The effect on Kerr comb generation in a clockwise and counter-clockwise mode coupled microcavity
研究了在小型回音壁模微腔中,顺时针(CW)和逆时针(CCW)模之间的固有模耦合对克尔梳产生的影响。我们的数值分析使用耦合Lugiato-Lefever方程揭示了耦合强度的范围内,可以在CW方向上获得孤子脉冲。研究还表明,CCW梳齿功率取决于CW和CCW模式之间的耦合强度。除了模拟,我们进行了实验,以确认之间的CW和CCW梳状模的功率比取决于耦合强度,实验结果与模拟结果吻合良好。这一研究有助于我们理解CW和CCW模式耦合与克尔梳产生的关系,以及对孤子形成的影响。
2017-09-29 physics.optics
Frequency Comb Assisted Diode Laser Spectroscopy for Measurement of Microcavity Dispersion
在被发明用于精确测量单原子跃迁的同时,频率梳在过去几年中也成为宽带光谱学的通用工具。在本文中,我们提出了一种新的和简单的宽带光谱的方法,结合光纤激光器的频率梳的准确性与易于使用的可调谐外腔二极管激光器。该方案使宽带和快速光谱的微谐振器模式,并允许其色散的精确测量,这是一个重要的先决条件,宽带光学频率梳的产生,最近已被证明在这些设备。此外,我们发现测量的微谐振器色散与有限元模拟的预测值非常吻合,我们表明,定制微谐振器色散可以通过调整它们的几何特性来实现。
2009-07-01 physics.optics
Passive thermal fine-tuning of whispering gallery mode for nonlinear optics in a microcavity
回音壁模(Whispering Gallery Mode,WGM)微腔可以极大地增强非线性光学过程,如光学频率梳、拉曼散射和光机学,使其在微波合成、光学传感光谱学和集成光子学等领域有着广泛的应用。然而,它们的共振的可调谐性,主要是通过温度、电气或机械手段经由粗糙和复杂的机制,仍然对上述精密应用构成重大挑战。在这里,我们介绍了一种新的被动方案,微调谐振的WGM在MHz精度与外部探头。这种探针通过光学微腔的间隙远程传递热量,通过热光非线性有效地调谐其谐振。此外,我们探讨了这种独特的技术在微腔非线性光学,演示了可调谐光学频率梳和后向受激布里渊散射与可变拍频的产生。这项新技术解决了WGM微腔微调的核心问题,为光谱学和频率合成等重要应用铺平了道路。
2018-12-20 physics.optics
Avalanche Sensing via Kerr frequency comb in an Optical Microcavity
University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Washington University(华盛顿大学)
利用克尔非线性效应,通过光微腔中的频梳突发状态转变实现高灵敏度雪崩传感
2026-03-10 physics.optics
Polygonal silica toroidal microcavity for controlled optical coupling
我们制作了多边形石英环形微腔,以实现与渐逝波耦合器(如锥形光纤)的稳定机械耦合。采用各向同性腐蚀、各向异性腐蚀和激光回流相结合的方法制作了多边形腔体。即使耦合器与腔体接触,它也可以提供与腔体模式的高和低耦合效率,这提供了将设备带到实验室之外的可能性。数值模拟结果表明,八角形石英环形微腔的光学品质因数为8.8 \times 10 ^6。
2012-07-25 physics.optics
Nanometric dual-comb ranging using photon-level microcavity solitons
Tsinghua University(清华大学);International Quantum Academy(国际量子科学院);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
本研究通过微腔孤子实现纳米级双梳测距,实现1纳米精度和高频振动检测,为高精度测距与光子芯片应用提供新方法。
2024-08-11 physics.optics
Probing microcavity resonance spectra with intracavity emitters
本文通过在开放光学微腔中测量宽带发射体荧光光谱随腔长的变化,揭示了光学穿透深度对腔模的影响及腔模间耦合,并给出了实用分析方程,从而获得微腔的完整光学图像。
2024-04-03 physics.optics
Optimal third-harmonic generation in an optical microcavity with $χ^{(2)}$ and $χ^{(3)}$ nonlinearities
三次谐波的产生可以通过三次谐波谐振微腔中的$χ^{(3)}$和级联的$χ^{(2)}$非线性过程来实现。这些过程如何相互干扰仍然是未知的,并且转换效率的优化仍然是一个问题。本文研究了直接三次谐波产生与二次谐波和和频级联过程之间的相互影响。发现这两个过程之间的干涉效应可以用来提高转换效率。通过优化谐振腔谐振和外耦合条件,缓解了非线性转换的饱和,提高了三次谐波转换效率。提出了在光学微腔中实现高效率三次谐波产生的设计准则,并将其推广到高次谐波的产生。
2018-07-10 physics.optics
Parity-time symmetry in optical microcavity systems
本文综述光学微腔系统中宇称-时间对称的最新进展,介绍非厄米哈密顿量在增益-损耗平衡下实现实数谱的理论与实验平台,并提出新结果以加速该领域研究。
2018-07-11 physics.optics quant-ph
Tailoring chaotic motion of microcavity photons in ray and wave dynamics by tuning the curvature of space
本文研究弯曲空间中微腔光子的规则与混沌运动差异,揭示混沌模式通过射线快速扩散和Husimi波包局域化与杂化适应空间曲率,为弯曲时空量子混沌研究提供了多功能光学模拟平台。
2024-01-17 physics.optics
Parametrically driven pure-Kerr temporal solitons in a chip-integrated microcavity
本研究提出并实验验证纯Kerr氮化硅微腔在双色驱动下经四波混频相敏放大产生两种相位的参量驱动时间孤子,首次在可量产集成平台实现此类孤子频率梳。
2023-06-07 physics.optics
Dynamic focus shaping with mixed-aperture coherent beam combining
提出了一种利用微透镜阵列(MLA)作为合成元件的高效相干合成光束的动态聚焦整形新概念。该概念允许通过改变输入光束阵列的绝对相位来控制衍射级的功率权重。一个原理验证实验是由模拟支持。为此,将5x5光束的输入光束矩阵组合,从而证明进一步功率缩放和动态聚焦成形的能力。
2021-03-10 physics.optics
Intracavity characterization of micro-comb generation in the single-soliton regime
在芯片上的微梳产生孤子形成平衡腔色散和非线性,并允许相干,低噪声梳操作。本文研究了带有分出端口的氮化硅微谐振器中片上微腔孤子的腔内波形。而在通过端口处测量的梳状波伴随着一个非常强的泵浦线,其占输出功率的>99%,我们的实验表明,在微腔内,大部分功率是在孤子中。在引入端口处执行的时域测量提供直接反映腔内场的信息。数据证实了一个训练的明亮,接近带宽有限的脉冲,伴随着一个弱的连续波(CW)的背景与一个小的相移相对于梳。
2016-03-10 physics.optics
Novel architecture for ultra-stable micro-ring resonator based optical frequency combs
我们提出了一种基于非线性微腔谐振器的OPO结构。这种方法依赖于一个自锁方案,使OPO发射,而不需要热锁定的泵激光器的微腔谐振。通过利用CMOS兼容的微波谐振器,我们实现了振荡,完全没有关闭,或自终止行为,一个非常常见的发生在外部泵浦OPO。此外,该方案一致地产生非常宽的带宽(>300nm,受我们的实验设置的限制)的梳,其以微腔谐振的FSR的间隔振荡。
2014-05-12 physics.optics
Microtorus: a High Finesse Microcavity with Whispering-Gallery Modes
我们已经证明了一个165微米的扁球形微腔,自由光谱范围为383.7 GHz(3.06 nm),在1550 nm处的谐振带宽为25 MHz(Q ~ 10^7),精细度F > 10^4。高度扁球形介电微腔结合了非常高的Q因子,典型的微球,大大减少了激发回音壁(WG)模式的数量(两个数量级)。在新型微腔中的非常大的自由光谱范围-几百个而不是几个千兆赫兹在典型的微球-是理想的应用在光谱分析,窄线宽的光学和RF振荡器,腔QED。
2000-09-28 physics.chem-ph physics.ins-det physics.optics
Optical spectral pulse shaping by combining two oppositely chirped fiber Bragg grating
在这封信中,我们提出了一种新的脉冲整形技术。所需脉冲由两个切趾啁啾光纤布拉格光栅整形,并调节其色散以消除色散。该技术利用线性啁啾光栅的公知特性,其中切趾(振幅)光栅轮廓映射其光谱响应。该技术充分体现了啁啾光纤光栅固有的优点,可直接在频域进行设计。
2007-02-28 physics.optics
Spectral Line-by-Line Pulse Shaping of an On-Chip Microresonator Frequency Comb
据我们所知,我们首次报告了微环谐振器中非线性波混合产生的光学频率梳的光谱相位表征和逐行脉冲整形。通过可编程脉冲整形,梳被压缩成\approx 300 fs持续时间(强度半高全宽)、595 GHz重复率的近变换限制脉冲的训练。另外,一个简单的例子,光学任意波形的产生。表征然后稳定地压缩频率梳的能力提供了关于谱相位的稳定性的新数据,并且表明由于频率相关相位的不相关变化而导致的随机相对频移处于或低于100微赫兹水平。
2011-03-11 physics.optics
Randomly spaced phase-only transmission combs for femtosecond pulse shaping
提出了一种新的基于相位剪裁传输的随机多独立梳状成形算法。这种方法的好处是可编程激光脉冲序列的无卫星生成。结果是通过创建一个传输函数作为一个随机梳的光学频率连续的不相交的部分与数值优化的段宽度分布。该算法是通过产生一个规则的非周期梳和随机排列的元素。实验演示进行了声光脉冲整形器提供宽带多窗口传输函数与任意可变宽度的段。抑制不需要的卫星脉冲的因子为8的演示,以及生成脉冲副本与扩展的可用延迟范围相比,只有相位脉冲整形与周期性传输梳。
2020-10-29 physics.optics
Nanoantenna-Microcavity Hybrids with Highly Cooperative Plasmonic-Photonic Coupling
纳米天线通过将光能集中到远低于衍射极限的程度来提供对光的最终空间控制,而它们的品质因数(Q)受到大的辐射和耗散损耗的限制。另一方面,介电微腔能够通过延长的光子存储时间产生高Q因子,但具有衍射限制的光学模式体积。在这里,我们桥接两个世界,通过研究一个示例性的混合系统集成等离子体金纳米棒作为纳米天线与谐振介电光子晶体(PC)板作为低损耗微腔,更重要的是,通过协同结合它们的优势,产生更强的局部场增强比单独的实体。为了实现两种极性相反类型的纳米光子谐振元件之间的这种协同作用,我们表明,协调纳米天线的耗散损耗和低损耗腔的Q因子是至关重要的。与使用法布里-珀罗谐振器的天线-腔耦合方法相比,该方法已被证明成功地用于天线的局部场强度的谐振放大,我们从理论和实验上表明,耦合到适度Q PC引导谐振可以产生至少一个数量级的更大放大。协同纳米天线-微腔混合策略为进一步增强纳米级光-物质相互作用开辟了新的机会,从而使许多领域受益,例如非线性光学、纳米激光器、等离子体激元热载流子技术以及表面增强拉曼和红外吸收光谱。
2018-11-15 physics.optics
Plasmonic Nanoparticle-based Protein Detection by Optical Shift of a Resonant Microcavity
我们展示了一种生物传感方法,该方法首次将回音壁模式(WGM)的高灵敏度与基于金属纳米颗粒的测定相结合。我们提供了一个基于广义Mie理论的计算模型来解释通过等离子体增强的蛋白质检测的更高灵敏度。我们定量分析了模型蛋白的结合(即,BSA)对金纳米颗粒的吸附,并将结果拟合为吸附等温线,这与双组分吸附模型的理论预测一致。
2011-08-11 physics.ins-det physics.optics
Permanent tuning of quantum dot transitions to degenerate microcavity resonances
我们展示了一种实现偏振简并微柱腔模和嵌入式量子点跃迁之间光谱共振的技术。我们的方法是基于各向同性和各向异性的拉伸应变的激光诱导的表面缺陷的影响,从而提供永久调谐的组合。这种技术是实现基于固态腔量子电动力学的可扩展量子信息方案的先决条件。
2011-03-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Programmable spectral shaping to improve the measurement precision of frequency comb mode-resolved spectral interferometric ranging
本研究通过可编程光谱整形生成宽而对称的光源,将CORE-SDI的3-dB光谱宽度从1.15 THz扩展到6.7 THz,测量精度从69 nm提升至6 nm,为下一代长度标准的发展做出贡献。
2023-07-28 physics.optics
Multi-mode microcavity frequency engineering through a shifted grating in a photonic crystal ring
本文提出移位光栅多模分裂(SGMMS)方法,利用单周期光栅空间移位导致的旋转不对称性同时分裂多个相邻腔模,以低制造复杂度实现多频工程,并在正常色散器件中支持宽泵浦波长范围的 OPO。
2023-11-07 physics.optics
Shaping terahertz harmonic frequency combs with frequency dependent external reflectors
提出一种通过将量子级联激光器(QCL)与频率相关反射器结合调控太赫兹谐波频率梳的方法,可同时控制频率偏移和梳齿间距,被动生成超短皮秒脉冲,还能从自由运行未锁定态触发并增强相干性。
2024-11-30 physics.optics
Spectral shaping of fast-gain frequency combs through phases in synthetic dimensions
Institute for Quantum Electronics, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院量子电子学研究所);Quantum Center, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院量子中心)
本文通过引入非平凡相位的模式耦合,实现对半导体激光频梳频谱包络的连续调制,展示了一种在全带宽内调节主频谱lobe的方法,通过合成晶格的几何结构和快增益恢复的相干动力学联合作用,实现了频谱选择性控制。
2026-03-30 physics.optics
Spin-selective strong light-matter coupling in a 2D hole gas-microcavity system
本文利用量子霍尔区域中的二维空穴气体与微腔耦合,实现了自旋选择性强光-物质相互作用,并定量解释了真空 Rabi 分裂的圆偏振依赖性与磁场和空穴密度的关系。
2023-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Pulse, polarization and topology shaping of polariton fuids
CNR NANOTEC, Istituto di Nanotecnologia(意大利国家研究委员会纳米技术研究所);Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, UAM(马德里自治大学凝聚态物理理论系);Department of Physics, University of Warwick(华威大学物理系);Department of Physics and Astronomy, University College London(伦敦大学学院物理与天文系)
研究通过极子流体平台实现超快脉冲和极化形状控制,利用其双模特性实现拓扑状态操控,展示极子态在布洛赫球上的相干控制及庞加莱球上的极化扫描。
2026-05-11 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.optics
Broadband Cavity-Enhanced Kerr Comb Spectroscopy on Chip
本文将Kerr微梳与高Q微腔在芯片上耦合,实现宽带腔增强直接频率梳光谱,获得详细模式色散与腔线型,并为集成非线性光学和超紧凑生化传感提供平台。
2024-03-17 physics.optics
Measuring optical transmission matrices by wavefront shaping
介绍了一种简单实用的测量复杂介质光传输矩阵的方法。通过调制入射到复杂介质上的光束的波前并成像透射的全场散斑强度图案来获得复杂介质的光学TM。使用检索到的TM,我们演示了通过复杂的介质按需多个焦点的生成和线性组合。这种方法将被用作一个通用的工具,通过混浊介质的波的相干控制。
2015-02-17 physics.optics
Exceptional surface-enhanced Rotation Sensing with Robustness in an optical microcavity
例外点(EPs)是非Hermitian Hamilton算子的特殊奇点。在EP处,两个或更多个本征值和对应的本征态合并。最近,人们广泛研究了在EP附近的基于EP的光学陀螺以改善对旋转的响应。然而,在本征态空间的高度合成维数引起的EP为基础的系统是敏感的外部扰动,即,在EP的大响应需要严格的实施条件。为了解决这个问题,提出了一种新的非厄米特结构,实现了一个特殊的表面(EP表面)构造的许多EP嵌入在一个高维参数空间。相对于孤立的EP,非厄米特EP表面提供了额外的自由度,以允许不期望的扰动(如制造误差)沿着EP表面移动,这对应于鲁棒性。另一方面,旋转将迫使系统远离这些EP,获得三个数量级的灵敏度提高,相比于传统的Sagnac效应旋转检测。EP表面系统具有将鲁棒性与增强的旋转灵敏度相结合的潜力。
2020-12-15 physics.app-ph physics.optics
Measurement and Shaping of Perfect Optical Vortex via Cross Phase
本文首次研究了利用交叉相位测量和整形理想光学涡旋的方法。在实验上,我们提出了一种利用低阶交叉相位(LOCP)在傅里叶平面上测量POVs的+3和+5拓扑荷的方法,利用高阶交叉相位(HOCP)实现了POVs在傅里叶平面上的光强分布整形,并展示了HOCP对光场的非对称调制能力。讨论了成形过程中各参数对光场的影响。在此基础上,我们提出了一种结合微卫星特性的二次能量控制方法,在保证灵活控制外形的同时,减小了对原微卫星轨道角动量的影响。这项工作提供了一种替代方法来测量和塑造的一个,这有利于在光学微操纵的应用。
2021-02-21 physics.optics
Direct laser-written optomechanical double membranes in an optical microcavity
University of Bonn(波恩大学);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学)
本研究采用3D直接激光写入技术制备光纤法布里-珀罗微腔中的双膜谐振器,实现可控机械模式杂化与增强集体光机械耦合,为多模腔光力学提供可扩展平台。
2026-10-30 physics.optics quant-ph
Silicon Photonic Microresonator-Based High-Resolution Line-by-Line Pulse Shaping
本文提出代工厂制造的六通道硅光子微谐振器脉冲整形器,通过在线相位控制与抗热串扰方案实现3–5 GHz间隔逐线相位补偿,并在3 GHz下生成任意时域波形。
2024-03-01 physics.optics
Light and Sound Driven Wavefront Shaping and Imaging through Scattering Tissue
Laboratoire Kastler Brossel, ENS-Universite PSL, CNRS, Sorbonne Université, Collège de France(卡斯勒布罗塞尔实验室,巴黎高等师范学院-PSL大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,法兰西学院);European Molecular Biology Laboratory(欧洲分子生物学实验室);Nhu Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of California, Irvine(加州大学尔湾分校电气与计算机工程阮部)
本文提出一种结合光声与荧光的双模成像方法,通过波前塑形和非线性反馈实现高分辨率和深穿透的生物组织成像。
2026-02-01 physics.optics
Universal method for realization of strong light-matter coupling in hierarchical microcavity-plasmon-exciton systems
极化激元是由光学谐振腔的真空场与量子发射体中的电子激发之间的强耦合而产生的组成轻物质准粒子。达到这样的状态通常是困难的,因为它需要具有高振子强度的材料与相关的光学模式相互作用。二维过渡金属二硫属化合物(TMD)是近年来在室温下实现强耦合的理想材料。然而,这些材料通常提供10-40 meV范围内的耦合强度,这可能不足以达到与低品质因数谐振器的强耦合。在这里,我们展示了一个通用的计划,允许一个简单的实现与2D材料和超越强和超强耦合制度。通过在纳米颗粒阵列中混合等离子激元激发与激子在WS 2单层内的共振金属微腔,我们制作了一个分层系统的结合拉比分裂超过500毫电子伏在室温下。耦合系统的光致发光测量显示主导发射从较低的极化激元分支,表明在耦合过程中的激子的参与。强耦合最近被认为会影响许多光学和材料相关的性质,包括化学反应性,激子输运和光学非线性。利用这里提出的通用方案,可以轻松实现宽光谱范围内的强耦合,因此可以在更广泛的材料类别中进一步探索这些令人兴奋的现象。
2018-06-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photoacoustic-guided reflection-mode wavefront shaping through dynamic biological tissue
King’s College London(伦敦国王学院);University College London(伦敦大学学院)
本研究提出反射式PA-RVITM系统,结合RVITM算法与柔性多模光纤,实现生物组织同侧光声引导波前整形,透过2mm鸡胸组织将尼龙丝成像线宽缩至约102μm,推动相关技术向紧凑生物医学应用发展。
2026-10-15 physics.optics
Drop-port study of microresonator frequency combs: power transfer and time-domain characterization
我们使用一个下降端口的几何形状来研究氮化硅片上微谐振器频率梳发生器中的功率传输。在与传统的传输几何形成鲜明对比,我们观察到光滑的输出光谱与可比的功率在泵和相邻的梳状线。通过将泵浦饱和引入模式耦合模型,半经验地解释了下降端口输出功率中的饱和观察。自相关测量在下降端口输出上进行,而不需要过滤掉或抑制强泵浦线,这在通端口实验中是必要的。在正常色散微腔中观察到被动锁模脉冲。
2013-08-06 physics.optics
Adaptive Laser Beam Engineering with Coherent Beam Combining for Efficient Power Delivery
Defence Research & Development Laboratory(国防研究与开发实验室)
本文提出了一种基于相干光束结合的自适应激光束工程方法,通过动态整形、静态结构化整形和高速动态序列化实现高效功率传输,提升光束均匀性和系统可扩展性。
2025-11-25 physics.optics
Towards high-power, high-coherence, integrated photonic mmWave platform with microcavity solitons
毫米波(mmWave)技术由于其在无线通信、雷达和光谱学中的广泛应用而继续引起极大的兴趣。与纯电子解决方案相比,基于光子的毫米波产生提供了宽带宽、低功耗和通过低损耗光纤进行远程传输。然而,在高频下,光子系统存在两个主要挑战:光电二极管的功率滚降和直接来自激光器的大信号线宽。在这里,我们展示了一种新的光子毫米波平台,它将集成微谐振器孤子和高速光电二极管相结合,以解决功率和相干性方面的挑战。被固有地锁模的孤子被测量为通过毫米波拍音之间的相长干涉提供5.8dB的附加增益,并且绝对毫米波功率接近100GHz处的传统外差检测的理论极限。在我们的自由运行系统中,孤子能够将毫米波线宽从泵浦激光器的线宽减小两个数量级。我们的工作利用微谐振器孤子和高速改进的单向行进载波光电二极管,为毫米波应用提供了一条可行的芯片级高功率,低噪声,高频源。
2020-09-24 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Four-dimensional light shaping: manipulating ultrafast spatio-temporal foci in space and time
超短脉冲的光谱色散允许光在空间和时间上同时聚焦,从而产生所谓的时空焦点。这种时空耦合可以与现有的全息技术相结合,以在产生聚焦光场时给出进一步的控制维度。结果表明,放置在光瞳平面的物镜和照明的空间啁啾超短脉冲的纯相位全息图可以用来产生三维阵列的时空聚焦点。利用在应用同时空间和时间聚焦(SSTF)时在焦点处产生的脉冲前倾斜,可以及时重叠相邻焦点以创建平滑的强度分布。由此产生的光场显示出高水平的轴向限制,通过双光子显微镜和非线性激光制造玻璃的实验演示。
2017-05-15 physics.optics
Wave Front Shaping in Quasi-One-Dimensional Waveguides
使用10个天线到达一个矩形多模波导,我们塑造入射波,即使在散射事件后创建特定的传输。每个天线都连接到IQ调制器,允许在6-18 GHz的宽带范围内调整幅度和相位。所有这些天线都被放置在另一个天线的近场中,因此单个天线的激励受到其他天线的存在的影响。这10个天线仍然足以在远场中产生10个传播模式的任何组合。在输出处,使用扫描场的可移动的双折射天线提取传播模式。如果模式在散射区域中被散射,则入射波可以以这样的方式被调节,即只要不存在局部化,就仍然可以调节出射波。
2016-07-05 physics.optics
Shaping the evanescent field of optical nanofibers for cold atom trapping
我们调查捕获几何形状的冷,中性原子,可以创建在渐缩光纤的倏逝场相结合的基本模式与下一个最低的可能模式,即HE 21模式。反向传播的红色失谐的HE 21模式与蓝色失谐的HE 11基模相结合,形成一个潜在的四个相互交织的螺旋形状。通过在两个反向传播的HE 21模式中的每一个中同时将极化从圆形改变为线性,4-螺旋构型可以转变为晶格构型。本文还讨论了由于T_E_(01)和T_M_(01)模的不必要激发而引起的对4螺旋结构的修正。
2013-08-05 physics.atom-ph physics.optics
Fundamental scaling limits and bandwidth shaping of frequency-modulated combs
该研究揭示调频频率梳与被动锁模受相同基本带宽极限约束,通过添加倏逝耦合的谐振损耗结构提升太赫兹激光器有效增益带宽,为有源片上频率梳制备提供新自由度。
2024-06-19 physics.app-ph physics.optics
Dynamic mutation enhanced greedy strategy for wavefront shaping
通过散射介质的光学聚焦对于医学、通信和检测中的光学应用具有重要意义。近年来,许多波前整形方法被成功地应用到该领域,其中群体优化算法取得了显著的效果。然而,目前的种群优化算法存在一些缺陷:1.后代不能完全继承父母的优良基因。2.需要作出更多努力来调整参数。在本文中,我们提出了变异贪婪算法。它结合了贪婪策略和实时反馈的突变率来产生后代。在波前整形中,人们可以实现高增强和快速收敛,而无需参数调整过程。
2022-11-27 math.OC physics.optics
Ultimate photo-induced Kerr rotation achieved in semiconductor microcavities
在强耦合条件下,在平面量子阱微腔中,光致克尔旋转大于$π/2$弧度。该结果接近预测的$π$理论最大值。它是通过工程微腔参数,使光学阻抗匹配条件达到激子共振和腔模式之间的最小负失谐。这确保了激子诱导的光学非线性和腔对克尔角的增强的最佳组合。在这个制度的光的偏振态的综合分析表明,激子能量的重整化和激子共振的饱和有助于观察到的光学非线性。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Near-field integration of a SiN nanobeam and a SiO$_2$ microcavity for Heisenberg-limited displacement sensing
将纳米机械物体放置在高$Q$光学微腔的消逝近场中,可以获得强梯度力和量子噪声限制的位移读出,为精密传感技术和基础量子光学研究提供了一个有吸引力的平台。然而,稳健地实现该平台是具有挑战性的,因为它需要通过$\lesssimλ/10$分离光学光滑表面。在这里,我们描述了一个完全集成的倏逝光纳米机械传感器的基础上的高应力Si $_3$ N $_4$纳米梁单片悬浮在一个SiO $_2$微盘腔。采用一种新的垂直集成技术的基础上平坦化的牺牲层,我们实现了小至25 nm的梁盘间隙,同时保持机械$Q\times f>10^{12}$ Hz和固有的光学$Q\sim10^7$。组合的低损耗、小间隙和平行平面几何形状导致异常有效的转导,其特征在于具有100 kHz的真空光机械耦合率的射频弯曲模式、超过1的单光子协同性和10 kHz(fm)/ $\surd$ Hz的零点频率(位移)噪声幅度。结合SiO $_2$的高功率处理能力和低外来衬底噪声,该传感器作为传感器工作得特别好。将其部署在4 K低温恒温器中,我们最近证明了在标准量子极限(SQL)下的位移不精确度低于40 dB,具有不精确反作用产品$<5\cdot\hbar$。在这份报告中,我们提供了一个全面的描述设备的设计,制造和表征,重点是扩展海森堡有限读出到室温。为此,我们描述了一个室温实验,其中实现了比SQL低30 dB的位移不精确度和不精确反作用积$…
2016-01-25 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Efficient Tunable THz wave generation using spectral shaping in electro-optic combs
提出一种利用级联电光调制器进行混合幅度与相位调制以控制光谱的新方法,通过降低边带功率并集中能量,成功实现了0.897 THz间隔的高纯度太赫兹波高效产生。
2025-03-03 physics.app-ph physics.optics
3D-printed facet-attached optical elements for beam shaping in optical phased arrays
我们展示了一种光学相控阵(OPA),配备了一个3D打印的小面连接元件,用于成形和偏转发射光束。光束整形器将自由形式的折射表面与全内反射(TIR)镜相结合,并使用高分辨率多光子光刻法原位印刷到边缘发射波导刻面,从而确保相对于片上波导结构的精确对准。在概念验证实验中,我们实现了无栅瓣转向范围为$\pm 30°$,半高宽(FWHM)光束发散度约为$2°$。该概念为目前使用的光栅结构提供了一种有吸引力的替代方案,并适用于各种集成平台。
2023-01-09 physics.app-ph physics.optics
Shaping coherent excitation of atoms and molecules by a train of ultrashort laser pulses
我们提出了一种利用超短激光脉冲训练结合弱控制场产生原子和分子叠加态的机制。通过调节泵浦脉冲的重复率和耦合激光器的强度,可以抑制跃迁,同时增强期望的跃迁。作为例子,示出了$K_2$分子的振动态的各种叠加。
2014-11-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Unresolved-Sideband Optomechanics with Hexagonal Boron Nitride: Induced Transparency, Gain, and Frequency Combs
Physics Department, University of Basel(巴塞尔大学物理系)
利用可调谐光纤法布里-珀罗微腔与悬浮六方氮化硼鼓膜谐振器耦合,在非分辨边带区实现光力学诱导透明,观察从透明到增益的转变,并产生光力学频率梳。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spatial shaping for generating arbitrary optical dipoles traps for ultracold degenerate gases
我们提出了两种空间整形方法-相位和振幅-用于创建超冷中性原子的二维光学偶极势。当与吸引或排斥的高斯片相结合时,原子被捕获在三维空间中,从而导致平面限制与任意网络的潜力-自由空间原子芯片。第一种方法利用了广义相衬技术的适应,以转换嵌入在穿过相位掩模后的光束中的相位结构,在图像平面中的相同的强度分布。相位掩模和必要的相衬滤光器可以化学蚀刻到光学材料中(例如,熔融石英)或用空间光调制器实现;蚀刻提供最高质量,而空间光调制器实现原型制作和实时结构修改。这种方法被证明对一个系综的热原子。振幅整形是可能的,当潜在的结构是作为一个不透明的掩模在偶极陷阱光束的路径,然后通过成像的阴影到原子的平面上。虽然损耗更大,但这种非常简单和廉价的方法可以产生适合包含简并气体的偶极势。高质量的振幅掩模可以用标准的光刻技术生产。振幅整形证明了玻色-爱因斯坦凝聚。
2014-06-16 physics.atom-ph physics.optics
Optimised spectral purity of unfiltered photons via pump and nonlinearity shaping
本研究通过结合高斯准相位匹配与高斯泵浦光谱整形,优化了电信波长源光子的光谱纯度,未滤波时纯度上限达99.9272(6)%,双光子干涉可见度高达98.5(8)%。
2025-10-07 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Ultrafast all-optical second harmonic wavefront shaping
针对现有复杂光波前动态控制方法响应慢的问题,本研究结合WSe₂单层超快偏振开关与介质超表面,实现飞秒级超快全光二次谐波波前整形,为高速光通信提供了新方案。
2023-11-09 physics.optics quant-ph
Photonic hyperentanglement in polarisation and frequency via joint spectrum shaping
Universität Innsbruck(因斯布鲁克大学)
通过联合频谱整形实现偏振和频率的超纠缠光子对源,提供高维量子态的可扩展制备方法。
2026-03-03 physics.app-ph physics.optics quant-ph