Broadband Quantum Photon Source in Step-Chirped Periodically Poled Lithium Niobate Waveguide
本文设计制备6.82 mm阶梯啁啾CPPLN波导，利用宽带准相位匹配实现高效SHG与带宽达99 THz的SPDC宽带光子对产生。
2025-10-04 physics.optics quant-ph
Ultrashort pulse characterization by spectral shearing interferometry with spatially chirped ancillae
我们报告了一个新版本的光谱相位干涉直接电场重建（SPIDER），它使一致性检查，通过同时采集多个剪切，并提供了一个简单而精确的校准方法。通过将测试脉冲与两个空间啁啾的辅助场混合，我们生成了一个单次拍摄的干涉图，其中包含多个剪切，测试脉冲的光谱振幅和参考相位，这对于宽带脉冲是准确的。所有校准参数-剪切、上变频频率和参考相位位置-都可以从单个校准迹线准确获得。
2009-08-09 physics.optics
Chirped quasi-phase-matching with Gauss sums for production of biphotons
本文研究了两种基本的准相位匹配结构：啁啾类光子晶体和非周期极化晶体中产生的线性啁啾双光子波包的理论。新颖之处在于，这些结构被认为是明确的组装的非线性层，导致详细描述的自发参量下转换（SPDC）过程，通过离散高斯和。我们证明，双光子光谱啁啾光子晶体涉及少量的层由明确的良好分辨的谱线。我们还讨论了形成的宽带频谱的信号（闲频）波在SPDC中的两种配置的层数的增加，以及在啁啾参数的依赖。
2012-05-26 physics.optics quant-ph
Meter-long broadband chirped Bragg gratings for on-chip dispersion control and pulse shaping
The University of Hong Kong（香港大学）；Tsinghua University（清华大学）；Advanced Biomedical Instrumentation Centre, Hong Kong Science Park（香港科技园先进生物医学仪器中心）
本文提出了一种基于超低损耗硅氮化物平台的米长啁啾螺旋布拉格光栅，实现了高稳定性、低延迟和大色散带宽积的芯片级色散控制，用于高保真脉冲成型和压缩电光频率梳的应用。
2026-04-14 physics.optics
Infrared rainbow trapping via optical Tamm modes in one-dimensional dielectric chirped photonic crystals
捕获宽光谱的光的现象被称为“彩虹捕获”，并且使用全电介质、混合金属-电介质或全金属配置来实现。在后一种情况下，不可避免的欧姆损耗导致亚皮秒的陷模寿命。为了所有的实际目的，需要设计新的策略用于捕获并随后释放寿命> 1 ps的宽带电磁（em）场。提出了一种利用一维啁啾光子晶体（PC）中多个光学Tamm（OT）模的激发来实现对向传播模式的光学耦合的彩虹捕获结构。在几何结构中，当薄的等离子体激元活性金属被放置在啁啾PC（CPC）的终止层附近时，多个π相位跳跃使得能够激发OT模式。强定域OT共振在啁啾PC几何中被空间分离，并且它们的群速度降低到低至0.17c。时域模拟阐明本地化发生在CPC的介电部分，表现为寿命3 ps。
2021-08-10 physics.optics
Broadband hard X-ray attosecond pulses from extremely chirped electron beams
SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；Department of Applied Physics, Stanford University（斯坦福大学应用物理系）；Stanford PULSE Institute, SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福PULSE研究所，斯坦福直线加速器中心）
利用自由电子激光产生亚飞秒电流尖峰，通过极端啁啾电子束生成带宽超30 eV的硬X射线阿秒脉冲，提升阿秒泵浦-探测实验能力。
2026-08-20 physics.acc-ph physics.optics
Noncollinear parametric fluorescence by chirped quasi-phase matching for monocycle temporal entanglement
由自发参量下转换（SPDC）产生的两个光子的量子纠缠可以用来探测光周期内的量子光学现象。Harris [Phys. Rev. Lett. 98，063602（2007）]建议使用由准相位匹配（QPM）器件产生的超宽参量荧光，该准相位匹配（QPM）器件的极化周期是啁啾的。在Harris的原始方案中，假设光子是共线产生的，然后通过频率滤波在空间上分离。在这里，我们也建议使用非共线生成的SPDC。在数值计算中，对于532 nm泵浦激光器，要实现1.2周期的时间相关，当非共线条件下，只有10%的啁啾器件就足够了，而在共线条件下，需要很大的啁啾（50%）器件。我们还利用超导纳米线单光子探测器和光电倍增管作为光子探测器，从10%啁啾的MgCl 2晶体中获得了倍频程（790-1610 nm）的非共线参量荧光。观察到的SPDC带宽为194 THz，这是迄今为止啁啾QPM器件实现的最大宽度。从这个实验结果来看，我们的数值分析预测，通过适当的相位补偿，双光子可以被压缩到1.2个周期。
2012-10-23 physics.optics quant-ph
Broadband heterodyne interferometry with a chirped femtosecond laser in the H-band
Université côte d’azur, CNRS, Institut de Physique de Nice (INPHYNI)（尼斯蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、尼斯物理研究所）
该研究提出一种基于啁啾飞秒激光的宽带外差干涉架构，利用光谱复用与数值相关技术提升信噪比，可实现J+H波段高分辨率光谱成像，为天文干涉测量提供了新方案。
2026-08-31 astro-ph.IM physics.optics
Chirped pulse waveguide amplifier
本文提出一种单模Cr:ZnS晶体波导超快放大器，利用超快激光写入的凹陷包层波导实现5.5 dB/cm增益和2.35 W平均输出功率，并通过解析模型优化设计，在CPA装置中验证了宽带高增益放大性能。
2024-09-28 physics.optics
Coherent control of quantum states by quadratically chirped short laser pulses
本文提出利用二次啁啾宽带激光脉冲，在 lambda 型量子系统中通过缀饰态分析与数值模拟实现亚稳态布居相干操控和任意相干叠加态的稳健制备。
2025-11-07 physics.optics quant-ph
Broadband Second Harmonic Generation using Fixed-Period Periodically Poled Lithium Niobate
University College London（伦敦大学学院）
本研究通过调整标准PPLN晶体角度实现宽频带二次谐波生成，展示了SHG带宽的显著增强。
2026-01-29 physics.optics
Spectrally engineered broadband photon source for two-photon quantum interferometry
我们提出了一种新的方法来工程宽带源的纠缠光子对量子干涉。该源基于钛扩散周期极化的强啁啾极化锂酸盐波导中的准相位匹配自发参量下转换。所提出的非标准非对称极化减轻了与啁啾过程相关联的相位失真。非对称极化显着拓宽纠缠源带宽，同时保持高可见性量子干涉传感。
2016-08-25 physics.optics quant-ph
Frequency-domain nonlinear optics in two-dimensionally patterned quasi-phase-matching media
超短激光脉冲的放大和操纵方面的进展导致了几个领域的革命。例子包括用于产生高峰值功率激光器的啁啾脉冲放大、功率可缩放放大技术、通过调制空间分散的激光脉冲的脉冲整形以及在准相位匹配的非线性晶体中有效混频以访问新的光谱区域。在这项工作中，我们介绍和展示了一个新的平台，非线性光学，有可能将所有这些单独的功能（脉冲放大，频率转移，脉冲整形）到一个单一的单片器件。此外，我们的方法同时提供了解决方案的性能限制的问题，在常规使用的技术，并支持缩放的功率和带宽的激光源。该方法是基于二维图案化的准相位匹配光栅相结合的光学参数的相互作用，涉及空间分散的激光脉冲。我们的原理实验证明了这种新的范例，通过中红外光参量啁啾脉冲放大的几个周期的脉冲。
2015-09-21 physics.optics
Gas-plasma based generation of broadband THz radiation with 640 mW average power
我们提出了一个高功率的宽带太赫兹辐射源，覆盖整个太赫兹光谱区（0.1-30太赫兹）。双色气体等离子体产生过程是由一个国家的最先进的镱光纤啁啾脉冲放大系统的基础上相干组合的16棒型放大器驱动。在产生THz之前，脉冲在多程单元中被光谱展宽，并在500 kHz的重复率下被压缩到37 fs，脉冲能量为1.3 mJ。气体喷射方案已被用于产生太赫兹，将该过程的效率提高到0.1%。空气偏置相干检测方案的实施，以表征所产生的辐射的全带宽。产生了640 mW的THz平均功率，这是迄今为止实现的最高THz平均功率。这使得该源适用于各种应用，例如强吸收样品的光谱学或驱动材料特性研究的非线性效应。
2022-01-10 physics.optics
Broadband quasi-phase matching in MgO: PPLN thin film
在电信信道上运行的未来量子信息网络需要在不同波长之间传输量子比特，同时保持量子相干性和纠缠。量子比特传输是一个非线性光学过程，但目前用于量子信息处理和存储的原子类型受到可用上转换带宽的限制。在这里，我们提出了第一个实验演示的宽带和高效率的准相位匹配的二次谐波产生（SHG）在芯片级周期性极化的锂酸盐薄膜。通过同时满足准相位匹配和群速度匹配，我们实现了高达2 THz的倍频带宽。此外，通过改变薄膜厚度，准相位匹配倍频带宽的中心波长可以从2.70 μ m调制到1.44 μ m。准相位匹配的可重构锂酸锂薄膜为光子学和量子光学提供了重要的片上集成平台。
2018-05-21 physics.optics
A simple approach of broadband mid-infrared pulse generation with a mode-locked Yb-doped fiber laser
宽带中红外（MIR）分子光谱技术要求在分子指纹区有明亮的宽带光源。为此，在各种技术中，脉内差频产生（IDFG）显示出优异的性能。然而，以前的IDFG系统主要使用非常规的长波长2- $μ$ m超短脉冲激光器。一些系统已经用1- $μ$ m激光器进行了演示，但它们使用体积庞大的100 W级高功率Yb薄盘激光器。在这项工作中，我们展示了一个简单而强大的方法，1- $μ$ m泵浦的宽带IDFG与传统的锁模掺Yb光纤激光器。我们首先产生3.3 W，12.1 fs的超短脉冲在50 MHz的一个简单的组合的光谱展宽与短单模光纤和脉冲压缩啁啾镜。然后，我们用它们泵浦薄取向图案化的磷化镓（OP-GaP）晶体，产生1.2 mW的宽带MIR脉冲，在指纹区（760-1240 cm $^{-1}$，8.1-13.1 $μ$ m）的-20 dB带宽为480 cm $^{-1}$。基于1- $μ$ m的IDFG系统允许在紫外和可见光区域中同时产生超短脉冲，从而实现例如100-MHz水平的高重复率振动和频产生光谱或泵浦探测光谱。
2021-12-15 physics.optics
Nonlinear adiabatic optical isolator
理论上提出了一种基于啁啾准相位匹配晶体绝热非线性和频产生的光隔离方法，该晶体对产生的和频波具有强吸收。该方法不受其他非线性光隔离方法中存在的动态互易性的限制，并且可以提供具有超快全光开关能力的可调谐光隔离。此外，作为绝热技术，它对光学设计的变化是鲁棒的，并且是相对宽带的。
2016-12-16 physics.optics
Broadband microwave waveform generation with programmable chirp shapes via recirculating phase-modulated optical fiber loop controlled by low-speed electronics
该研究提出由低速电子器件控制的循环相位调制光纤环路，利用MS/s级驱动波形实时定制数十GHz宽带啁啾微波波形，并实验验证了宽范围可调与长相干时间。
2024-05-13 physics.app-ph physics.optics
Broadband second harmonic generation in whispering gallery mode resonators
非线性材料中的光学频率转换过程在波长上受到可获得的相位匹配和所需的高泵浦功率的限制。在这封信中，我们报告了一种新的宽带相位匹配（PM）技术的高品质因数（Q）回音壁模式（WGM）谐振器的双折射晶体材料。该技术依赖于两个相互作用的WGM，一个具有恒定的相速度，另一个具有空间振荡的相速度。因此，相位匹配周期性地发生。该技术可以用WGM谐振器实现，其盘平面平行于晶体的光轴。在该配置中使用单个β硼酸钡（BBO）谐振器，我们实验证明了从近红外的780 nm到紫外（UV）的317 nm的谐波波长的有效二次谐波产生（SHG）。实验测得的倍频转换效率高达4.6%（mW）-1。这种宽带相位调制技术为非线性光学在WGM谐振腔中的应用开辟了一条新的途径。这也是首次报道的在WGM谐振腔中直接倍频产生连续紫外光
2013-03-15 physics.optics
Nonlinear optical signal generation mediated by a plasmonic azimuthally chirped grating
部署等离子体纳米结构以增强非线性信号生成需要有效的远场到近场耦合和相位匹配以用于频率转换。虽然后者可以很容易地在等离子体热点实现，但前者是一个天线问题，需要专门的结构设计和优化。等离子体光栅是用于非线性信号生成的简单但有效的平台，因为它们提供用于光子-等离子体耦合的良好限定的动量和用于频率转换的局部热点。在这项工作中，等离子体方位啁啾光栅（ACG），它提供了空间分辨的光子-等离子体耦合的宽带动量，利用两个非线性光学过程，即双光子光致发光（TPPL）和二次谐波产生（SHG）的等离子体增强效应进行了研究。通过超短脉冲激发的高光谱成像实验确定了非线性信号的空间分布。非线性信号的实验空间分布与仅基于光子-等离子体激元与ACG动量耦合的分析预测非常吻合，揭示了光栅在等离子体激元非线性信号产生中的天线功能。这项工作突出了天线效应的光栅的非线性信号产生的重要性，并提供了洞察等离子体光栅的增强机制，除了本地热点工程。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A multi-milliJoule femtosecond Raman laser emitting at 1.28 um
报道了在加压氢池中利用受激喇曼散射产生中心波长为1.28 μ m的宽带高能飞秒脉冲。受激拉曼散射是由两个啁啾和延迟脉冲起源于一个多mJ的钛：蓝宝石放大器。斯托克斯脉冲携带4.4 mJ的能量，并被反射光栅对压缩到66 fs。我们的特点是短波长中红外光源的能量稳定性，光束轮廓和转换效率在100 Hz和10 Hz的重复频率。演示的激光器将有利于从高度非线性有机晶体产生强烈的太赫兹应用。
2016-05-31 physics.optics
Broadband ultraviolet-visible frequency combs from cascaded high-harmonic generation in quasi-phase-matched waveguides
高次谐波产生（HHG）提供短波长光，可用于精密光谱学和探测超快动力学。我们报道了在相位稳定的$\leq$ 12 nJ，100 fs脉冲驱动下，在3 $μ$ m，100 MHz重复率下，在啁啾周期性极化的锂酸盐波导中有效地产生了高达9阶（333 nm）的相位相干谐波。观察到高达10%的中红外到紫外-可见光的转换效率，其中基波到所有谐波的总转换率为23%。尽管存在复杂的高度非线性过程，我们还是验证了谐波频率梳的相干性。数值模拟的基础上，一个单一的宽带包络方程与二次非线性的转换效率在大约1个数量级的范围内的实验参数的估计。从这个比较中，我们确定了一个无量纲参数捕捉三波混频和群速度走离的谐波，管理级联HHG物理之间的竞争。这些结果可以为一系列不同平台中的级联HHG提供信息。
2021-02-13 physics.atom-ph physics.optics
Broadband Multiresonator Quantum Memory
本文提出了一种基于微谐振腔空间频率梳的通用宽带多谐振腔量子存储器。在这里，我们发现了新的布拉格型阻抗匹配条件的耦合的微谐振器与波导场，提供了一个有效的宽带量子存储。所获得的微谐振器场的解析解使所有的记忆特性的可持续的参数控制。
2017-05-03 physics.optics
Investigation of broadband terahertz generation from metasurface
非线性超材料已被证明提供具有高非线性转换效率的非线性特性，并且在无数的光操纵中。本文研究了由单层纳米开口环谐振器阵列构成的非线性超颖表面产生太赫兹波的特性。基于金属中电子动力学的流体动力学模型，研究了开口环谐振腔二阶非线性光整流产生太赫兹波的问题.结果表明，非线性超颖表面使我们能够产生宽带太赫兹辐射，并没有准相位匹配条件。该方案为宽带太赫兹光源和非线性等离子体超材料的设计提供了新的思路。
2018-06-03 physics.optics
Ultra-broadband Terahertz Perfect Absorber Based on Multi-frequency Destructive Interference and Grating Diffraction
由于其在频谱成像系统和反雷达隐身中的潜在应用，宽频带高吸收材料引起了人们极大的兴趣。本文提出了一种偏振无关、超宽带、全向的太赫兹吸收体，并对其进行了制备和评价。实验结果表明，在0.75~ 2.41THz的频率范围内，薄膜的吸收率可达95%以上。由于层间的多频相消干涉和光栅的阻抗匹配条件，在0.88 THz、1.20 THz、1.53 THz、1.96 THz和2.23 THz处的5个连续吸收峰合并成一个超宽带吸收谱。
2014-09-22 physics.optics
Temporal characterization of broadband femtosecond laser pulses by third-harmonic dispersion scan with ptychographic retrieval
我们提出了一种新的变体的色散扫描（d-扫描）的基础上的表面三次谐波产生（STHG）和重叠关联算法泰勒充分检索（振幅和相位）的宽带激光脉冲。我们展示了时间测量和压缩的几个周期的脉冲与7 fs和2.5 nJ的钛：蓝宝石振荡器，使用蓝宝石窗口作为非线性介质的技术。的结果是在非常好的协议与标准的二次谐波的d-扫描测量的基础上的非线性晶体。STHG固有的宽带和相位匹配无关的性质使得该技术非常适合在延伸到中红外的宽波长范围内表征超短激光脉冲。
2021-03-23 physics.optics
Highly tunable broadband coherent wavelength conversion with a fiber-based optomechanical system
现代信息网络是建立在工作于不同光波长的混合系统上的。高度期望用于在不同波长之间转换光子的相干互连。虽然相干互连传统上是用非线性光学效应实现的，但这些系统需要苛刻的实验条件，例如相位匹配和/或腔增强，这不仅在实验实现中带来困难，而且还设置了窄的工作带宽（通常在MHz至GHz范围内，如由腔线宽所确定的）。在这里，我们提出并实验证明相干信息传输的两个正交传播的不同波长的光束之间的光纤为基础的光学机械系统，它不需要任何种类的相位匹配或腔增强的泵浦光束。相干过程表现为光机械诱导的透明和吸收现象。我们的方案不仅大大简化了相干波长转换的实验实现，而且还将工作带宽扩展到光纤（数十THz），这将使广泛的基于相干光学的应用，如光学传感，光谱学和通信。
2021-09-21 physics.optics
Broadband Mie-driven random quasi-phase-matching
无反转对称性的高质量晶体是通过三波混频实现光学频率转换的传统平台。在大块晶体中，有效的波混合依赖于相位匹配配置，而在微米和纳米尺度上，它需要增强非线性光-物质相互作用的谐振机制。这些策略通常导致特定波长的性能和窄带应用。由光学非线性晶体的随机组装组成的无序光子材料能够在随机准相位匹配（RQPM）机制中实现宽带可调谐性，并且不需要高质量的材料。在这里，我们结合共振和无序通过实施RQPM在米氏谐振球的几个微米的钛酸钡纳米晶体的自下而上的组件实现。测得的二次谐波产生（SHG）揭示了宽带和共振波混频的组合，其中米氏共振驱动和增强SHG，而无序保持相位匹配条件放宽。这种新的相位匹配机制可以用倍频复平面中的随机游走来描述，其步长取决于微球内的局部场增强。我们的纳米晶体组件提供了在微观尺度上定制相位匹配的新机会，超出了大块晶体的相干长度。它们可以适应实现从近紫外到红外范围的频率转换，它们成本低，可扩展到大的表面积。
2020-05-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Influence of multi-line CO laser focusing on broadband sum-frequency generation in ZnGeP2
通过实验和数值模拟研究了多线CO激光聚焦对ZnGeP2非线性晶体宽带和频产生光谱特性的影响。实验上观察到多谱线CO激光器的最大频率转换，而不是单线CO激光器的紧聚焦。紧密聚焦导致加宽和频产生频谱并增加总的（即在频谱上积分的）频率转换效率。这些影响是由于增加相位匹配带宽和角色散。数值计算表明，多谱线CO激光器的最大转换效率发生在0.4倍于单线的焦距处。
2017-02-14 physics.optics
Enhanced Nonlinear Frequency Conversion Bandwidth through Birefringence induced Mode Hybridization
本文提出在X切薄膜铌酸锂上利用双折射诱导的模式混合实现宽带非线性频率转换，同时满足准相位匹配与准群速度匹配，在微环谐振腔中实现13 nm带宽的二次谐波产生，助力片上量子信息网络与多通道光信息处理。
2024-06-04 physics.optics
Full Nonlinear Conversion of Broadband Frequency Combs generated by Four-Wave Mixing in Highly Nonlinear Fibers
我们产生了一个200 nm的光学频率梳，在1.5微米，通过注入两个单频激光到一个高度非线性光纤，并探讨其光谱相位特性和高功率，以证明完全非线性转换到其二次谐波。通过简单地聚焦到2 mm长的非线性晶体中，通过二次谐波和多个和频产生产生，产生了中心在790-800 nm且间隔为0.8-1 nm（380-470 GHz）的具有100 nm（~ 48 THz）带宽的光学频率梳。在不倾斜晶体的情况下，在垂直入射配置中使用传统的双折射相位匹配。
2009-02-12 physics.optics
Bottle microresonator broadband and low repetition rate frequency comb generator
我们提出了一种新型的宽带和低重复频率的频率梳发生器，它具有细长的和纳米尺度的浅光学瓶微谐振器在光纤的表面创建的形状。该谐振器的宽带方位本征频率序列的自由谱范围（FSR）是稠密和窄带轴向序列的FSR的精确倍数。微谐振器的有效半径变化接近于具有大于或等于λ/2 pi * n 0的纳米级高度的抛物线（这里λ是特征辐射波长，n 0是微谐振器材料的折射率）。总的来说，微谐振器具有宽带、小FSR和精确等距的光谱，便于产生宽带和低重复率的光学频率梳。它示出，这种梳可以通过用CW激光器泵浦，该辐射频率匹配的微谐振器的单个轴向本征频率，或者，可替代地，通过用锁模激光器泵浦，它产生一个窄带低重复率梳匹配一系列等距的轴向本征频率位于相邻的方位角本征频率之间。
2016-07-28 physics.optics
Temporal Bragg Gratings: Broadband Reconfigurable Parametric Amplifiers
University of Southampton（南安普顿大学）
本文研究时域布拉格光栅作为宽带可重构参量放大器的特性，通过数值模拟探讨了调制位置、频率和幅度对增益谱和场动力学的影响，发现高折射率调制能提供更高增益，并展示出频率可调和强不对称性。
2026-04-14 physics.optics
Aspheric lens design proposal for near-perfect mode-matching of a broadband quantum dot micropillar to a single-mode fibre
针对量子点微柱单光子源输出模式数值孔径大导致耦合效率低的问题，提出添加非球面SiO2微透镜，将单模光纤模式匹配损耗从83.1%降至<0.1%，实现96.4%端到端效率，推动可扩展光子量子技术。
2025-08-08 physics.optics quant-ph
Hybrid AM/FM Mode-Locking of Singly-Resonant OPOs
本文提出单共振 OPO 的混合 AM/FM 锁模机制，可自启动形成高效稳定的宽带啁啾频率梳，并用相空间模型解释其动力学与宽带调谐特性。
2024-05-07 physics.optics
Non-Hermitian engineering for brighter broadband pseudothermal light
我们表明，非厄米工程可以在量子系统中发挥积极的作用。这与广泛接受的概念形成对比，即光学损耗是必须消除或至少最小化的敌人。我们利用非线性相互作用和损耗之间的相互作用表明，频谱损耗工程可以放松相位匹配条件，使宽带赝热态的产生在新的频率。这为充分利用半导体材料的潜力打开了大门，这些材料表现出巨大的非线性，但缺乏实现准相位匹配的必要成分。这反过来可能为构建片上量子光源铺平道路。
2019-12-18 physics.optics quant-ph
Attosecond pulse trains from graphene via macroscopic phase-matching in high harmonic generation
Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学）
通过宏观相位匹配选择短时间电子贡献，在石墨烯中实现干净、正啁啾的阿秒脉冲串，其时间质量与气相HHG相当。
2026-06-02 physics.optics
Broadband highly efficient nonlinear optical processes in on-chip integrated lithium niobate microdisk resonators of Q-factor above 10^8
我们展示了宽带高效的光学非线性过程中的片上集成的锂（LN）微盘谐振器。采用飞秒激光写入和化学机械抛光方法制备的微谐振器的Q值稳定在10^8以上，接近LN的本征材料吸收极限。利用毫米级X切LN微盘的自然准相位匹配和密集的光谱模式，在不引入畴反转的情况下，在同一个LN微盘中观察到了宽带非线性过程，包括光学参量振荡（OPO）、二次谐波（SHG）、三次谐波和四次谐波。OPO阈值和倍频绝对转换效率分别为19.6微瓦和66%，均超过目前片上LN微谐振器的最高水平。超高Q LN微盘谐振器实现的宽带和高效的非线性频率转换有望实现频率转换器和纠缠光子源等非线性光子器件的高密度集成。
2021-03-11 physics.optics
Broadband Tunable Photon-Pair Generation and Spectrum Measurement Based on Noncritical Lithium Niobate Crystals
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network, University of Science and Technology of China（安徽省量子通信重点实验室）；Anhui Kunteng Quantum Technology Co. Ltd.（安徽昆腾量子技术有限公司）
本研究利用非临界锂铌酸盐晶体实现宽带可调光子对生成，并应用于气体吸收光谱检测。
2026-02-12 physics.optics
Ultra-broadband SPDC for spectrally far separated photon pairs
在非线性晶体中通过自发参量下转换（SPDC）产生光子对对于广泛的量子光学实验是重要的，光谱特性（例如它们的带宽）通常是至关重要的关注点。在这里，我们显示了准相位匹配的KTP，MgO：LN和LiNbO 3晶体，导致超宽带，广泛的非简并光子对特定的相位匹配条件的一般存在。它基于群速度匹配的、相距较远的波长对的存在，并且对于2 mm长的晶体，导致光子对的SPDC带宽在15和25 THz（FWHM）之间，其中闲频光子在技术相关的中红外范围3-5 μm内，信号光子在NIR中低于1100 nm。我们实验证明了这种类型的宽带相位匹配在ppKTP晶体的光子对中心在800 nm和3800 nm，并测量带宽为15太赫兹。这种产生宽带光子对的新方法将非常有利于基于SPDC的成像、光谱学、折射测量和具有未检测到的中红外光子的OCT。
2019-08-01 physics.optics quant-ph
Visible-telecom broadband optical isolator based on dynamic modulation in thin-film lithium niobate
本文提出一种基于薄膜铌酸锂动态驻波调制的超宽带集成光隔离器，在1550 nm处实现15 dB隔离比和低于0.5 dB插入损耗，并实验证明其可同时在可见光与电信波段工作，隔离带宽约100 nm。
2022-12-07 physics.optics
Broadband field enhancement and giant nonlinear effects in terminated unidirectional plasmonic waveguides
单向波在非互易结构中的传播使得以极端方式控制和增强波-物质相互作用的机会令人兴奋。在这种情况下，在这里，我们调查的可能性，使用终止单向等离子体波导，以提高通常弱的非线性效应的数量级。我们从理论上证明显着水平的电场增强和限制（场热点）时，单向波导结构终止与一个合适的边界，完全停止单向模式。这样一个大的场增强，起源于一个非共振效应，是从根本上不同的窄带场集中效应的共振等离子体结构。相反，它类似于等离子体锥体的宽带响应，但不需要任何绝热阻抗匹配。我们表明，这种效应确实可以导致非线性光-物质相互作用的大幅提升，例如三次谐波产生效率提高了几个数量级，这对几个应用程序具有重要意义。更广泛地说，我们的研究结果显示了极端非互易配置增强波-物质相互作用的潜力。
2020-08-06 physics.optics
Mid-infrared pulse generation via achromatic quasi-phase-matched OPCPA
提出了一种基于消色差准相位匹配的中红外光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）新方法。我们的中红外OPCPA系统是基于共线非周期极化锂酸盐（APPLN）前置放大器和非共线PPLN功率放大器。闲频输出具有以3.4 $μ$ m为中心的800 nm带宽。压缩后，我们得到的脉冲宽度为44.2 fs和脉冲能量为21.8 $μ$ J，重复频率为50 kHz。我们解释了我们使用的非共线QPM放大方案的广泛适用性，包括当与非周期性QPM光栅结合时，它如何能够在单个器件中实现倍频程跨越OPCPA。
2014-06-13 physics.optics
Generation of optical frequency comb in a chi-2 sheet micro optical parametric oscillator via cavity phase matching
Chi-3微谐振器实现了紧凑和便携式频率梳产生，但需要复杂的色散控制。在这里，我们展示了另一种方法，使用卡-2片腔，其中的色散要求放宽腔相位匹配。21.2尽管在1064 nm附近存在275.4 fs^2/mm的相对较大的色散，但在133.0 GHz的均匀线间距下实现了THz宽带梳状波的产生。具有22.6%的高斜率效率和14.9千瓦的峰值功率处理，这种卡-2梳可以进一步稳定的导航，电信，天文学和光谱学应用。
2018-12-16 physics.optics
Nonlinear Broadband THz Generation from NV Centers in Bulk Diamond Crystals
本文利用NV中心打破金刚石晶格反演对称性，通过光整流实现跨越4 THz带宽的单周期太赫兹发射，并结合DFT验证二阶非线性磁化率的产生机制，确立了NV金刚石作为高场超宽带太赫兹源的新平台。
2025-05-04 physics.optics
Broadband Entangled-Photon Pair Generation with Integrated Photonics: Guidelines and A Materials Comparison
本文比较多种非线性集成光子材料中的自发四波混频，通过几何色散工程实现宽带可见光—电信纠缠光子对，并给出高产生率的鲁棒设计。
2024-07-05 physics.optics quant-ph
Broadband and robust adiabatic second-harmonic generation by a temperature gradient in birefringently phase-matched lithium triborate crystal
相位匹配的非线性过程表现出转换效率和接收带宽之间的折衷。绝热非线性过程中，相位失配沿相互作用长度缓慢变化，使我们能够克服这种权衡，允许一个有效的频率转换与宽光谱和热带宽。到目前为止，相位失配条件的变化主要是基于铁电晶体中的准相位匹配。然而，该解决方案限于低功率源。在这里，相反，我们研究的绝热二次谐波的相位匹配三硼酸锂晶体，使我们能够处理更高的功率水平。相位失配的变化通过沿晶体诱导温度梯度来实现。通过使用50 mm长的晶体，绝热过程提供了18 ° C的温度带宽，比相同晶体保持在固定相位匹配温度时所实现的温度带宽宽5.4倍。对于0.9毫焦耳泵浦脉冲，转换效率超过60%。
2019-09-19 physics.optics
Broadband nonlinear optical microresonator array for topological second harmonic generation
提出一种基于二维非线性微腔阵列双频拓扑带隙工程的宽带拓扑非线性光子系统，实现了双频单向边缘态与高效二次谐波产生，通过拓扑增强相干积累将SHG效率提升百倍以上。
2025-06-27 physics.optics
Alignment-free ultra-broadband parametric frequency conversion in lead-halide perovskites
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；International Laser Centre（国际激光中心）；RCQI, Institute of Physics SAS（斯洛伐克科学院物理研究所量子凝聚态与量子信息研究中心）；King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）；School of Materials Science and Engineering (MSE), Nanyang Technological University（南洋理工大学材料科学与工程学院）；Center for Renewable Energy and Storage Technologies (CREST), Division of Physical Science and Engineering (PSE), King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程学部可再生能源与储能技术研究中心）
本研究展示在铅卤钙钛矿单晶中无需相位匹配工程、角度对准或色散优化即可实现超宽带四波混频，产生明亮、相干、高准直的连续可调谐发射，归因于表面附近弛豫的相位匹配约束和巨大的χ(3)非线性响应。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Active control of phase matching in nonlinear metasurfaces using Pancharatnam--Berry phase
Tampere University（坦佩雷大学）；University of Eastern Finland（芬兰东部大学）
通过利用非线性潘查拉坦-伯瑞相，研究非线性超材料的相匹配控制，实现900-970nm波长范围内二次谐波生成相匹配峰的连续调谐。
2026-05-12 physics.optics
Fiber-integrated single photon source of high efficiency based on a concept of ultra-broadband optical horn antenna
我们从理论上证明了光纤集成的单光子源前所未有的效率。这种光纤单光子源是通过一种新概念的超宽带光学天线将单量子发射器光学耦合到单模光纤上来实现的。这种光学天线的概念是众所周知的低频喇叭天线的光频率的换位的结果。光学喇叭天线在这里被示出为能够将辐射从发射器引导向光纤，并且有效地使光子发射与光纤模式相位匹配。数值结果表明，光学喇叭天线可以漏斗高达85%的辐射从一个偶极源内的发射锥半角小至7度（天线方向性300）。它还表明，50%的发射功率从偶极源可以收集和耦合到SMF-28光纤模式的光谱范围大于1000 nm，最大能量转移达到70%。这种方法是非常有前途的工程全光纤“按需”单光子源的电信，量子光学和传感。
2016-03-31 physics.optics
Short-wave infrared broadband up-conversion imaging by using a noncritical phase matched bulk KTiOPO$_4$ crystal
本研究采用非临界相位匹配KTiOPO4晶体实现短波红外宽带上转换成像，克服孔径与走离限制，分辨率较周期极化晶体提升6倍和2倍，带宽覆盖生物与大气窗口。
2025-09-25 physics.optics
Study of broadband multimode light via non-phase-matched sum frequency generation
我们提出了非相位匹配和频产生（SFG）作为表征宽带多模光的方法。我们使用高增益参数下变频（PDC）作为一个例子来证明它的优点。通过在非线性晶体的近表面区域产生和频，我们提高了SFG的效率，并消除了由色散引起的调制，称为Maker条纹。所得到的结果解释的施密特模式的形式主义揭示了SFG频谱的频率模式的数量的敏感性。此外，我们证明了有效的非相位匹配的三个和四个频率的宽带多模光的总和，几乎不可能在相位匹配。
2018-10-05 physics.optics quant-ph
Broadband reflectionless metasheets: Frequency-selective transmission and perfect absorption
传播的电磁波的能量可以在薄的损耗层中被完全吸收，但仅在窄频带中，如因果关系原理所示。另一方面，它似乎是没有基本的限制薄吸收层的宽带匹配。然而，已知的薄吸收器在谐振吸收带之外产生显著的反射。在本文中，我们探索的可能性，以实现一个薄的吸收层，不产生反射波在一个非常宽的频率范围内，而传输系数有一个狭窄的峰值的充分吸收。在这里，我们表明，理论和实验，宽带匹配的薄谐振吸收，不可见的反射，可以实现，如果一个相同的谐振模式的吸收阵列单元被用来创建电和磁响应。我们测试这个概念，使用手性粒子在每个单位细胞，安排在一个周期性的平面外消旋阵列，利用手性耦合在每个单位细胞，但补偿场耦合在宏观层面上。我们证明了这个概念和所提出的实现方法也可以用于创建非反射层，以完全控制透射场。我们的研究结果可以在整个电磁波谱上具有广泛的潜在应用，例如，包括完美的超紧凑滤波器和选择性多频传感器。
2015-02-23 physics.optics
