The rotational memory effect of a multimode fiber
我们证明了多模光纤中的旋转记忆效应。围绕光纤芯轴旋转入射波前导致光纤输出的所得图案的旋转，而所得散斑图案没有显著变化。旋转记忆效应可用于非侵入性成像或通过多模光纤进行超快高分辨率扫描。我们的实验证明了这种效果在两个实验配置的角度范围内。
2015-06-26 physics.optics
Spatiotemporal focusing through a multimode fiber via time-domain wavefront shaping
我们整形fs光脉冲，并将其以单一空间模式传输到多模光纤的输入端。脉冲在时间上被整形，使得在多模光纤的输出处，超短脉冲出现在预定义的焦点处。我们的研究结果表明，如何光栅扫描超短脉冲在一个刚性的一块方形芯阶跃折射率多模光纤的输出，并以这种方式的潜力，使非线性荧光图像的场景背后的光纤，而连接到多模光纤可以建立通过薄而灵活的单模光纤。实验结果与数值模拟结果吻合较好。
2020-12-22 physics.optics
Fast transmission matrix measurement of a multimode fiber with common path reference
本文提出了一种改进的测量多模波导传输矩阵的方法，在多模波导中，参考场与信号波同向传播。该技术的性能证明与测量的1.6米长的多模光纤引导104 LP模式在1064 nm。传输矩阵允许在光纤出口处传递的光的有效聚焦以及在光纤传输通道中的成形。
2018-06-25 physics.optics
Output beam shaping of a multimode fiber amplifier
针对高多模光纤放大器光束质量易劣化的问题，本研究通过数值模拟证明，利用空间相位掩模进行输入/输出光束整形可将单频多模光纤放大器的M²降至近1，适用于含增益饱和等效应的窄带系统，验证了高多模激发结合波前整形调控输出的方案。
2024-10-30 physics.optics
Multimode optical fiber radiation modal decomposition
本文提出了一种对具有阶跃折射率分布的多模光纤中的辐射进行光纤模式分解的方法。利用了光纤输出端的场分布。该方法是基于非正交模式的场分解。根据理论数据计算了光场的全复展开系数。
2013-07-12 physics.optics
Multimode Nonlinear Fiber Optics: Massively Parallel Numerical Solver, Tutorial and Outlook
基于对单模光纤的科学理解和技术基础设施，多模光纤正在被探索作为一种为电信、光纤激光器、成像和测量等光学技术增加新自由度的手段。在这里，从单模非线性纤维光学的基线开始，我们介绍了多模非线性纤维光学的日益增长的话题。我们展示了一个新的数值求解方法的方程组，描述非线性多模传播，广义多模非线性薛定谔方程。这个数值求解器是免费提供的，包括许多多模光纤分析工具。它在现代图形处理单元上具有显着的并行计算速度，转化为分裂步骤傅立叶方法的数量级加速。我们演示了它的使用与几个例子中的梯度和阶跃折射率多模光纤。最后，我们讨论了几个关键的开放方向和问题，其答案可能会产生重大的科学和技术影响。
2017-12-03 physics.optics
Observation of Multimode Solitons in Few-Mode Fiber
实验分离并直接观察了少模梯度折射率光纤中的多模孤子。通过改变入射脉冲的能量和模式组成，我们观察到了具有不同时空特性的多模孤子的连续变化。它们表现出的能量-体积关系是不同于单模和完全时空孤子。
2016-08-03 physics.optics
Wavefront shaping and imaging through a multimode hollow-core fiber
本文提出用多模空芯光纤替代传统石英光纤，以解决低数值孔径和实芯自荧光、拉曼背景干扰问题，并实验验证了可调高NA波前整形、光栅扫描与散斑压缩成像。
2024-07-08 physics.optics
Deep learning of ultrafast pulses with a multimode fiber
超短光脉冲的特性研究一直是一个关键而又困难的课题，它具有广泛的应用前景。我们提出并证明了一种自参考的方法，用多模光纤表征超快脉冲。在多模光纤的远端形成的线性和非线性散斑图案用于恢复未知脉冲的频谱幅度和相位。我们部署了一个深度学习算法来进行相位恢复。多模光纤中的空间和光谱模式的多样性消除了恢复的光谱相位的符号中的任何模糊性。我们的技术允许在一个简单的实验装置中进行单次脉冲表征。这项工作揭示了多模光纤作为光学传感的通用和多功能平台的潜力。
2019-11-02 physics.optics
Aberrations of the point spread function of a multimode fiber
我们研究多模光纤的点扩散函数。研究了不同参数下光纤输出端面上产生的焦斑的畸变。我们发展了一个理论模型，通过多模光纤波前整形，并使用它来确认我们的实验结果和分析的焦点失真的性质。我们表明，无像差成像与大视场可以通过使用适当数量的段的空间光调制器在波前整形过程中实现。结果描述了使用多模光纤成像的像差极限，例如，显微内窥镜检查
2016-06-17 physics.optics
Highly-Multimode Solitons in Step-Index Optical Fiber
本研究报道了阶跃折射率光纤中由5-10个时间对齐横模叠加形成的高多模孤子，其具备散斑轮廓、数十纳焦能量、约100飞秒脉宽及超300千瓦峰值功率，为复杂多模非线性研究与应用提供了基础。
2023-07-18 physics.optics
Quantitative phase imaging via a multimode fiber
本文提出并实验验证了一种基于多模光纤的非干涉、非迭代方法，实现高速高分辨率的无标记定量相位成像，为微创生命科学和生物成像应用开辟了新途径。
2024-07-05 physics.optics
Coherence properties of light in highly multimoded nonlinear parabolic fibers under optical equilibrium conditions
研究了在达到光学热平衡条件后，光在非线性梯度折射率多模光纤中传输的相干特性。系统地研究了光学温度对空间互相干函数和相关面积的影响。在这方面，我们表明，在多模非线性光纤的输出端的场的相干性可以通过其光学热力学性质进行控制。
2022-12-20 physics.optics
Bandwidth-induced saturation in multimode fiber-based absorbers
该研究通过实验发现，基于多模光纤的可饱和吸收体可饱和吸收源于单模光纤非线性与多模光纤线性透射的相互作用，且连续波分析对长光纤不充分，为超快控制可编程器件开辟新可能。
2024-01-29 physics.optics
Polarization memory effect in a multimode fiber
该研究报道了多模光纤中的随机偏振记忆效应，发现尽管强散射导致输出端空间偏振分布随机，但局域偏振态与输入偏振态仍高度相关，揭示了光传播的新确定性特征，为成像和传感提供新方向。
2025-09-06 physics.optics
High power high repetition rate supercontinuum generation in graded-index multimode fibers
渐变折射率多模光纤可以处理高平均功率，并且由于内部光的时空演化而具有独特的非线性动力学特征。本文报道了利用一个紧凑的掺镱全光纤激光器系统在渐变折射率多模光纤中产生倍频程谱平坦超连续谱。超连续谱的输出功率高达$\sim$ 4 W和2 MHz的重复率获得超过1 $μ$ m的频谱带宽。研究了发射功率、重复频率、光纤长度和纤芯尺寸对超连续谱演化的影响。数值模拟研究了非线性动力学的细节，计算结果与实验光谱吻合得很好。据我们所知，这是在标准渐变折射率多模石英光纤中报道的最高平均功率和重复频率的超连续谱源
2017-09-26 physics.optics
Photon pair generation in multimode optical fibers via intermodal phase-matching
本文详细研究了在多模光纤中通过非线性四波混频和模间相位匹配产生光子对。我们表明，在多模光纤中，它是可能的，以产生相关的光子对在不同的光纤模式与泵浦波长的大的光谱位移，使光子对是免疫污染的自发拉曼散射和剩余的泵浦光子。我们还表明，它是可能的，以产生可分解的双光子状态，表现出最小的光谱之间的相关性的光子对组件在传统的多模光纤使用常用的泵浦激光器。还可以通过改变泵浦波长在同一光纤中并且在宽范围的可见光谱上从不同的FWM过程同时产生多个可因子分解的状态，而不影响状态的因子分解能力。因此，多模光纤中的光子对产生展现出产生用于量子通信和量子信息处理应用的状态工程光子的相当大的潜力。
2016-07-14 physics.optics
Increasing the imaging capabilities of multimode fibers by exploiting the properties of highly scattering media
我们提出了一种新的设计，利用散射介质的聚焦特性，以增加基于多模光纤的成像设备的分辨率和工作距离。将高散射介质放置在多模光纤的远侧尖端的前面使得能够在远离光纤尖端的增加的工作距离处形成较小尺寸的焦点。我们进行的工作距离和光纤和散射介质之间的分离对焦点尺寸的影响的参数研究。实验证明，在532nm波长下，亚微米级的聚焦光斑最远可达800μm。
2013-06-06 physics.optics
Multimode soliton collisions in graded-index optical fibers
在这项工作中，我们揭示了独特的复杂的动力学多模孤子在梯度折射率光纤中的相互作用，通过模拟和实验。通过对飞秒脉冲的裂变产生两个多模孤子，研究了它们的拉曼诱导红移随入射脉冲能量增大的演化。值得注意的是，我们发现尾随多模孤子的输出红移可能会减小，从而加速，直到它与领先的多模孤子碰撞。作为非弹性碰撞的结果，两个多模孤子之间发生了显著的能量转移：尾随孤子从前导孤子捕获能量，这最终增强了其红移，从而增加了两个多模孤子之间的时间间隔。
2022-02-20 physics.optics
Learning to see through multimode fibers
我们使用深度神经网络（DNN）来分类和重建一个大型的手写数字数据库，该数据库来自图像通过多模光纤（MMF）传播后产生的散斑图案的强度。通过长达1公里的光纤传输的图像被恢复。网络识别输入的能力随着纤维长度而降低，但是如果神经网络被训练为首先重建图像然后对其进行分类而不是直接从散斑强度对其进行分类，则性能可以得到增强。
2018-05-15 physics.optics
Nonlinear polarization dynamics of Kerr beam self-cleaning in a GRIN multimode optical fiber
实验研究了梯度折射率多模光纤中克尔光束自清洁的偏振动力学特性。我们发现，空间光束清洗伴随着非线性偏振旋转，和线偏振度的大幅增加。
2018-10-21 physics.optics
Nonlinear multimodal interference and saturable absorption using a short graded-index multimode optical fiber
本文详细研究了短梯度折射率多模光纤中的非线性多模干涉。针对特定的器件几何形状进行分析，其中光经由单模光纤耦合进出多模光纤。同样的设备几何形状最近被用来获得超低损耗耦合之间的两个单模光纤具有非常不同的模场直径。我们的研究结果表明，这种简单的几何形状的非线性器件，如在非线性开关，光信号处理，或锁模光纤激光器的可饱和吸收的潜在应用。讨论了这种全光纤结构中的可饱和吸收，结果表明，它提供了有吸引力的特性，可以潜在地用于高脉冲能量锁模光纤激光器。
2013-07-16 physics.optics
Nonlinear Propagation in Multimode and Multicore Fibers: Generalization of the Manakov Equations
本文首先研究了采用双折射快速变化的多模光纤的空分复用（SDM）系统中的非线性传输。一个主要目标是推广的Manakov方程，众所周知的情况下，单模光纤。我们首先调查的参考情况下，光纤的空间模式之间的线性耦合是弱的，平均后的双折射波动，我们得到新的Manakov方程的多模光纤。这样的平均大大减少了模间非线性项的数量，因为所有的四波混频项都平均了。交叉相位调制项仍然影响多模传输，但其有效性降低。然后，我们通过在多模光纤的不同模式上传输多个PDM-QPSK信号，并将数值结果与通过求解全随机方程获得的结果进行比较，来验证我们新的Manakov方程的准确性。该协议是优秀的，在所有情况下研究。新方程的一个很大的好处是将计算时间减少了10倍或更多。观察到的另一个重要特征是双折射波动通过减少光纤非线性的影响来改善系统性能。最后考虑了所有空间模之间具有强随机耦合的多模光纤。采用随机矩阵理论方法对线性耦合进行建模。我们推导出新的Manakov方程的多模光纤在该制度，并表明，这种光纤可以表现得比单模光纤的大量传播的空间模式。
2012-07-27 physics.optics
Multimode optical fiber beam-by-beam cleanup
本文提出并实验验证了梯度折射率多模光纤中的全光光束切换概念，利用正交偏振光束间的非线性耦合，实现了用微弱少模控制光束显著增强强多模信号光束质量，并定量验证了该方法的几何表示。
2022-05-26 physics.optics
Apparent non-conservation of momentum of light due to strongly coupled nonlinear dynamics in a multimode optical fiber
多模光纤中的相位匹配参量放大和强非线性模式耦合之间的密切相互作用导致可饱和的空间模式转换，这似乎违反了动量守恒。我们调查，通过理论和实验，这种新的制度的强非线性相互作用在多模光纤和显示的外观的非守恒的线性动量只是一个聪明的花招的性质。这种新颖的可饱和模式转换可以潜在地用于各种应用中，包括光的奇异量子态的产生。
2017-06-01 physics.optics
Quantized conical waves in multimode optical fibers
多模光纤作为一种平台出现，它将弥合体介质中的非线性光学和单模光纤中的非线性光学之间的差距。然而，这两个研究领域之间的过渡的理解仍然是不完整的，尽管大量的调查，模态间的非线性现象和时空耦合。在具有超短和超强脉冲的体介质中观察到的一些惊人现象（即，锥形发射、谐波产生和光子弹）需要更深的理解才能在多模光纤中得以揭示。在这里，我们概括了锥形波的概念，在体介质中描述结构化介质，如多模光纤，其中只有一个离散的和有限数量的模式可以传播。光纤的模态分布提供了锥形发射的量化（例如，量化的X波）通过相位匹配的共振辐射（即，色散波）在时空压缩阶段期间由光学冲击或超短波结构播种。当一个相当强的短脉冲在多模波导中非线性传播时，无论色散区和波导几何形状如何，都会产生这种量子化的无色散和无衍射波。未来在商用多模光纤中的非线性实验可以揭示不同形式的锥形发射和容易控制的超连续光子弹。
2020-10-05 physics.optics
A Simplified Model for Linear Mode Coupling in Multimode Fibers with Experimental Assessment
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；London, UK（伦敦）；Corning Inc.（康宁公司）
提出一种计算高效且可通过单参数调优的多模光纤线性耦合代理模型，并在90偏振模式光纤上完成数值与实验验证。
2026-09-18 physics.optics
Real-time resilient focusing through a bending multimode fiber
我们介绍了一个系统，能够聚焦光通过多模光纤在37毫秒，一个数量级的速度比以前的报告中所展示的。因此，在光纤的显著弯曲期间可以保持焦点，为内窥镜成像和能量输送应用打开了许多机会。我们使用一个数字放大器和一个现场可编程门阵列控制器，通过投影二值振幅计算全息图来测量光纤的传输矩阵。该系统显示出两个数量级的增强的焦点相对于背景。
2013-03-08 physics.optics
Principal modes of multimode fibers resisting fiber bending
针对光纤弯曲引发模式耦合限制多模光纤应用的问题，本研究通过拓展Wigner-Smith算符识别出可抗显著弯曲的弯曲主模，经数值模拟验证其适用于任意弯曲，为相关光通信及内窥镜等应用提供支撑。
2023-11-07 physics.optics
Controlling light propagation in multimode fibers for imaging, spectroscopy and beyond
本文综述了利用空间波前整形技术精确控制多模光纤中光传播的最新进展，并探讨其在成像、内窥镜、光镊及微加工等领域的应用。
2023-05-16 physics.optics
Complete Polarization Control in Multimode Fibers with Polarization and Mode Coupling
多模光纤在通信、成像、高功率激光器和放大器中的应用越来越广泛。然而，固有的缺陷和环境扰动会导致随机偏振和模式混合，使得输出偏振态与输入偏振态非常不同。这对采用偏振敏感技术来控制光纤探针远端处的光-物质相互作用或非线性光学过程提出了严重的问题。在这里，我们证明了一个完整的控制所有输出通道的偏振态，只操纵空间波前的激光束进入光纤。通过波前整形产生各个输出通道的任意偏振态，而不需要对输入偏振进行约束。多模光纤中的空间自由度和偏振自由度之间的强耦合使得能够仅利用空间自由度进行完全偏振控制，从而将多模光纤转换为高效的可重构波片矩阵。
2017-12-24 physics.optics
Angular characteristics of a multimode fiber surface plasmon resonance sensor under wavelength interrogation
本文从理论上研究了多模光纤SPR传感器的角度特性。通过分离不同角度入射光束的贡献，提出了一个紧凑的模型来预测谐振波长相对于角度和环境折射率的偏移。结果表明，通过优化入射角可以显著提高传统光纤SPR传感器的性能。此外，我们的调查表明，以前的报告中存在一些问题。
2015-11-12 physics.optics
Hybrid photoacoustic/fluorescence microendoscopy through a multimode fiber using speckle illumination
我们提出了一个超薄的混合成像系统的基础上，多模光纤（MMF）和光纤水听器，结合光学分辨率光声和荧光显微镜。为了控制在MMF的远端尖端处的照明，数字调制装置调制耦合到MMF中的光学波前的振幅。一组预校准的散斑照明与重建算法相结合，使得位于光纤远端的样品的光声和荧光成像具有由数值孔径确定的光学分辨率。
2018-12-28 physics.optics
Light tailored by multimode fiber for multiphoton fluorescence microscopy
本研究提出将高斯光束注入石英渐变折射率多模光纤生成仅含方位角不变导模的光束，该极简低成本方法有效提升了双光子显微镜的轴向分辨率。
2024-04-23 physics.optics
High-brightness multimode fiber laser amplifier
本文研究基于波前整形的多模光纤激光放大器，通过将散斑转换为集中光斑实现168 W高亮度输出，并提出全光纤方案，为突破单模光纤功率限制提供新路径。
2025-04-11 physics.optics
Asynchronous transfer of individually addressable optical channels through a multimode fiber using phase conjugation
多模光纤对于各种应用具有吸引力，例如互联网数据传输、数据中心集线器、显微操作、光遗传学和其他生物医学应用。通过多模光纤成像的一个主要障碍是发生混乱，导致光的随机化。近年来，利用波前整形技术已经成功地实现了清晰成像，但空间信息的传输是同步的。我们演示了异步信息传输使用个人的相位共轭，只采用一个空间光调制器与多个窗口。我们的研究结果为强散射介质内的单个信号传输铺平了道路。
2016-08-04 physics.optics
Confocal microscopy through a multimode fiber using optical correlation
我们报告了一种利用光学相关通过多模光纤获得共焦成像的方法。首先，我们在校准步骤中测量光纤的传输矩阵。这使我们能够通过对从光纤另一端发送到光纤中的波前进行整形，在光纤的一端创建聚焦点。这些光点在样品上扫描，并且通过光纤从样品返回的光与输入图案光学相关。我们表明，这实现了空间选择性的检测。该技术在微珠、干燥的上皮细胞和盖玻片上进行了演示。
2015-12-10 physics.optics
Nonlinear beam self-maintaining effect in graded-index multimode fiber
多模光纤系统是工业和科学应用所期望的。非线性克尔光束净化作为多模光纤中光束传输的一种有趣的效应，由于其空间光束压缩特性而引起了人们的广泛关注。然而，其物理机制，特别是输入条件对其性能的影响尚不清楚。在这里，我们报告了一个新的自组织机制的多模光束在梯度折射率多模光纤中的传输：当输入激光有一个主模式，其中大部分的激光能量集中，光束轮廓可以保持在一个明确定义的结构类似于输入主模式的非线性机制，而它将演变成一个不规则的模式在线性机制。实验和数值计算结果证实了这种非线性梁自维持效应的存在和普遍性。我们的研究结果还提供了证据，非线性克尔效应可以是驱动机制和非线性克尔光束清理是这种效应的一个具体情况。对这种空间光束整形效应的进一步研究可能为理解其他多模光纤非线性提供新的视角。
2022-06-04 physics.optics
Interplay of Kerr and Raman beam cleaning with a multimode microstructure fiber
实验研究了多模空气-石英微结构光纤中克尔光束自清洁和拉曼光束自清洁之间的竞争。克尔光束自清洁的泵只观察到一定范围内的输入功率。拉曼斯托克斯光束的产生和净化导致泵浦光束质量的损耗和退化。模式四波混频和拉曼散射在红外域中的相互作用导致从500 nm到1800 nm的多模超连续谱的产生。
2018-01-12 physics.optics
Numerical analysis of beam self-cleaning in multimode fiber amplifiers
最近的实验结果报道了在有源多模光纤中观察到的光束自清洁或更一般的非线性光束整形。在这项工作中，我们提出了一个数值分析这些过程，通过考虑的理想情况下的二极管泵浦的信号放大器的梯度折射率多模光纤均匀掺杂的Yb。模拟证实，即使在放大光纤中也可能发生信号的光束清洁，即不存在光束能量守恒。此外，我们展示了如何局部信号强度的最大值，这是周期性产生的自成像过程中，可能会影响掺杂原子的粒子数反转，并局部饱和放大器增益。
2022-05-13 physics.optics
Thermalization of orbital angular momentum beams in multimode optical fibers
本文提出了多模光纤中光的热化的一般理论，包括具有非零轨道角动量的光束或涡旋光束。基于角动量守恒，得到了渐近模合成的广义瑞利-金斯分布。我们证实了我们的预测的数值模拟和实验的基础上全息模式分解的多模光束。这为空间光束自清洁的实现建立了新的约束，使以前无法预见的潜在物理机制的见解。
2021-12-27 physics.optics
Random Mode Coupling Assists Kerr Beam Self-Cleaning in a Graded-Index Multimode Optical Fiber
本文利用耦合模模型，数值研究了梯度折射率多模光纤中光束自清洁的过程。我们介绍了各种模式之间的随机线性耦合的空间模式，包括所有模式之间的耦合，或只有简并之间的耦合，并研究随机模式耦合的光束自清洁过程的影响。数值计算的结果与实验数据完全一致。
2019-08-21 physics.optics
Focusing and imaging with increased numerical apertures through multimode fibers with micro-fabricated optics
在内窥镜应用中使用单个多模光纤有可能为显微镜和光学显微操作提供高度小型化和非侵入性的探针。最近已经提出了一些不同的策略，但是它们都遭受与多模光纤的低数值孔径相关的固有的低分辨率。在这里，我们表明，双光子聚合允许直接制造的光纤端的微光学元件，导致数值孔径增加到接近1的值。通过空间光调制器将光耦合到光纤中，我们能够在面向光纤另一端的扩展区域上光学扫描亚微米光斑（300 nm FWHM）。还展示了具有改进的分辨率的荧光成像。
2014-05-29 physics.optics
Low-noise octave-spanning mid-infrared supercontinuum generation in a multimode chalcogenide fiber
我们演示了一个低噪声，倍频程跨越中红外超连续谱从1700到4800 nm的注入飞秒脉冲到正常的色散制度的多模阶跃折射率硫族光纤与100 $μ$ m芯直径的产生。我们对超连续谱中的强度噪声进行了系统的研究，发现泵浦激光的初始涨落最多被放大三倍。我们还进行了一个倍频程跨越超连续谱的噪声特性的多模氟化物光纤具有类似的芯尺寸的异常色散制度中产生的比较，并表明，在多模硫族化物光纤的全正常色散超连续谱具有优越的噪声特性。我们的研究结果为许多实际应用开辟了新的视角，如长距离遥感，其中高功率和低噪声是至关重要的。
2020-03-08 physics.optics
Wavefront shaping for optimized many-mode Kerr beam self-cleaning in graded-index multimode fiber
我们报告的实验结果表明，克尔光束自清洁的许多低阶模式的梯度折射率多模光纤可以控制由于优化的相干激发光束的波前整形。利用横向输入相位的自适应分布，通过利用所有导模之间的非线性耦合，将发射功率引导到特定的低阶光纤模式。实验进行了7 ps的脉冲在1064 nm注入到一个五米长的多模光纤工作在正常的色散制度。优化克尔光束自清洁五个不同的LP模式的报告，与功率阈值，增加模式的顺序。
2019-02-12 physics.optics
Wavefront shaping enables high-power multimode fiber amplifier with output control
本文提出利用空间波前整形技术控制高功率多模光纤放大器的输出光束，通过大纤芯降低光强和多模激发展宽布里渊散射谱来抑制受激布里渊散射，实现高效率、窄线宽、高相干性的衍射极限聚焦输出。
2025-04-08 physics.optics
Speckle-correlation imaging through a kaleidoscopic multimode fiber
本研究利用方芯多模光纤的万花筒式记忆效应，通过平移输入散斑图案并测量荧光强度，在无光纤先验知识下重建图像，为柔性微创内窥镜的开发提供了新策略。
2023-06-26 physics.optics
Mode-locked fiber laser with offset splicing between two multimode fibers as a saturable absorber
提出了一种基于两种渐变折射率多模光纤偏置拼接技术的新型锁模光纤激光器，并进行了实验验证。偏置拼接点结构通过非线性多模干涉机制充当可饱和吸收体。该器件的吸收调制深度为2.8%，饱和强度为2.5 MW/cm 2。当泵浦功率达到114 mW时，光纤激光器工作在稳定的锁模状态。该激光器的振荡波长为1039 nm，脉冲宽度为17.6 ps，重复频率为32.619 MHz，信噪比为65 dB。光纤激光器具有成本低、损伤阈值高、易于制造等优点，在超快光子学和工业加工等领域有着广泛的应用前景。
2018-07-03 physics.optics
Spatial beam self-cleaning in tapered Yb-doped GRIN multimode fiber with decelerating nonlinearity
我们实验证明了空间光束自清洁在掺镱渐变折射率多模光纤锥，无论是在被动和主动配置。注入1064 nm的输入激光束，用于从锥体的小芯侧传播到大芯侧，其中激光二极管以反向配置泵浦。克尔效应允许在没有伴随频率转换的情况下获得高光束质量放大。因此，我们的非线性锥形放大器可以为多模光纤激光器和放大器提供重要的构建模块。
2019-12-31 physics.optics
Femtosecond nonlinear losses in multimode optical fibers
多模光纤由于其传输高功率激光束的能力以及新型的基于非线性光学的应用，引起了人们越来越多的兴趣。然而，当光束强度超过某一临界值时，与其折射率的不可逆修改相关联的光纤击穿发生，由多光子吸收触发。这些工艺已被大量用于纤维材料的微结构化。在这里，我们表明，强度略低于击穿阈值，非线性吸收强烈影响传播光束的动力学。我们实验分析了这种亚阈值制度，并强调了梯度折射率光纤中的空间自成像对增强非线性光学损耗所起的关键作用。研究了多模光纤中飞秒脉冲在近红外波段的非线性功率传输特性。我们表明，一个有效的N光子吸收的分析模型是能够很好地描述实验数据。
2021-03-31 physics.optics
Spatial beam self-cleaning in multimode lanthanum aluminum silicate glass fiber
采用改进的管中粉末技术（MIPT）制备了一种基于硅酸铝镧玻璃（SiO2-Al 2 O3-La 2 O3）的多模多组分光纤，研究了其空间克尔光束自清洁特性。我们展示了这种制造方法如何为设计具有均匀和准抛物线折射率芯分布的非线性光学应用的掺杂多模光纤提供有趣的潜力。
2019-10-01 physics.optics
Delivery of focused short pulses through a multimode fiber
通过多模光纤的光传播受到空间畸变的影响，导致杂乱的强度分布。在以前的工作中，使用各种波前控制方法的这种失真的校正已被证明在连续波的情况下。然而，在超快脉冲状态中，模式色散在传播之后在时间上加宽脉冲。在这里，我们提出了一种方法，补偿空间失真和减轻时间展宽由于模式色散的选择性相位共轭过程中，只有模式相似的群速度被激发。选择性激发的模式被迫遵循通过多模光纤的某些路径，并在远端处相长干涉，以形成具有最小时间展宽的聚焦光斑。我们演示了通过一个30厘米长的阶跃折射率多模光纤聚焦500 fs脉冲的交付。所获得的脉冲持续时间对应于如果不控制模式色散所获得的持续时间的大约1/30。此外，我们还测量了光纤输出端脉冲持续时间的详细二维图，并证实了聚焦光斑产生双光子吸收效应。这项工作开辟了新的可能性超薄多光子成像通过多模光纤。
2015-03-01 physics.optics
Using a multimode fiber as a high resolution, low loss spectrometer
我们提出并证明，传统的多模光纤可以作为一个高分辨率，低损耗的光谱仪。所提出的光谱仪只包括光纤和一个相机，图像的散斑图案之间的光纤模式的干涉。虽然这种散斑图案对许多应用是有害的，但是它对关于输入信号的频谱内容的信息进行编码，该信息可以使用校准数据来恢复。我们实现了0.15 nm的光谱分辨率超过25 nm的带宽，使用1米长的光纤，和0.03 nm的分辨率超过5 nm的带宽与5米的光纤。插入损耗小于10%，重建光谱的信噪比大于1000。
2012-06-14 physics.optics
Real-time surrogate modeling of nonlinear pulse evolution in multimode fibers
针对多模光纤非线性脉冲传输建模的传统方法难处理、现有学习方法成本高的问题，提出基于U-Net的快速代理模型，经光束传输法数据训练后平均结构相似性达约88%，可泛化至未训练传输距离，为相关时空动力学模拟提供高效工具。
2025-05-18 physics.optics
