群速度的最大有效传播区域。
2009-03-31 physics.class-ph physics.optics
High-energy ultraviolet dispersive-wave emission in compact hollow capillary systems
我们证明了短（15至34厘米）中空毛细管光纤中的光孤子在深紫外（218至375 nm）的高能量共振色散波发射。与先前在毛细管中的结果相比，通过使用小芯直径（100和150 $μ$ m）和在800 nm处用6.3 fs脉冲泵浦来实现这种长度上的缩小。我们产生的脉冲能量为4至6 $μ$ J跨越深紫外线在100 $μ$ m毛细管和高达11 $μ$ J在150 $μ$ m毛细管。从模拟的比较，我们估计紫外脉冲的持续时间为2至2.5 fs。我们还数值研究了泵浦持续时间对色散波带宽的影响。
2019-07-04 physics.optics
Coupled-mode theory for electromagnetic pulse propagation in dispersive media undergoing a spatio-temporal perturbation - exact derivation, numerical validation and peculiar wave mixing
本文将电磁波的正则耦合模理论推广到复杂介质中脉冲和时空扰动的情形。与以前的尝试，得出这样的模型，我们的方法不涉及近似，并没有施加任何限制的时空配置文件。此外，充分考虑了模式色散对模式演化和与其他模式耦合的影响。因此，我们的方法可以通过根据需要在扩展中保留尽可能多的项来产生任何所需的精度。它还通过引入解的正确形式避免了先前推导的各种假象。然后，我们提供了什么是，据我们所知，有史以来第一次验证的耦合模方程与精确的数值模拟，并证明了广泛的可能性，使脉冲的时空扰动，包括脉冲缩短或扩大或更复杂的成形。我们的公式是有效的整个电磁波谱，也可以直接应用到其他波系统。
2016-01-18 physics.optics
Resonant dispersive wave emission in hollow capillary fibres filled with pressure gradients
充气空芯波导中的共振色散波（RDW）发射是产生从真空紫外到近红外的飞秒激光脉冲的一种有效技术。在这里，我们调查深紫外RDW发射在一个中空的毛细管纤维充满纵向气压梯度。我们获得广泛的恒定压力的情况下，通过应用一个令人惊讶的简单的缩放规则的气体压力和研究的能量依赖的色散波谱的详细模拟相似的排放。我们进一步发现，除了使无色散传输到实验目标，降低梯度也减少了波导本身内的脉冲拉伸，并且可以通过使用短波导产生持续时间为3 fs的变换限制脉冲。我们的研究结果阐明了这种频率转换技术的基本动力学，并将有助于充分利用它在超快科学及其他领域的应用。
2020-08-21 physics.optics
Supercontinuum generation in the vacuum ultraviolet through dispersive-wave and soliton-plasma interaction in noble-gas-filled hollow-core photonic crystal fiber
我们报告了一个从真空紫外（VUV）延伸到近红外的三倍频程宽的超连续谱的产生，跨越至少113到1000 nm（即，11至1.2 eV），在填充He的空芯Kagome型光子晶体光纤中。数值模拟证实，主要机制是一种新的和以前未发现的色散波发射和等离子体诱导的蓝移孤子再压缩光纤零色散频率附近的相互作用。超连续谱的VUV部分，其建模显示是相干的，并具有简单的相位结构，具有足够的带宽来支持500阿秒持续时间的单周期脉冲。我们还表明，在同一系统中，产生窄带真空紫外脉冲，通过色散波发射，可调从120到200 nm的效率超过1%，真空紫外脉冲能量超过50 nJ。
2015-09-03 physics.optics
500 W Peak Power Cavity Dumped 2-micron GaSb-Based VECSEL
研制了单横模高脉冲能量垂直腔面发射激光器。基于GaSb的VECSEL发射波长为2.04微米，峰值功率超过500 W，同时保持良好的光束质量。该腔采用普克尔盒与低损耗薄膜偏振器相结合，选择性地将腔内能量转储到10 ns脉冲中。该激光器有望用于非相干激光雷达、材料加工、气体传感和非线性光学。
2021-06-11 physics.optics
Photoionization-assisted, high-efficiency emission of dispersive wave in gas-filled hollow-core photonic crystal fibers
我们证明了在25 cm长的充气空芯光子晶体光纤（HC-PCF）的谐振带内，泵浦脉冲的光电离效应可以强烈地增强相位匹配色散波（DW）发射。在实验中，我们观察到，随着脉冲能量的增加，泵浦脉冲逐渐转移到较短的波长，由于孤子等离子体相互作用。当蓝移孤子的中心波长接近HC-PCF的共振带时，在可见光区可以获得从泵浦光到DW的高效能量转移。在此DW发射过程中，我们还观察到DW的光谱中心逐渐向更长的波长移动，导致DW带宽略微增加，这可以很好地解释为泵浦脉冲和DW之间的相位匹配耦合的结果。特别地，在6 μ J的输入脉冲能量下，在光纤输出处的DW的光谱比被测量为高达~53%，转换效率为~ 19%。这些实验结果，解释了数值模拟，铺平了道路，高亮度光源的基础上，在充气HC-PCF的高效频率上转换过程。
2020-02-16 physics.optics
Tunable megawatt-scale sub-20 fs visible pulses from a fiber laser source
本研究针对传统共振色散波发射需复杂昂贵泵浦系统的问题，结合增益管理非线性放大与该技术，研制出紧凑高效的光纤激光源，可输出可调谐兆瓦级亚20飞秒可见光脉冲，助力相关技术的更广应用。
2025-06-17 physics.optics
Spatial-mode-interaction-induced dispersive-waves and their active tuning in microresonators
光脉冲在介质波导和谐振器中的非线性传播为研究各种显著的相互作用提供了实验室。许多由此产生的现象在光学系统中找到应用。一个例子是色散波的产生，切伦科夫辐射的光学模拟。这些波在光谱学和计量学中常规使用的光纤光谱展宽器中具有重要作用。当孤子脉冲由于高阶色散而开始辐射功率时，色散波形成。最近，人们报道了在微腔中通过相位匹配色散波到耗散克尔腔（DKC）孤子来产生色散波。在这里，它示出的微腔内的空间模式的相互作用也可以用来诱导色散波。在DKC孤子产生中，这些相互作用通常是完全避免的。孤子的自频移也被证明诱导色散波频率的微调控制。这种机制和空间模式相互作用提供了一种新的方法来光谱控制这些重要的波。
2016-06-03 physics.optics
Soliton generation through temporal reflection in media with a frequency-dependent nonlinearity
本研究揭示频率相关非线性介质中弱色散脉冲对孤子的时间反射可产生数量可控的新孤子，关键在于拉曼散射与零非线性波长的协同作用。
2024-12-04 physics.optics
Time reversal of light by linear dispersive filtering near atomic resonance
基于傍轴衍射和色散数学描述的相似性，光脉冲的时间成像结合了线性色散滤波器和作为时间透镜的二次相位调制。我们考虑在稀土离子掺杂的晶体中，在原子共振附近编程色散滤波器，这导致前所未有的高色散功率值。该滤波器用于近似成像方案中，结合单个时间透镜和单个色散部分，并作为时间反转装置操作，在射频信号处理中具有潜在的应用。该方案与啁啾脉冲的三脉冲光子回波密切相关，但与时间成像和色散滤波的联系强调了新的功能。
2013-05-24 physics.optics quant-ph
Soliton Shedding from Airy Pulses in a Highly Dispersive and Nonlinear Medium
采用分步傅里叶变换方法，数值研究了截断Airy脉冲在高色散非线性介质中的传播动力学，特别是研究了四阶色散（FOD）和五阶非线性对脉冲演化的影响。FOD的存在取消了Airy脉冲自加速以及在线性区域传播期间遮蔽振荡尾部。此外，我们观察到孤子脱落在低输入脉冲功率的三次和五次非线性和负FOD的存在。出射孤子具有时间位移，位移的方向和程度取决于三次和五次非线性的强度。当存在负FOD的反常群速度色散（GVD）时，在较高的脉冲功率下观察到孤子脱落现象。GVD和非线性的强度对出射孤子的时间移动起着至关重要的作用。此外，我们还探讨了在不同的非线性和色散情况下，色散非线性对孤子脱落的影响。
2021-10-27 nlin.PS physics.optics
Supercontinuum generation assisted by dispersive waves trapping in dispersion-managed integrated silicon waveguides
紧凑的芯片级梳状源在许多实际应用中具有重要意义。在这里，我们实验研究了超连续谱（SC）的产生在轴向变化的集成波导。我们表明，由于色散波被强压缩的泵浦脉冲捕获，色散的局部调谐能够实现色散波的连续蓝移。这种机制为色散变化集成波导中超连续谱的产生提供了新的见解。在飞秒范围内泵浦接近2.2 $μ$ m，脉冲能量为$\sim$ 4 pJ时，输出光谱从1.1 $μ$ m扩展到2.76 $μ$ m，并显示出良好的相干特性。在低至$\sim$ 0.9 pJ的输入能量下也观察到倍频程跨越SC。我们表明，超连续谱是更强大的对输入脉冲参数的变化，也是在我们的数值优化的波导比在固定宽度的波导光谱平坦。这项研究展示了色散变化波导的相干SC产生的潜力，并为集成低功率应用铺平了道路，如芯片级频率梳产生，精密光谱学，光学频率计量学和近红外宽带波分复用。
2020-07-27 physics.optics
Propagation of the main signal in a dispersive Lorentz medium
本文研究了洛仑兹色散介质中主信号的演化。在介质中传播的信号由正弦调制脉冲信号激励，其包络由双曲正切函数描述。给出了信号的一致渐近表示和非一致渐近表示，并证明了一致渐近表示何时可化为非一致渐近表示。最后给出了数值算例。
2004-12-07 physics.optics
Stochastic interference in a dispersive nonlinear optical fiber system
本文研究了光纤系统中由于光源色散、非线性和部分相干性相互作用而引起的随机功率起伏。本文给出了部分相干光源激励下光纤系统中信号脉冲与回波脉冲干涉产生的功率波动的解析表达式。回波脉冲是由信号脉冲之间的非线性相互作用产生的。分析结果表明，平均非线性失真随着源的相干时间的减小而减小，这与我们的数值模拟结果一致。
2020-03-18 nlin.PS physics.optics
Continuously tunable coherent pulse generation in semiconductor lasers
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Technical University of Munich (TUM)（慕尼黑工业大学）
本文提出一种连续可调重复率的半导体激光器，通过微波驱动信号实现腔内时空增益调制，产生连续可调群速度的锁模脉冲，生成频率域连续可调模式间隔的频率梳和时域连续可调重复率的相干脉冲群。
2024-11-18 physics.optics
Time for pulse traversal through slabs of dispersive and negative ($ε$, $μ$) materials
利用电磁波能量在介质中的平均流，计算了电磁脉冲穿过具有负介电常数（$ε$）和负磁导率（$μ$）的色散耗散介质平板的时间。研究了脉冲带宽和介质中损耗对激光器输出功率的影响。虽然大带宽和大耗散在平滑由于法布里-珀罗谐振而出现的谐振特征方面具有类似的效果，但是大耗散可能导致谐振频率附近的非常小甚至负的遍历时间。我们还研究了斜入射脉冲和倏逝脉冲的穿越时间和维格纳延迟时间。在负$ε$或$μ$的频率范围内的平板等离子体极化激元模式的耦合被示出在谐振条件下导致大的遍历时间。我们还发现，群速度的主要贡献的延迟时间的脉冲通过平板（n=-1）。我们已经检查了穿越时间是积极的和亚光速的脉冲具有足够大的带宽。
2007-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Dispersion, Controlled Dispersion, and Three Applications
在过去的15年里，几个研究小组已经设计出了在有限带宽内既具有强色散又大致透明的介质。当可以合理地忽略分散时，令人满意的关系和直观模型可能会失败。我们分析了三个这样的失败案例。首先，将亚伯拉罕和闵可夫斯基动量简单推广到色散介质需要将每个光子动量乘以$n/n_g$，其中$n$是折射率，$n_g$是群指数。由此产生的形式是实验相关的亚伯拉罕动量的情况下，但不是闵可夫斯基动量。我们展示了色散如何调制嵌入在色散介质中的球体的位移。第二，脉冲在非平稳介质中的变换受色散的调制。使用色散非平稳不均匀介质的动力学的一个明确的描述，我们展示了如何的群速度可以调制脉冲响应的折射率的变化，以及如何多普勒频移可能会成为大的色散介质中的多普勒频移表面的速度接近群速度。我们解释了一种简单的方法，使用现有的技术来压缩或压缩给定的脉冲，改变其带宽和空间范围的几个数量级，同时保持其包络形状。最后，我们注意到单个光学腔准模的性质取决于腔内色散。我们证明了与单个腔模相关的量子场噪声可以被色散调制。对于高Q腔中的精心选择的模式，这可以相当于总真空场能量增加或减少几个数量级。我们专注于“白光腔”，表明一个理想的白光腔的量子噪声发散的腔精细度提高。
2010-05-29 physics.optics
Dynamics and selective temporal focusing of a time truncated Airy pulse in varying dispersive medium
本文从理论上研究了纵向色散情况下截断艾里脉冲的动力学性质。提出了现实的波导几何形状，提供线性或振荡的色散分布。通过求解色散方程，从理论上研究了群速度色散（GVD）随空间的线性变化对加速有限能量艾里脉冲（FEAP）抛物线轨迹的影响.结果表明，适当调整GVD可以使加速Airy脉冲的轨迹呈现出异常的准线性。周期性GVD对空气动力学的影响更有趣，其中FEAP表现出具有周期性峰值功率调制的振荡轨迹。通过求解GVD调制强度和周期之间的超越关系，我们从理论上估计了在输出端提供最大功率的波导的优化长度。振荡高阶色散对艾里光脉冲的影响是显著的，在传输过程中会遇到奇点。在奇点处，艾里脉冲失去了它的特性，并在时间上翻转。通过解析求解传播方程，详细研究了FEAP在奇点附近的丰富动力学特性。在这份报告中，我们提供了详细的理论分析，以实现选择性的时间聚焦的FEAP，这可能是有用的应用。所有的理论预测数值验证和协议被发现是优秀的。
2020-01-28 nlin.PS physics.optics
Highly-efficient, diffraction-limited laser emission from a Vertical External Cavity Surface-emitting Organic Laser
我们报告了作为垂直外腔面发射激光器（VECSEL）设计的有机对应物的固体激光器结构。增益介质是掺杂有罗丹明640的聚（甲基丙烯酸甲酯）膜，旋涂到平凹谐振腔的高反射率镜上。在波长为532 nm的7 ns脉冲泵浦下，获得了衍射极限光束（M^2=1），转换效率为43%，当采用较短（0.5 ns）泵浦脉冲时，可获得较高的峰值功率（2kW）。光谱由起腔内标准具作用的活性层的厚度控制;可调谐性被证明超过20 nm。
2010-06-06 physics.optics
Conversion of recoilless gamma-radiation into a periodic sequence of ultrashort pulses in a set of dispersive and absorptive resonant media
最近证明了一种有效的技术，用于经由其通过光学厚的振动共振吸收体的传输来产生无反冲伽马辐射的超短脉冲的周期性序列[Nature，508，80（2014）]。在这项工作中，我们扩展的理论分析的情况下，一组多个吸收器。我们考虑一个分析模型，描述了频率调制的伽马辐射的光谱内容的控制，通过选择性校正的振幅和初始相位的一些光谱分量，分别使用，共振吸收或色散的核。在解析解的基础上，我们确定了所提出的技术的最终可能性。
2015-01-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Spectral Engineering of Slow Light, Cavity Line Narrowing, and Pulse Compression
在一个稀土离子掺杂的晶体谐振腔中，由于与掺杂离子的非共振相互作用引起的强腔内色散，腔线宽变窄了4个数量级以上。色散曲线是使用光泵浦技术设计的，从而产生显著的半永久性但可重新编程的稀土吸收曲线变化。在光谱透射窗口内示出了几个腔模式。这种现象的几种可能的应用进行了讨论。
2013-11-10 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Dispersive instabilities in Passively Mode-Locked Integrated External-Cavity Surface-Emitting Lasers
采用基于延迟代数方程的第一性原理动力学模型，分析了被动锁模集成外腔面发射激光器（MIXSEL）的动力学特性。我们表明，三阶色散产生的激光微腔诱导的训练的衰减卫星脉冲的前沿。由于与载波的非线性相互作用，这些卫星可能会被放大，从而使锁模状态不稳定。在长腔区，存在于激光阈值以下的局域结构被发现深受这种不稳定性的影响。由于它起源于鞍结无限周期型的全局分叉，我们解释了为什么脉冲表现出可激发系统的行为特征。利用多时间尺度和函数映射方法，我们严格推导出了三阶色散是必不可少的组成部分的MIXSEL的主方程。我们比较了两个模型的分叉图，并评估其良好的协议。
2020-01-10 physics.optics
Dispersive Properties of Plasma Diffraction Gratings: Towards Plasma-Based Laser Pulse Compression
Stanford University（斯坦福大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
研究通过实验测量等离子体传输光栅的角色散、角带宽和衍射角，证实其色散和衍射特性与光学理论一致，为等离子体光栅压缩器设计提供可能方案，指向皮瓦至艾瓦峰值功率紧凑激光器的发展路径。
2026-04-29 physics.optics physics.plasm-ph
