Conditions for Parametric and Free-Carrier Oscillation in Silicon Ring Cavities
我们模拟了具有双光子吸收的环形腔中的光学参量振荡，聚焦在1.55 $μ$ m处的硅上。振荡是可能的，如果自由载流子吸收可以减轻;这可以通过在反向偏置的p-i-n结中使用载流子清除来减少载流子寿命来实现。通过改变泵浦功率、失谐量和反向偏置电压，可以在包括1.55 $μ$ m的宽波长范围内在具有正常色散和异常色散的腔中产生频率梳。此外，当载流子寿命足够长时，自由载流子自脉冲不稳定性导致丰富的动力学。
2018-03-31 physics.optics
Highly tunable low-threshold optical parametric oscillation in radially poled whispering gallery resonators
回音壁谐振器（WGR），基于全内反射，具有高品质因数在一个广泛的光谱范围。因此，这种腔中的非线性光学过程非常适合于产生宽带或可调谐的电磁辐射。本文从实验和理论上研究了由锂晶体制成的辐射状WGR的光学参量振荡的可调谐性。对于1.04 μ m泵浦波，通过在20 ° C和62 °C之间改变温度，信号波和闲频波从1.78 \mum调谐到2.5 \mum -包括简并点。径向域结构的弱偏心显著地扩展了调谐能力。振荡阈值位于mW功率范围内。
2011-03-15 physics.optics
On-chip Kerr parametric oscillation with integrated heating for enhanced frequency tuning and control
该研究针对波长转换中频率调谐常被忽略的问题，采用集成加热器实现氮化硅微环Kerr参量振荡闲频光1.5太赫兹连续调谐，并通过反馈抑制数kHz内频率噪声数个量级，提升了片上频率转换的调谐与控制能力。
2024-04-18 physics.optics
Low-threshold Optical Parametric Oscillations in a Whispering Gallery Mode Resonator
在回音壁模式（WGM）谐振器中，光通过沿着弯曲表面的连续全内反射来引导。用光学非线性材料制造这种谐振器，可以利用其极高的品质因数和小的模体积来实现极其有效的光学频率转换。我们的分析的相位匹配条件的光学参量下转换（PDC）在一个球形WGM谐振腔中的光子的角动量的总和规则的直接关系，并预测一个非常低的参数振荡阈值。我们在铌酸锂晶体中实现了基于自然相位匹配PDC的光参量振荡器。我们实现了一个单模、强非简并的OPO，阈值为6.7 μ W，线宽小于10 MHz。这项工作展示了基于WGM的OPO的显着能力，并为其在量子和非线性光学，特别是压缩光的产生中的应用开辟了前景。
2010-11-28 physics.optics
Parametric Optomechanical Oscillations in Two-Dimensional Slot-Type High-Q Photonic Crystal Cavities
我们实验证明了一种基于空气缝光子晶体腔的光机械腔，其光学品质因数Qo=4.2 \times 10 ^4，小模体积为0.05立方波长。光学模式与频率高达数百MHz的面内机械模式耦合。基本机械模式示出了65 MHz的频率和376的机械品质因数。实验测得的光机械耦合率gom/2 pi为154 GHz/nm，对应于真空光机械耦合率g*/2 pi为707 kHz。当输入功率低于mW时，腔体呈现出强烈的参量振荡。测量了光子晶体光机械振荡器的相位噪声。
2012-05-05 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
Experimental observation of internally-pumped parametric oscillation and quadratic comb generation in a $χ^{(2)}$ whispering-gallery-mode microresonator
本文报道了在自然相位匹配条件下，高Q值锂酸盐微谐振器内泵浦参量振荡的实验观察。具体来说，发射近红外泵浦光约1060 nm到一个$z$切一致的锂离子微谐振器，我们观察到的二次谐波产生接近自然相位匹配的条件下，在输入泵周围的光学边带的产生。我们发现，可以通过改变实验参数产生广泛的不同的边带频移。在特定的条件下，我们观察到的几个等间距的边带周围的泵级联产生-通过腔增强的二次谐波产生的光学频率梳的第一步。
2019-12-11 physics.optics
Four-wave mixing parametric oscillation and frequency comb generation at visible wavelengths in a silica microbubble resonator
在可见光波长的微谐振器中产生频率梳已经在诸如计量、感测和成像的各种领域中找到了应用。为了在微谐振器中实现基于四波混频的克尔梳，色散必须处于反常状态。在这项工作中，我们展示了色散工程的微泡谐振器（MBR）制造的双CO $_2$激光束技术。通过将MBR的壁厚减小到1.4 $μ$ m，零色散波长移动到短于764 nm的值，使得在765 nm附近的相位匹配成为可能。当MBR模的光学\textit{Q}因子大于$10^7$时，在泵浦功率为3 mW时，在765 nm处观察到四波混频。通过增加泵浦功率，实现了参量振荡，并在可见光波段产生了14条梳线的频率梳。
2016-06-10 physics.optics
Discrete Parametric Oscillation and Nondiffracting Beams in a Glauber-Fock Oscillator
我们考虑一个Glauber-Fock振荡器，并表明衍射可以管理。我们展示了如何设计光束经历零衍射的波导阵列。我们找到了一个精确的分析家庭的无衍射本地化的解决方案。我们预测了Glauber-Fock振荡器中的离散参量振荡。
2016-08-23 physics.optics quant-ph
Optical-parametric-oscillation-based $χ^{(2)}$ frequency comb in a lithium niobate microresonator
基于$χ^{(3)}$非线性的微谐振器频率梳现在被很好地理解，并使它们进入不同的应用。最近，基于$χ^{(2)}$非线性的微谐振器频率梳正受到越来越多的关注，因为它们有一定的好处，但仍需要进一步的研究。在这里，我们展示了一个$χ^{(2)}$频率梳的产生，通过光参量振荡（OPO）在锂的钛酸盐毫米大小的微谐振器发起。通过在532 nm处用30 $μ$ W的功率泵浦，我们观察到了1064 nm附近的1-THz宽的梳状谱，包括简并态和非简并态。我们还表明，梳产生需要信号和闲频波的模式数退化，以及如何实现这一条件可以确定从温度调谐曲线。结果表明，在近红外区域的泵浦，直接产生频率梳通过OPO超过3 $μ$ m波长在中红外的潜力。
2021-08-18 physics.optics
Relaxation Oscillations of an Exciton-polariton Condensate Driven by Parametric Scattering
我们观察到的相干振荡的弛豫动力学激子极化激元凝聚驱动的参数散射过程。由于分支间散射方案和非线性极化激元-极化激元相互作用，这种参数散射表现出高散射效率，这导致极化激元凝聚体的快速耗尽和玻色子激励过程的周期性关闭，最终导致弛豫振荡。利用极化激元-储层相互作用，可以将时域中的振荡动力学投影到能量空间上。在理论上，我们使用开放耗散Gross-Pitaevskii方程的模拟与实验观察非常吻合。令人惊讶的是，在我们的时间积分图像，包括许多激发脉冲的振荡模式是清晰可见的，这意味着由极化激元参数散射驱动的弛豫振荡的高稳定性。
2022-01-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Widely tunable optical parametric oscillation in a Kerr microresonator
我们报告的第一个实验演示宽调谐的参数边带产生的克尔微谐振器。具体来说，通过在正常色散制度下泵浦二氧化硅微球，我们实现了在泵浦的大频率失谐下产生相位匹配的四波混频边带。由于高阶色散在实现相位匹配中的作用，泵浦波长的微小变化转化为所产生的边带波长的非常大且可控的变化：我们在实验上证明了在C波段使用低功率连续波泵浦激光器的可调谐性超过720 nm。我们还得到了简单的理论预测的相位匹配的边带频率，并讨论了离散腔谐振频率的预测。我们的实验测得的边带波长与我们简单的相位匹配分析得到的理论预测非常吻合。
2017-10-03 physics.optics
Hybridized-band parametric oscillations in coupled Kerr microresonators
Gleb Wataghin Institute of Physics, University of Campinas（坎皮纳斯大学格莱巴塔加因物理研究所）；School of Electrical Engineering and Computer Science, University of Ottawa（渥太华大学电气与计算机工程学院）；Instituto de Física, Universidade de São Paulo（圣保罗大学物理研究所）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）
本研究提出了一种框架，用于在三个耦合硅氮化物微环谐振器中控制混合带参数振荡，通过非对称设计实现紧凑的7 GHz间隔运行，为非线性动力学工程提供了设计原则。
2026-02-12 physics.optics
Octave-spanning tunable parametric oscillation in crystalline Kerr microresonators
参量非线性光学过程允许产生新波长的相干电磁辐射。它们能够产生波长可广泛调谐的辐射，这一点特别吸引人，其应用范围从光谱学到量子信息处理。不幸的是，现有的可调参数源的缺陷，阻碍了他们的广泛采用。在这里，我们表明，由氟化镁制成的超高Q晶体微谐振器可以克服这些限制，使紧凑和节能的设备能够产生干净和广泛的可调边带。我们考虑了几种不同的谐振器，精心设计的色散曲线，实现了数百纳米的边带可调谐性，在每个设备时，在1550 nm的标准低功率激光驱动。除了从1083 nm到2670 nm的整个光学倍频程上的离散可调谐性的直接观察之外，我们还记录了几乎4000 nm处的中红外边带的签名。所考虑的设备的简单性-加上其显著的可调谐性-为低成本，广泛可调谐的电磁辐射源铺平了道路。
2019-04-10 physics.optics
Optimization of the degenerate optical parametric oscillations threshold in bichromatically pumped microresonator
本研究通过耦合模方程数值分析双色泵浦微环谐振器中简并光学参量振荡的阈值，确定最优参数以最小化阈值功率，并指出色散工程可进一步降低泵浦阈值。
2025-08-08 physics.optics
On-chip optical parametric oscillation into the visible: generating red, orange, yellow, and green from a near-infrared pump
微谐振腔中的光学参量振荡（OPO）是一种有效的、可扩展的片上相干可见光产生方法。然而，到目前为止，只有在< 420 THz（接近可见光波段的边缘）的红光被报道。在这项工作中，我们展示了片上OPO覆盖> 130 THz的可见光谱，包括红色，橙色，黄色和绿色波长。特别地，使用在从386 THz到391 THz的近红外中扫描5 THz的泵浦激光器，信号从395 THz的近红外调谐到528 THz的可见光，而闲频从378 THz的近红外调谐到254 THz的红外。我们证明的最宽的信号-闲频分离为274 THz，对应于超过一个倍频程的跨度，并且是迄今为止纳米光子OPO最宽的分离。我们的工作清楚地展示了非线性纳米光子学如何将光从易于访问的紧凑型近红外激光器转换为目标可见波长，这对于光谱学和计量系统的现场部署至关重要。
2020-03-26 physics.optics
Hybrid-mode-family Kerr optical parametric oscillation for robust coherent light generation on chip
在集成光子学平台中使用三阶非线性（$χ^{(3)}$）的光学参量振荡（OPO）是用于相干光产生的新兴方法，并且在以小器件尺寸和低泵浦功率实现宽光谱覆盖方面显示出巨大的前景。然而，当前的$χ^{(3)}$纳米光子OPO器件使用相同横向空间模式族的泵浦、信号和空闲模式。因此，这种单模族OPO（sOPO）固有地对色散敏感，并且可扩展地制造和实施可能具有挑战性。在这项工作中，我们建议使用不同的家庭的横向空间模式的泵，信号，和空闲，我们称之为混合模式族OPO（hOPO）。我们证明了其前所未有的鲁棒性与设备的几何形状，泵浦频率和温度的色散。此外，我们展示了hOPO方案产生几毫瓦输出信号功率的能力，功率转换效率约为8 $\%$，并且没有竞争过程。hOPO方案是现有sOPO方法的重要对应点，并且特别有希望作为产生相干片上可见光和红外线源的鲁棒方法。
2021-10-14 physics.optics
Octave-spanning tunable parametric oscillation in nanophotonics
本研究在色散工程铌酸锂纳米光子学中实现超宽可调谐光学参量振荡器，单芯片输出波长覆盖1.53至3.25 μm，为首个延伸至中红外的倍频程可调谐源。
2022-11-11 physics.optics
Toward integrated synchronously pumped optical parametric oscillators in silicon nitride
利用氮化硅波导中产生的四波混频效应，提出了一种由超快光纤激光器同步泵浦的可调谐波导-光纤混合光参量振荡器（OPO）。参量振荡的结果在一个35 dB的空闲频谱功率密度的增强相比，自发四波混频，在O波段的宽波长调谐超过86 nm的能力。的振荡阈值和反馈回路的效率的测量揭示了如何在一个单一的氮化硅芯片上的OPO的集成可以完成在100 MHz的顺序在标准的重复率的泵浦激光器。
2021-08-13 physics.optics
Tunable lasers with optical-parametric oscillation in photonic-crystal resonators
通过设计获得激光波长，特别是集成光子学，对于推进光学时钟和量子信息系统等量子传感器至关重要，并为光通信提供了机会。半导体激光器增益提供了示范性的效率和集成度，但仅在开发的波长带中。或者，非线性光学需要控制相位匹配，但是泵浦激光器到设计波长的非线性转换的原理是可扩展的。报道了利用光子晶体谐振腔（PhCR）实现光参量振荡（OPO）的多功能定制。通过控制PhCR的带隙，我们能够在1234-2093 nm的波长范围内用1550 nm的泵浦产生OPO，并且在1064 nm的泵浦产生1016-1110 nm的OPO。此外，我们的可调谐激光器平台提供了>10%的泵浦到边带转换效率，并且在整个输出范围内的附加光频噪声可以忽略不计。从激光器设计到非线性动力学模拟，我们使用Lugiato-Lefever框架预测系统特性，包括PhCR中的双向OPO生成和转换效率，与我们的观察结果一致。我们的实验通过PhCR OPO设计引入可调谐激光器，在集成光子学中提供关键功能。
2022-06-21 physics.optics
Parametric Oscillation of a Moving Mirror Driven by Radiation Pressure in a Superconducting Fabry-Perot Resonating System
在高Q超导法布里-珀罗谐振器系统中，薄膜超导反射镜一侧受辐射压力驱动，另一侧受库仑力驱动，可以成为产生微波的参量振荡器。傍轴波分析表明，参量振荡所需的基本谐振器本征模是TM 011模。提出了一种双法布里-珀罗结构，使抽运模和闲频模产生谐振，但抑制了寄生反斯托克斯模。根据泵浦光与信号模和闲频模的辐射-压力耦合关系，估算了振荡阈值，表明该实验是可行的。
2012-07-30 physics.optics quant-ph
Coherent terahertz radiation with 2.8-octave tunability through chip-scale photomixed microresonator optical parametric oscillation
太赫兹光谱中的高光谱纯度频率捷变室温源是成像、传感、计量和通信的基础元件。在这里，我们提出了一个芯片级光学参量振荡器的基础上集成的非线性微谐振器，提供了广泛的可调谐单频和多频振荡器在太赫兹制度。通过使用等离子体纳米天线阵列的光到太赫兹的下转换，实现了从330 GHz到2.3 THz的跨越2.8倍频程的相干太赫兹辐射，其中20 GHz腔模限制频率调谐步长和10 MHz腔内模式连续频率调谐范围在每个步长处。通过控制微谐振腔的腔内功率和抽运谐振失谐量，实现了多频可调谐太赫兹振荡器。此外，通过稳定微谐振腔的泵浦功率和波长，亚100 Hz的太赫兹辐射的线宽与10-15的剩余频率不稳定性被证明。在芯片级平台中的单频、频率捷变太赫兹辐射和多频太赫兹振荡器的室温生成在计量、传感、成像和通信方面提供了独特的能力。
2022-08-15 physics.optics
Multistep Parametric Processes in Nonlinear Optics
本文综述了非线性光学中与二次非线性介质中多个光学过程同时相位匹配相关的各种参量相互作用，即所谓的多步参量相互作用。我们讨论了在具有符号变化的二阶非线性极化率的工程结构中实现双重和多重相位匹配的多种可能性，包括（i）均匀和非均匀准相位匹配（QPM）周期光学超晶格，（ii）相位反转和周期啁啾QPM结构，以及（iii）非共线几何中的均匀QPM结构，包括最近制造的二维非线性二次光子晶体。我们还总结了由多步参量过程产生多频光孤子的重要实验结果，并概述了由这些参量相互作用产生的多色光参量孤子的物理和基本性质。
2004-05-10 nlin.PS physics.optics
Backward wave optical parametric oscillation in a waveguide
该研究在周期性极化掺铷KTP中实现BWOPO波导，显著降低振荡阈值并获得窄线宽后向波，为低功率非线性集成光学提供新方案。
2024-01-22 physics.optics quant-ph
Widely tunable optical parametric oscillation and visible light generation in 4H-SiC microresonators
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
通过色散工程在4H-SiC微谐振器中实现近一个倍频程的宽分离光学参量振荡，并利用级联二次谐波和和频产生产生可见光，展示了4H-SiC在非线性波长转换中的潜力。
2026-06-24 physics.optics
Activating high-power parametric oscillation in photonic-crystal resonators
本文提出利用几何色散抑制非线性相互作用、光子晶体带隙选择性激活单一OPO的高功率参量振荡设计，实现超过40 mW输出和大于40 dB边模抑制比，并验证了定制波长的可行性。
2025-04-10 physics.optics
Low-Threshold Degenerate Optical Parametric Oscillations in Bichromatically-Pumped Normal-Dispersion Photonic-Crystal Microresonator
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）
研究在正常色散光子晶体微谐振器中通过双色泵浦激发简并光学参量振荡的过程，发现对称放置的分裂模式可显著降低泵浦功率阈值，并确定了参数范围。
2026-06-26 nlin.PS physics.optics
Optical parametric oscillation in silicon carbide nanophotonics
碳化硅（SiC）正迅速成为实现非线性和量子光子学的领先平台。在这里，我们发现，商业SiC，其中主机的各种自旋量子位，具有低的光吸收，可以使SiC集成光子与品质因数超过$10^7$。我们制作了品质因数高达110万的微谐振腔，并观察到低阈值（8.5 $\pm$ 0.5 mW）的光参量振荡以及跨越200 nm的光学微梳。我们的演示是利用SiC独特光学特性的光子器件开发的重要里程碑，为非线性光子学与基于自旋的量子技术的单片集成铺平了道路。
2020-04-29 physics.app-ph physics.optics
Optical parametric oscillation with distributed feedback in cold atoms
目前，人们对无反射镜激光系统产生了浓厚的兴趣，在无反射镜激光系统中，电磁反馈由无序（增益介质中的多次散射）或有序（多次布拉格反射）提供。这些机制分别对应于随机激光器和光子晶体激光器。有序与无序或相关无序之间的交叉机制也已被研究，并取得了一定的成功。在这里，我们报告一维光子晶体激光（即分布反馈激光）与冷原子云，同时提供增益和反馈。原子被捕获在一维晶格中，产生密度调制，以小入射角产生强布拉格反射。用辅助光束抽运原子会产生四波混频，从而提供参量增益。这两种成分的组合产生一个无反射镜的参数振荡与锥形输出发射，其顶角是可调的晶格周期性。
2012-02-01 physics.atom-ph physics.optics
Kerr optical parametric oscillation in a photonic crystal microring for accessing the infrared
连续波光学参量振荡（OPO）提供了一种用于访问2 $μ$ m至5 $μ$ m之间的中红外波长的灵活方法，但尚未集成到硅纳米光子学中。通常，克尔OPO使用单个横模族用于泵浦、信号和空闲模式，并且依赖于微妙的平衡来实现泵浦附近的正常（但接近于零）色散以及相位和频率匹配所需的必要高阶色散。在集成光子学平台内，这种方法导致两个主要问题。首先，色散对几何形状非常敏感，因此小的制造误差可能具有大的影响。第二，该装置易受泵附近的竞争非线性过程的影响。在这封信中，我们提出了一个灵活的解决方案，解决这两个问题的红外OPO，通过使用氮化硅光子晶体微晶（PhCR）。由PhCR带隙产生的频率偏移使OPO能够被禁止。在2 $μ$ m波段，本征光学品质因数达到（1.2 $\pm$ 0.1）$\times$ 10 $^6$，并利用PhCR环实现了阈值功率为（90 $\pm$ 20）mW的OPO，泵浦波长为1998 nm，信号波长和闲频波长分别为1937 nm和2063 nm.我们进一步讨论了如何在中红外波段扩展OPO的光谱覆盖范围。这些结果确立了PhCR OPO作为红外集成激光源的一种有前途的途径。
2022-07-27 physics.optics
Conversion efficiency in Kerr microresonator optical parametric oscillators: From three modes to many modes
我们研究克尔非线性微谐振器中的光学参量振荡，揭示了一个复杂的解决方案空间-参数化的泵浦信号转换效率-所产生的非线性过程的相互作用。使用三模近似，我们推导出效率最大化的泵浦功率和频率失配之间的关系。为了超越三模近似，几何形状，如集成微波谐振器的必要性，我们数值模拟Lugiato-Lefever方程，占非线性耦合谐振器模式的全谱。我们观察并描述了两种与多模谐振器中参数振荡相关的非线性现象：模式竞争和交叉相位调制引起的调制不稳定性。这两个过程都可能影响转换效率。最后，我们展示了如何通过调整微谐振器的损耗率来提高转换效率。我们的分析将指导微谐振器的设计，旨在提高转换效率和输出功率。
2021-09-10 physics.optics
Advancing on-chip Kerr optical parametric oscillation towards coherent applications covering the green gap
本文提出部分底切微环的色散工程方法，在780 nm泵浦的氮化硅器件中用Kerr OPO稳定覆盖532–633 nm绿色间隙，并验证其宽带调谐与窄线宽相干应用潜力。
2024-01-23 physics.optics
Tunable telecom to mid-infrared optical parametric oscillation via microring-based $χ^{(3)}$ nonlinearities
具有远频移边带的光学参量振荡（OPO）在精密光谱学和量子信息处理中具有重要的应用价值。基于微谐振器的OPO光源具有尺寸小、色散特性好等优点。在这里，我们展示了大频移$χ^{(3)}$为基础的OPO从结晶氮化铝微环泵在$\sim$ 2 $μ$ m的正常色散制度。实现了电信和中红外波段的OPO，频率间隔为65.5 THz。通过调整微结构尺寸、改变抽运波长和控制芯片温度，可以分别在10、1和0.1THz范围内灵活地调谐OPO频率。在高腔内泵浦功率下，OPO边带进一步演化为局域频率梳状线。这种具有灵活波长可调谐性的电信到中红外OPO将导致增强的芯片级光源。
2019-12-14 physics.app-ph physics.optics
Parametrically Excited Time-varying Metasurfaces for Second Harmonic Generation
参量振荡是非线性波-物质相互作用的基础，导致新频率分量的产生或放大。利用由控制直流（dc）电场和光场的外差干涉产生的时间调制，我们共振驱动非晶硅超原子-光学超颖表面的纳米级构建块的大振幅振荡。我们观察到的电场控制的开关比超过10000和超高的调制深度为405每伏的二次谐波产生（SHG）增强。一个简单的Mathieu方程，包括一个时间相关的谐振捕获的实验数据的大部分功能（例如，SHG强度具有超二次直流场依赖性），并提供洞察SHG效率提高通过参数调制。我们的工作提供了一个紧凑的，电可调和CMOS（互补金属氧化物半导体）兼容的方法来提高和动态控制芯片上的非线性光产生。它在光通信和信号处理方面具有巨大的应用潜力。
2020-01-09 physics.optics
Photonic Time Crystals and Parametric Amplification: similarity and distinction
本文阐明光子时间晶体与光学参量放大虽共享同一物理机制，但边界条件不同导致PTC可在动量带隙中指数放大，并证明可用二阶、三阶非线性及皮秒响应材料实现PTC。
2024-03-29 physics.optics
Topological Optical Parametric Oscillation
拓扑绝缘体具有受保护的边界态，这些边界态对无序具有鲁棒性，并且在费米子和玻色子系统中都具有巨大的意义。利用这些拓扑效应在非平衡的情况下是非常可取的，并导致拓扑激光器的发展。拓扑保护的边界状态通常位于体带隙内，并且选择性地激发它们而不引起玻色子系统的体模中的不稳定性是具有挑战性的。在这里，我们考虑拓扑参数驱动的非线性谐振器阵列，具有复杂的本征值，尽管在边缘模式的均匀泵浦。我们发现，参数振荡发生在一维和二维系统的拓扑边界模以及高阶拓扑绝缘体系统的角模中。此外，我们证明了压缩动力学低于振荡阈值，其中的拓扑边缘模式的量子特性是强大的对某些疾病。我们的工作揭示了弱非线性拓扑系统的动力学驱动的平衡，并揭示了他们在量子制度的有趣的行为。
2021-08-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable Degenerate Optical Parametric Oscillation with Coupled Microresonators
本文在氮化硅三态光子分子的耦合模式中实现了可调谐简并光学参量振荡，通过微加热器独立调谐谐振位置实现动态局部色散控制，并利用射频源驱动的原生锁相光泵浦验证了数十吉赫兹模式间距下的DOPO生成与主动效率控制。
2024-07-27 physics.app-ph physics.optics
Mid-infrared dual comb spectroscopy via continuous-wave optical parametric oscillation
本文提出利用连续波光学参量振荡器将近红外飞秒频率梳转换为4-5微米中红外双光梳，实现高相干性、每梳齿数百微瓦功率及吉赫兹级重复频率，为化学动力学、遥感和精密光谱等应用提供稳健灵活的方案。
2025-02-06 physics.ins-det physics.optics
Parametric control of self-sustained and self-modulated optomechanical oscillations
光机系统具有复杂的动力学特性，包括各种类型的混沌行为和多稳定性。虽然这种奇异的行为吸引了强烈的研究兴趣，在技术应用中的光机系统的利用，在大多数情况下，需要一个复杂的，但可预测和可控的，振荡响应。事实上，由光机系统支持的各种类型的鲁棒振荡嵌套在参数空间的相同或相邻区域中，其中存在混沌。在这项工作中，我们系统地解剖的基本光机械振荡器的参数空间，以确定稳定的自持和自调制振荡存在的区域，利用分叉分析和先进的数值延拓技术。此外，在双稳态发生的情况下，我们研究这些振荡状态的初始条件和它们的位置相对于定义良好的吸引盆地的可访问性。结果提供了具体的知识，使适当的振荡响应不同类型的应用程序的参数集。
2021-04-22 nlin.CD physics.optics
Optomechanical parametric oscillation of a quantum light-fluid lattice
双光子相干态是非线性光学和量子光学的主要支柱之一。它是产生最小不确定性量子态和纠缠光子对的基础，这些应用不能从标准相干态或单光子激光器获得。在这里，我们描述了一个完全谐振的光机械参量放大器，涉及一个极化激元凝聚体的陷阱晶格二次耦合到机械模式。二次耦合来自于由光机耦合引起的到扩展离散激发态的非共振虚拟跃迁。非共振连续波（CW）激光激发导致惊人的实验结果，包括出现optomechanically诱导的站点间参数振荡和站点间隧道的极化激元在离散的陷阱间失谐对应的两个参与的机械振荡（20和60 GHz的限制振动）的能量之和。我们表明，相干机械振荡对应的阈值条件不同的标准线性光机械自振荡的参数共振。相关的阿诺德舌头显示了一个复杂的情况下，国家的不稳定区域。所观察到的新现象可以应用于产生纠缠声子对、与传感和量子计算相关的压缩机械态，以及在技术相关范围内的信号双向频率转换。
2021-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Coherent chiral computation without optical parametric oscillation
现代科学所面临的挑战是找到一种计算NP难问题的方法。在这里，我们提出了一个相干计算模型的基础上的回音壁模式微谐振器。我们引入光连接的微谐振器阵列来模拟全连接的伊辛模型的动力学演化，微谐振器的模式手征作为伊辛模型中每个节点的自旋。利用该光学系统模拟了伊辛自旋链的弛豫时间、稳态分布和模式连接。此外，它被发现，目前的计划可以用于搜索相应的伊辛问题的完整的解决方案。数值结果表明，所需的时间是常数时间。我们的方法实现了非常规优化硬件的高精度和快速计算。
2022-06-27 cs.ET physics.optics
Milliwatt-threshold visible-telecom optical parametric oscillation using silicon nanophotonics
可见波长相干光的片上产生对于光谱和计量系统的现场部署至关重要。虽然片上激光器已经在特定情况下实现，但没有报道不受特定增益介质限制的一般解决方案。在这里，我们提出创建可见光从红外泵浦宽分离光学参量振荡（OPO）使用硅纳米光子学。OPO在900 nm泵浦下分别产生700 nm和1300 nm波段的信号光和闲频光。它的阈值功率为（0.9 +/-0.1）mW，比其他宽分离微腔OPO工作小50倍以上，这些工作仅在红外线中报道。该低阈值使得能够直接泵浦而不需要中间光放大器。我们进一步展示了如何修改器件设计，以产生具有相似功率效率的780 nm和1500 nm光。我们的纳米光子OPO在功率效率、操作稳定性和器件可扩展性方面显示出明显的优势，并且是朝向相干可见光的灵活片上生成的重大进步。
2019-09-16 physics.app-ph physics.optics
Photon-phonon parametric oscillation induced by the quadratic coupling in an optomechanical resonator
本文发现并研究了在大尺度运动状态下，二次耦合对光机械谐振腔平均场动力学的直接光子-声子参量效应。在较弱的泵浦功率下，机械谐振器阻尼到稳态，其非线性静态响应被二次耦合敏感地修正。当驱动功率超过静态能量平衡时，稳态通过Hopf分岔失去稳定性，由于二次耦合的参数效应，谐振器产生稳定的自维持振荡（极限圆行为），其离散能量具有阶梯状的振幅，这可以通过谐振器增益和损耗之间的功率平衡来大致理解。进一步增加泵浦功率可以通过典型的倍周期分岔引起谐振腔的混沌动力学，但可以通过反转分岔过程回到极限圆状态的参数效应来稳定。通过动力学的最大李雅普诺夫指数数值验证了分岔到逆分岔的转变，表明二次耦合是抑制光机械谐振腔混沌行为的有效途径.此外，二次耦合对光机械谐振腔动态跃迁的参量效应可以通过腔场的输出功率谱方便地检测或跟踪。
2017-05-07 nlin.CD physics.optics quant-ph
Mirrorless Negative-index Parametric Micro-oscillator
研究了在强吸收负折射率材料中实现无镜参量振荡的可行性和特殊性质。它们源于这类超材料固有的电磁波的落后性。
2008-07-22 physics.optics quant-ph
Stable integrated hyper-parametric oscillator based on coupled optical microcavities
我们提出了一个灵活的方案，基于三个耦合的光学微腔，允许实现稳定的振荡在微波范围内，其频率仅取决于腔耦合率。我们发现不同的动力学制度（软，硬激发）影响的振荡强度，但不是他们的周期。这种配置可以允许在集成光路上实现紧凑的超参数源，在通信、感测和计量学中具有有趣的应用。
2016-06-26 math.DS nlin.PS physics.optics
Highly-efficient generation of coherent light at 2128 nm via degenerate optical-parametric oscillation
低温操作与新的测试质量材料相结合，有望降低引力波探测器热噪声的灵敏度限制。目前正在讨论的最先进的材料是晶体硅作为基板与非晶硅基涂层。然而，它们需要约2 $\mathrmμ$ m的工作波长以避免激光吸收。在这里，我们提出了一种基于简并光学参量振荡器（DOPO）的2128 nm光源，以转换来自1064 nm非平面环形振荡器（NPRO）的光。在泵浦功率为52 mW的PPKTP（极化磷酸钛氧钾，内转换效率为94%）中，我们获得了$(88.3\,\pm\,1.4)\,\%$的外转换效率，由此我们推断出$(4.75\,\pm\,0.18)\,\mathrm{pm/V}$的有效非线性。利用我们的方法，来自已建立和现有激光源的光可以有效地转换到2 $\mathrmμ$ m范围，同时保持优异的稳定性。
2020-08-18 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Wavelength-scale Optical Parametric Oscillators
尽管近年来非线性光学在波长尺度谐振腔中的研究取得了很大进展，但在这种谐振腔中参量振荡的可能性仍然存在一些问题。提出了一种预测多模亚波长和波长尺度光学参量振荡器（OPO）的行为和估计振荡阈值的一般方法。作为一个例子，我们提出了一个基于米氏型多极谐振的OPO，我们证明，由于低Q值的波长尺度谐振器中的多极模式的性质，这些模式之间存在非线性相互作用。因此，与单模情况相比，OPO阈值可以降低一个因子，该因子显著大于相互作用模式的数量。多模相互作用还可以导致通过参数增益以及振荡阈值的突然变化而显现的相变，这可以用于增强感测。我们建立了一个明确的二次谐波产生效率和OPO阈值之间的联系。这使我们能够估计OPO阈值的基础上测量或模拟的二次谐波产生不同类别的谐振器，如在连续和反向设计的谐振器中的束缚态。我们分析和建模微型OPO的方法可以为经典和量子非线性光子学提供前所未有的机会。
2021-02-19 physics.app-ph physics.optics
On-chip $χ^{(2)}$ microring optical parametric oscillator
光学参量振荡器（OPO）作为可调谐、窄线宽和相干光源已经被广泛使用了几十年，用于达到长波长，并且对于诸如量子随机数生成和伊辛机的应用是有吸引力的。迄今为止，基于波导的OPO已经遭受了数百毫瓦量级的相对高的阈值。随着集成光子学技术的进步，在氮化铝（AlN）光子微腔中实现高效率的二次谐波，实现高度紧凑和纳米光子的参量振荡是可行的。在这里，我们采用相位匹配的AlN微谐振器，以展示在电信红外波段的低阈值参量振荡与片上效率高达17%和毫瓦级的输出功率。观察到一个宽的相位匹配窗口，使可调的信号和空闲对在整个C波段的180 nm带宽的产生。这一结果建立了集成非线性光学的一个重要里程碑，并为基于芯片的量子光源和光谱学和化学传感的可调谐相干辐射铺平了道路。
2019-09-16 physics.app-ph physics.optics
Envelope time reversal of optical pulses following frequency conversion with accelerating quasi-phase-matching
理论上表明，在介质中使用加速时空准相位匹配（QPM）调制模式与参量光学相互作用，使得有可能产生一个时间反转的副本的泵浦脉冲包络的频率转换信号。转换取决于基波和上转换谐波之间的群速度失配，并且由QPM相位图案的加速度速率（啁啾）控制。数值模拟证实了分析结果。
2016-10-13 nlin.PS physics.optics
