Dual-microcomb generation in a synchronously-driven waveguide ring resonator
微梳--在相干驱动的非线性微谐振器中产生的光学频率梳--在过去的十年里引起了人们的极大关注。在单个谐振器装置中产生两个这样的梳的能力已经特别地实现了从光谱学到成像的许多应用。与此同时，新型的梳产生技术，如同步脉冲驱动已经发展到提高微梳产生的效率和灵活性。在这里，我们报告的第一个实验演示的双微梳产生通过同步脉冲泵浦一个单一的微谐振器。具体来说，我们使用两个电光产生的脉冲序列来自一个共同的连续波激光器，同时驱动两个正交的偏振模式的集成石英环形谐振器，观察相干耗散克尔腔孤子梳的产生在两个偏振轴上。由于谐振腔的双折射，两个孤子梳与不同的重复率相关联，从而实现了双微梳源。为了说明源的应用潜力，我们展示了概念验证光谱测量。
2021-09-12 physics.optics
High-dimensional frequency crystals and quantum walks in electro-optic microcombs
合成光学结构使得能够以可控的方式研究各种物理过程和发现新现象。然而，使用例如耦合光波导的过去实现在尺寸和维度上受到限制。在这里，我们从理论上提出并实验证明了任意尺寸的光频晶体，形成了数百个耦合的光谱模式内的片上电光频率梳。我们显示了测量的光透射谱和频率晶体的状态密度之间的直接联系，通过测量一个，两个，三维和四维晶体，没有任何限制，可以进一步扩展维度。我们测量签名的量子随机行走和布洛赫振荡的频域光在一维和二维合成晶格。我们的工作采用了相位调制的量子描述11来描述谐振电光频率梳，并表明它们能够研究奇异的晶体特性，拓扑结构和量子动力学，同时提供了一个通用的平台来操纵光频域中的量子信息。
2019-09-03 physics.optics
Electrically-pumped soliton microcombs on thin-film lithium niobate
本研究针对全集成克尔微梳难以直接由半导体激光器驱动的问题，通过优化耦合与品质因子，在薄膜铌酸锂上实现了低功率电泵浦孤子微梳，结合自注入锁定实现便捷启动与线宽压窄，为相关集成光子应用提供光源。
2025-10-01 physics.optics
All-photonic W-band terahertz receiver based on THz-to-optical carrier conversion with soliton microcomb dual carriers for high-speed OOK wireless transmission
Graduate School of Sciences and Technology for Innovation, Tokushima University（德岛大学科学技术研究生院）；Institute of Post-LED Photonics (pLED), Tokushima University（德岛大学后LED光子学研究所）；Institute of Photonics and Human Health Frontier (IPHF), Tokushima University（德岛大学光子学与人类健康前沿研究所）；Center for Higher Education and Digital Transformation, University of Yamanashi（山梨大学高等教育与数字化转型中心）；National Institute of Information and Communications Technology（信息通信技术研究所）；Department of Electrical, Electronic and Computer Engineering, Gifu University（岐阜大学电气电子计算机工程系）；Department of Electrical and Mechanical Engineering, Nagoya Institute of Technology（名古屋工业大学电气机械工程系）
本研究提出基于孤子微梳双载波的全光太赫兹接收机，实现高速OOK无线传输，验证了其高Q因子和低误码率性能，为6G网络中的无线-光学融合提供新方案。
2025-10-26 physics.optics
Spontaneous microwave platicon frequency microcomb in dispersion-managed microresonators
在连续激光驱动的微谐振腔中，时间稳定的光脉冲因其独特的特性和广泛的应用而受到人们的关注。在这里，我们报告的锁模格子频率微梳形成正常色散管理微谐振器工作在微波K波段重复率的观察。通过避免模式交叉引起的热可控调制背景促进，由于非平凡脉冲间和背景电磁场相互作用产生的排斥力和吸引力之间的额外平衡，稳定地产生具有规则和不规则时间间隔的各种格子束缚态图案。锁模脉冲的数量可以通过前向和后向腔泵浦失谐来切换，并且随着泵浦功率的增加，导致稳定的束缚态复合物。这些实验观测结果与我们的非线性数值模拟结果一致，其中包括避免模式交叉，异常四阶色散和质量因子光谱滤波。观察到的格子锁模脉冲具有宽的光谱轮廓，与凯利边带类参量振荡重叠。研究了微梳重复频率的单边带相位噪声在不同锁模状态下的特性，并与电子微波振荡器进行了比较。在色散管理微谐振器中实现锁模的能力提供了一个平台，以减少脉冲定时抖动并丰富对微谐振器中超快现象的探索。
2022-10-20 physics.app-ph physics.optics
Towards visible soliton microcomb generation
频率梳的应用范围从紫外线扩展到中红外波段。微梳是一种微型的，通常是基于半导体芯片的设备，可以潜在地访问大多数这些应用，但目前在光谱范围方面受到更多限制。在这里，我们展示了锁模硅微梳与可见光谱的边缘附近的发射。通过使用几何和模式杂交色散控制，器件被设计用于孤子生成，同时还保持光学$Q$因子高达8000万。电子带宽兼容（20 GHz）孤子锁模实现低泵浦功率（参量振荡阈值功率低至5.4 mW）。这是迄今为止发现的波长最短的孤子微梳，可用于微型光钟。结果还应扩展到可见光和潜在的紫外波段。
2017-11-03 physics.optics
Broadband microwave-rate dark pulse microcombs in dissipation-engineered LiNbO$_3$ microresonators
本文通过耗散工程设计抑制LiNbO$_3$微谐振器中的拉曼响应，首次实现了25 GHz重复频率、200 nm跨度的暗脉冲微梳，为LiNbO$_3$芯片上微波速率高功率微梳及单片集成应用提供了新途径。
2024-04-30 physics.optics
Ultralow-power chip-based soliton microcombs for photonic integration
在光学微谐振器中产生的耗散克尔孤子提供了一条途径，以紧凑的频率梳的高重复率，这已经被用于光学频率合成器，超快测距，相干通信和双梳光谱。氮化硅（Si $_3$ N $_4$）微谐振器是一种很有前途的光子集成孤子微梳。迄今为止，由于低质量（$Q$）因素，以及由于需要使用频率捷变激光器来访问孤子状态的热效应，以通常小于100 GHz的电子可检测重复率在Si $_3$ N $_4$微谐振器中形成孤子受到外部功率放大器的要求的阻碍。这些要求使得基于Si $_3$ N $_4$微谐振器的孤子微梳器件与其他有源或无源部件的异质或混合的未来光子集成复杂化。在这里，使用的光子大马士革回流过程中，我们展示了超低功率单孤子形成高Q（$Q_0>15\times10^6$）硅$_3$ N $_4$微谐振器与9.8 mW的输入功率（6.2 mW的波导）的电子检测，99 GHz的重复率的设备。我们表明，孤子可以通过简单的，缓慢的激光压电调谐，在同一个样品中的许多谐振。这些功率水平与当前基于硅光子学的激光器兼容，用于孤子微梳的完全光子集成，重复率适合于超快测距和相干通信等应用。我们的研究结果表明，硅$_3$ N $_4$光波导的技术准备为未来的全芯片孤子微梳器件。
2018-10-04 physics.optics
Parametric seeding of a microresonator optical frequency comb
我们研究了通过具有两个电光调制边带的泵浦激光器对微谐振腔频率梳（微梳）进行参数播种。我们发现，泵浦边带间距是精确复制整个微梳的光谱，我们证明了记录的绝对线间距稳定性的微梳$1.6\times10^{-13}$在1秒。参数梳的频谱是复杂的，并且经常观察到非等距的子梳。我们的结果表明，参数种子不仅可以控制子梳，而且可以导致产生严格等距的微梳光谱。
2013-05-14 physics.optics
Stable gigahertz- and mmWave-repetition-rate soliton microcombs on X-cut lithium niobate
针对X切TFLN因拉曼、各向异性和光折变效应难以产生孤子微梳的问题，本文实现约26 GHz至0.156 THz重复频率且长期稳定的单片孤子微梳。
2025-03-14 physics.optics
Self-locked broadband Raman-electro-optic microcomb
提出自锁定 Raman-electro-optic (REO) microcomb，利用 EO、Kerr 和 Raman scattering 协同作用，在无需外部主动反馈下实现跨越 300 nm、包含近 1400 条 comb lines 的宽带低噪声 OFC。
2024-05-30 physics.optics
Polarization-diverse soliton transitions and deterministic switching dynamics in strongly-coupled and self-stabilized microresonator frequency combs
微谐振器中的耗散克尔孤子微梳使芯片级精密计量、通信、光谱学和并行信号处理的根本进步成为可能。在这里，我们展示了偏振多样的孤子转换和确定性的开关动力学的自稳定的微梳在强耦合色散管理的微谐振器驱动的单泵浦激光器。开关动力学是由耦合的横磁和横电超模之间的差分热膨胀活动在前-后泵浦失谐引起的。实现大的孤子存在范围和确定性的转变受益于开关动力学，导致交叉极化孤子微梳形成时，驱动的横向磁超模的单个谐振器。结果泵浦激光总是存在于横向磁共振的有效蓝失谐处，从根本上减轻了热不稳定势垒，提高了孤子形成机制的可及性。随后，我们展示了两种不同的偏振不同的孤子形成路线所产生的混沌或周期性调制的波形，通过泵浦功率的选择。所产生的自稳超模微梳具有极大的孤子存在范围、多种孤子态跃迁和良好的泵浦光调谐、高的泵浦微梳转换效率和低的重复频率相位噪声。
2023-03-07 physics.app-ph physics.optics
Integrated Architecture for the Automated Generation and Coil Stabilization of a PZT-Enabled Microcomb
本文提出一种集成架构，利用单个激光器和单点电子控制结合 PZT 执行器与线圈谐振器，实现氮化硅微梳的自动化孤子生成与稳定，显著简化系统并展示低相位噪声性能。
2025-07-22 physics.optics
Microcomb-referenced photonic stabilization of resonant tunneling diode terahertz oscillators
Tokushima University（德岛大学）；National Institute of Information and Communications Technology（信息通信研究机构）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
利用微梳驱动光混合信号实现共振隧道二极管太赫兹振荡器的稳定化，显著缩小线宽并提升相噪性能，为芯片级太赫兹源提供新方案。
2025-12-28 physics.optics
Electrically empowered microcomb laser
本文提出一种集成III-V增益芯片与薄膜铌酸锂光子集成电路的电赋能微梳激光器，通过谐振电光效应、克尔效应与光增益协同作用，实现低阈值、高效率、可高速调谐的按需锁模微梳直接输出。
2023-10-31 physics.optics
Monolithic Kerr and electro-optic hybrid microcombs
基于微谐振器的孤子产生技术的发展为光学频率梳的芯片级集成提供了希望，其应用范围从时间保持到频率合成。微型腔利用克尔非线性，并使太赫兹孤子重复率。然而，这种高重复率不适合直接电子检测。在这里，我们展示了混合克尔和电光微梳使用锂的硼酸盐薄膜，表现出克尔和普克尔斯非线性。通过将高重复率克尔孤子梳与低重复率电光梳交错在同一波导上，宽克尔孤子模式间隔被划分在单个芯片内，允许随后的电子检测和孤子重复率的反馈控制。我们的工作建立了一个集成的电子接口，克尔孤子的太赫兹重复率，铺平了道路，芯片级的光到微波分频和梳状锁定。
2022-02-07 nlin.PS physics.app-ph physics.optics
Directly pumped 10 GHz microcomb modules from low-power diode lasers
孤子微梳提供了紧凑的形状因子的先进光学计量和定时系统的前景。在这些应用中，直接从半导体激光器泵浦微梳而不需要放大或触发部件，这对于降低功率操作和简化系统设计是理想的。同时，在许多梳状应用中需要低重复率微梳用于与检测器和电子器件的接口，但是它们增加的模式体积使得它们在低功率下泵浦具有挑战性。在这里，10 GHz的重复率孤子微梳直接泵浦低功率（< 20 mW）二极管激光器。高Q硅微谐振器用于这种低功耗操作，并被封装到光纤连接器化模块中，该模块具有温度控制功能，可提高长期频率稳定性。
2019-01-23 physics.app-ph physics.optics
Ultralow-Noise Photonic Microwave Synthesis using a Soliton Microcomb-based Transfer Oscillator
超低噪声微波的合成对于计时、计量、通信和射电天文学都具有科学和技术意义。今天，最低的相位噪声信号是通过使用锁模激光频率梳的光分频获得的。尽管如此，这种技术理想地需要高重复率和紧密的梳状稳定。在这里，具有14 GHz的重复率的孤子微梳是用超稳定的泵浦激光器产生的，并用于导出超低噪声微波参考信号，在1 Hz偏移频率下的绝对相位噪声水平低于-60 dBc/Hz，在10 kHz下的绝对相位噪声水平低于-135 dBc/Hz。这是使用传输振荡器方法实现的，其中自由运行的微梳噪声（经过仔细研究并最小化）通过电子分频和混频的组合被消除。虽然这种原理证明使用辅助梳检测微梳的偏移频率，我们强调了这种方法的前景与未来的自参考集成微梳和电光梳，这将允许超低噪声微波和亚太赫兹信号发生器。
2019-11-26 physics.app-ph physics.optics
High-efficiency and broadband coherent optical comb generation in integrated X-cut lithium niobate microresonators
本研究针对X切薄膜铌酸锂平台正色散克尔微梳研究空白，通过超低损耗波导与谐振器设计实现高性能新型微梳，为高速低能耗光子电路提供支撑。
2025-07-28 physics.optics
Massively parallel coherent laser ranging using soliton microcombs
相干测距，也称为基于调频连续波（FMCW）激光的测距（LIDAR），目前被开发用于自动驾驶中的长距离3D距离和速度测量。它的原理是基于距离到频率的映射，并使用频率啁啾信号同时测量反射光的多普勒频移，类似于声纳或雷达。然而，尽管有这些优点，相干测距表现出较低的采集速度，并需要精确的啁啾和高度相干的激光源，阻碍了它们的广泛使用，并阻碍了并行化，相比之下，现代飞行时间（TOF）测距使用的各个激光器的阵列。在这里，我们展示了一种新的大规模并行相干激光雷达方案，使用光子芯片为基础的微梳。通过在振幅高达几GHz和扫描速率高达10 MHz的微梳的孤子存在范围内快速啁啾的泵浦激光器，孤子脉冲流获得了快速变化的基础载波波形，同时保持其脉冲到脉冲的重复率。因此，来自单个窄线宽泵浦激光器的啁啾同时被一次传递到孤子的所有光谱梳齿，并且允许FMCW LIDAR中的真正平行性。我们通过生成30个不同的通道来演示这种方法，以3 Mpixel/s的等效速率演示并行距离和速度测量，有可能将采样率提高到150 Mpixel/s以上，并将FMCW LIDAR的图像刷新率提高到两个数量级，而不会降低眼睛的安全性。当与基于纳米光子光栅的光子相位阵列相结合时，本方法为紧凑、大规模并行和超高帧速率相干LIDAR系统提供了技术基础。
2019-12-24 physics.app-ph physics.optics
High-speed tunable microwave-rate soliton microcomb
本文提出首个能在高速下调谐重复速率的微波速率 soliton microcomb，通过在铌酸锂微腔集成电光调制元件实现 75 MHz 带宽与 5.0×10^14 Hz/s 调频速率，较现有技术快数个数量级，对微波光子学及频率梳应用意义重大。
2022-08-17 physics.app-ph physics.optics
Stable Soliton Microcomb Generation in X-cut Lithium Tantalate via Thermal-Assisted Photorefractive Suppression
针对X切铁电材料中孤子微梳产生因光折变与热效应竞争面临的挑战，本文提出热辅助光折变抑制机制，在X切钽酸锂微谐振器中实现稳定孤子微梳，为全集成光子电路提供新方案。
2025-02-12 physics.optics
Packaged photonic chip-based soliton microcomb using an ultralow-noise laser
基于光子芯片的孤子微梳已经显示出快速的进展，并已被用于许多系统级的应用，包括相干通信，天体物理光谱仪校准和超快测距。虽然在实现依赖于紧凑型激光二极管的孤子微梳方面已经取得了实质性的进展，最终在仅利用半导体放大器或自注入锁定激光器作为泵浦源的设备中达到高潮，但是从紧凑型激光器模块访问和生成具有电子可检测线速率的单孤子状态仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一个电流启动，$\mathrm{Si_3N_4}$芯片为基础的，99 GHz的孤子微梳直接驱动的超紧凑，低噪声激光器。这种方法不需要任何快速的激光调谐机制，单孤子状态可以通过改变激光二极管的电流来访问。一个简单的，但可靠的，包装技术已被开发出来，以证明这种微梳系统在现场部署的应用程序的可行性。
2019-06-04 physics.app-ph physics.optics
A microresonator frequency comb optical clock
光学频率梳使测量精度达到第20位，精度完全与其基准振荡器相当。利用非线性参量光学在微谐振腔中产生超紧凑的频率梳是一个新的实验方向。我们把这些称为微梳，在这里，我们报告了一个基于硅芯片的微梳光学时钟，相位相干转换的光频参考微波信号。用直径为2 mm的石英圆片产生了25 THz的低噪声梳状谱，并在非线性光纤中展宽。通过控制分开的两个齿108模式，该频谱被稳定到分开3.5THz的铷频率基准。光学时钟输出是电子计数的33 GHz微梳线间距，其具有比铷跃迁好108倍的预期绝对稳定性。我们的工作展示了一套全面的工具所需的接口微梳国家的最先进的光学时钟。
2013-09-13 physics.optics
Coherent terahertz-to-microwave link using electro-optic-modulated Turing rolls
由于调制不稳定性，光学克尔微谐振器中的图灵辊已被用于产生光学频率梳以及微波和太赫兹频率的合成。在本论文中，我们将电光调制应用于太赫兹频率的图灵辊上，利用微梳实现电光分频，合成可变的低噪声微波信号。我们还积极稳定的太赫兹振荡微波参考通过腔内功率调制，获得分数频率不稳定性，比那些自由运行的情况下高达六个数量级。这项研究不仅突出了图灵辊振荡的非凡的光谱纯度，但也开辟了道路，双向太赫兹到微波链路的混合光学频率梳技术。
2021-07-06 physics.app-ph physics.optics
Integrated turnkey soliton microcombs operated at CMOS frequencies
虽然孤子微梳提供了集成强大的频率计量和精密光谱系统的潜力，但它们的操作需要复杂的启动和反馈协议，这需要难以集成的光学和电气组件。此外，几乎所有梳状系统都需要CMOS速率的微梳，由于其功率要求而拒绝集成。在这里，一个政权交钥匙操作的孤子微梳与泵浦激光器共同集成的演示和理论解释。值得注意的是，一个新的工作点示出出现从其中产生的孤子通过二进制打开和关闭的泵浦激光器，从而消除所有的光子/电子控制电路。这些特性与高Q值$Si_3N_4$谐振器相结合，可将CMOS频率低至15 GHz的微梳完全集成到蝶形封装中，为大批量生产提供了令人信服的优势。
2019-11-06 physics.app-ph physics.optics
Ultra-high performance microwave spectral filters using optical microcombs
Optical Sciences Centre, Swinburne University of Technology（斯威本科技大学光学科学中心）
本文提出了一种基于光学微梳的自适应微波光子滤波器，实现了高滚降率和可重构性的高性能微波频谱滤波器，适用于下一代无线网络、雷达成像和生物传感等应用。
2026-01-08 physics.optics
Gain-switched semiconductor laser driven soliton microcombs
通过注入锁定芯片级微谐振器到连续波（CW）III-V族激光器中，产生了耗散克尔孤子（DKS）。这一进步使完全集成的混合微梳系统能够以交钥匙模式运行，并可以获得微波重复率。然而，CW驱动的DKS表现出低的能量转换效率和高的光功率阈值，特别是当重复率在微波范围内时，这便于用现成的电子器件直接检测。有效的DKS可以通过时空结构光（即，脉冲泵浦），然而，迄今为止，这需要复杂的级联调制器用于脉冲合成。在这里，我们展示了一个光子集成的方法来脉冲泵浦。通过在X波段和K波段微波范围内主动切换注入锁定III-V族半导体激光器的偏置电流，我们用相干皮秒激光脉冲泵浦晶体和集成微谐振器，实现具有稳定重复频率的DKS产生，并将所需的平均泵浦功率降低一个数量级，达到几毫瓦的创纪录水平。此外，我们揭示了泵浦脉冲的相位分布的关键作用，并首次实施相位工程的脉冲泵浦方案，无论是访问一个多模激光制度的增益开关模式或应用外部啁啾，以支持强大的单孤子产生。我们的工作利用了增益开关技术和脉冲泵浦技术的优点，并建立了不同的紧凑型频率梳平台，提高了节能芯片级微梳的潜力相结合的优点。
2021-02-20 physics.optics
Photonic chip-based optical frequency division with PZT-integrated soliton microcombs
本文提出在SiN孤子微梳谐振器上集成高速PZT应力光学执行器，实现对孤子重复频率的快速独立调谐，并演示了芯片级光学频率分频与低噪声毫米波生成。
2025-07-22 physics.app-ph physics.optics
Autonomous frequency locking for zero-offset microcomb
提出基于微腔协同非线性光学过程的自主频率锁定方法，可产生零载波包络偏移频率的孤子微梳，并经仿真与解析预测验证。
2024-03-05 physics.optics
Electrically pumped photonic integrated soliton microcomb
光学频率梳使频率计量和计时技术发生了革命性的变化，并可用于广泛的光学技术中。正在进行的进展允许使用克尔非线性光学微谐振器的光学频率梳的显著小型化，其中宽带和相干光学频率梳可以从连续波激光器产生。这种“微梳”提供了具有低功耗、前所未有的形状因子、晶片规模制造兼容性的宽带宽。对于未来的大容量应用，集成和电泵浦的孤子微梳是必不可少的。然而，到目前为止，微梳仍然依赖于由大体积外部激光模块提供的光泵浦，该模块提供孤子形成所需的相干性、频率捷变和功率水平。电驱动的芯片集成微梳受到孤子形成的高阈值功率（通常超过集成硅基激光器的功率）和孤子引发所需的频率捷变的抑制。高Q值氮化硅微谐振器的最新进展表明，电驱动孤子微梳是可能的。在这里，我们展示了电驱动，芯片集成孤子微梳耦合磷化铟（III-V）多纵模激光二极管芯片的高Q值氮化硅光子集成微谐振器。我们观察到，自注入锁定的激光二极管的微谐振器，这是伴随着一个x1000倍的激光线宽变窄，可以同时启动耗散克尔孤子的形成。通过调节电流，我们观察到从调制不稳定性、呼吸孤子到单孤子态的转变。该系统需要小于1瓦的电功率，在电子可检测的子100 GHz模式间隔下工作，可以安装在约100个工作区中。1立方厘米。
2018-11-21 physics.app-ph physics.optics
Hybrid-integrated dark-pulse microcombs towards visible light spectrum
利用混合集成技术，在AlGaAs激光器驱动的Si$_3$N$_4$微环谐振腔中实现了780 nm波段暗脉冲，输出低至20 GHz重复率的相干频率梳，为光谱与传感等领域提供了高效紧凑的原子芯片接口。
2025-05-01 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Ultrafast optical circuit switching for data centers using integrated soliton microcombs
当前数据中心内部的网络包括通过光纤和收发器互连的耗电电子分组交换机的层次结构。随着这种电交换网络的扩展接近平台，功率高效的解决方案是实现具有光电路交换（OCS）的扁平网络，而没有电子交换机并且由于服务器之间的直接链路而减少了收发器的数量。利用可调谐激光器和阵列波导光栅路由器是实现OCS的一种很有前途的方法。这样的OCS网络可以提供高带宽和低网络延迟，并且光子集成的可能性导致节能、紧凑和可扩展的光子数据中心网络。为了有效地支持动态数据中心工作负载，在亚纳秒（ns）内切换波长至关重要。在这里，我们展示了基于微梳的超快光子电路交换。采用光子集成氮化硅微梳与半导体光放大器（SOA）相结合，实现了20个以上载流子的亚纳秒（< 500 ps）开关。此外，25-Gbps的非归零（NRZ）和50-Gbps的四电平脉冲幅度调制（PAM-4）突发模式传动系的传输系统。此外，基于片上磷化铟（InP）的SOA和阵列波导光栅（AWG）用于显示sub-ns切换以及25-Gbps NRZ突发模式传输，为未来数据中心提供了一条通往更可扩展和节能的波长切换网络的路径。
2020-10-11 physics.app-ph physics.optics
Designing and analyzing microwave photonic spectral domain filters based on transversal filtering with optical microcombs
本文基于横向滤波方法对光学微梳微波光子谱域滤波器进行性能分析，研究有限抽头数、实验误差源和输入信号带宽对滤波响应的影响，为滤波器设计与优化提供指导。
2024-08-07 physics.app-ph physics.optics
Platicon purification in self-injection locking regime via gain switching
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；International Quantum Academy（国际量子学院）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
本研究提出一种基于增益开关自注入锁定DFB激光二极管的微波光子振荡器方案，通过匹配调制频率三次谐波与微谐振器自由光谱范围，实现platicon拍频相位噪声降低超30 dB，为微波合成提供稳健方法。
2026-07-30 physics.optics
300 mm Wafer-Scale SiN Platform for Broadband Soliton Microcombs Compatible with Alkali Atomic References
针对LPCVD工艺向更大晶圆扩展的挑战，提出基于300 mm晶圆低温低应力PECVD工艺的SiN平台，实现了宽带孤子微梳产生并兼容碱金属原子跃迁，推进了OFCs的大规模制造与集成应用。
2025-06-26 physics.app-ph physics.optics
Photorefraction-assisted self-emergence of dissipative Kerr solitons
本研究提出光折变辅助的铌酸锂微谐振腔孤子自涌现方案，利用光折变效应扩展孤子存在范围，实现自发确定的单孤子生成，具备抗扰、长时无反馈运行特性，结合预编程DFB激光器实现一键生成，为紧凑型孤子微梳器件及相关应用奠定基础。
2023-05-04 physics.optics
Microresonator-referenced soliton microcombs with zeptosecond-level timing noise
本文提出基于微谐振器频率参考与Si₃N₄孤子微梳的紧凑型光学分频系统，生成25 GHz低噪声微波并验证其在受扰通信中的优势。
2024-01-23 physics.app-ph physics.optics
Towards a compact soliton microcomb fully referenced on atomic reference
本研究提出一种直接以铷原子光学频率参考为泵浦源、通过机械调谐锁定重复频率的紧凑型全稳定孤子微梳，实现了与原子参考一致的梳线稳定性（约4 Hz @100 s）及六天内10 kHz的频率可重复性，为低功耗紧凑型全稳定微梳提供了新方案。
2023-10-13 physics.atom-ph physics.optics
Optical data transmission at 44Tb/s and 10 bits/s/Hz over the C-band with standard fibre and a single micro-comb source
微梳[1 - 4]，即由集成微腔谐振器产生的光学频率梳，提供了其体相对应物[5，6]的全部潜力，但在集成的基底面中。时间孤子态（DKS耗散克尔孤子）[4，7 -11]作为锁模微梳的一种手段的发现使得在许多领域取得了突破，包括光谱学[12，13]，微波光子学[14]，频率合成[15]，光学测距[16，17]，量子源[18，19]，计量学[20，21]等。它们最有前途的应用之一是光纤通信，其中它们实现了大规模并行多路复用数据传输[22，23]。在这里，通过使用一种称为孤子晶体的新型强大的微梳[11]，我们使用单个集成芯片源在标准光纤上实现了前所未有的数据传输。我们展示了一个44.2太比特每秒使用电信C波段在1550 nm的频谱效率，一个至关重要的性能指标，为10.4位/秒/赫兹的线速率。孤子晶体表现出鲁棒和稳定的产生和操作以及高固有效率，其与48.9GHz的低孤子微梳间隔一起使得能够使用64 QAM（正交幅度调制）的非常高的相干数据调制格式。我们证明了在实验室中，以及在现场试验超过75公里的标准光纤安装的大城市光纤网络的无差错传输。这些实验极大地得益于孤子晶体在没有稳定或闭环控制的情况下工作的能力。这项工作证明了光孤子晶体微梳在要求苛刻和实用的光通信网络中的能力。
2020-03-01 physics.app-ph physics.optics
Direct Observation of Switching-Wave Dynamics in 20 GHz Normal Dispersion Spiral Microresonators
Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ICB UMR 6303, Université Bourgogne Europe, CNRS（勃艮第卡诺跨学科实验室、勃艮第欧洲大学、法国国家科学研究中心）
本研究通过同步双泵浦方案在350 nm薄SiN螺旋微谐振器中实现20 GHz正常色散微梳，利用绝热曲率工程平衡品质因数与模式交叉，直接观测开关波动力学，验证了与模拟的一致性，为微波频率微梳生成提供可扩展策略。
2026-09-28 physics.optics
Vibrational Kerr solitons in an optomechanical microresonator
基于克尔非线性效应的微谐振腔孤子微梳是一种重要的小型化相干光源。在这里，第一次，我们证明了克尔孤子的存在，在光机械微谐振器，其中的非线性模型建立了一个单一的机械模式和多个光学模式。有趣的是，发现了一个奇异的振动克尔孤子态，它是由一个自维持的机械振荡调制。此外，孤子通过光学弹簧效应提供额外的机械增益，并在红失谐泵浦下产生声子激光。还观察到各种非线性动力学，包括极限环，更高的周期性，和瞬态混沌。这一工作不仅为探索多体非线性相互作用提供了指导，而且通过发挥频率梳和光力学的优势，提高了测量精度。
2021-09-29 physics.optics
Optical neuromorphic processing at Tera-OP/s speeds based on Kerr soliton crystal microcombs
卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）是受生物视皮层系统启发而发展起来的一类功能强大的人工神经网络，它能够提取原始数据的层次特征，从而大大降低网络参数的复杂度，提高预测精度。它们对机器学习任务非常感兴趣，例如计算机视觉，语音识别，玩棋盘游戏和医疗诊断。光学神经网络提供了极大地加快计算速度以克服电子学固有的带宽瓶颈的希望。在这里，我们展示了一个通用的光学矢量卷积加速器，其操作速度超过10 TeraOPS（TOPS：每秒操作数），可以同时生成10个内核的8位分辨率的250，000像素图像的卷积，足以进行面部图像识别。然后，我们使用相同的硬件顺序地形成具有10个输出神经元的深度光学CNN，实现了对900像素手写数字图像的完整10个数字的成功识别，准确率为88%。我们的研究结果是基于同时交错的时间，波长和空间维度，使集成的微梳源。这种方法是可扩展的，可训练的，以更复杂的网络要求的应用程序，如无人驾驶汽车和实时的视频识别。
2021-05-12 cs.ET physics.optics
Dual chirped micro-comb based parallel ranging at megapixel-line rates
基于激光的测距（LiDAR）-已经普遍用于工业监测、大气动力学或大地测量学-是关键的传感器技术。与飞行时间方法相比，相干激光测距不受环境光的影响，操作连续波允许更高的平均功率，并且产生同时的速度和距离信息。最先进的相干单激光探测器架构达到每秒数百千像素的速率。自动驾驶、机器人和增强现实等新兴应用要求每秒百万像素点采样以支持实时视频速率成像。然而，这种相干激光雷达的速率尚未得到证明。在这里，我们报告扫描双孤子微梳技术，使相干测距和测速每秒百万像素线扫描测量速率高达64光谱色散的光学通道。它基于基于光子芯片的微梳的最新进展，提供了一种解决方案，以降低发射机和接收机侧的复杂性。多外差两个同步频率调制的微梳产生的距离和速度信息的所有个人的测距通道上的一个单一的接收器减轻个人的分离，检测和数字化的需要。所报道的LiDAR实现是硬件高效的，与光子集成兼容，并展示了光通信和计量技术融合所提供的采集速度的显着优势。我们期望我们的研究将激发在线性和非线性光谱学，光学相干层析成像的邻近领域的扫频微谐振器双梳方法的进一步研究。
2021-10-10 eess.IV physics.app-ph physics.optics
A high-resolution microresonator-frequency-comb spectrometer
本文提出基于耗散克尔孤子微梳、双边带调制和VIPA-光栅并行检测的光谱仪，在4 THz带宽内实现200 kHz分辨率并具备小型化潜力。
2025-03-13 physics.optics
Dispersive-wave-agile optical frequency division
本文提出利用微梳孤子产生的频率捷变单模色散波及高Q全固态光腔，实现创纪录低相位噪声的2P-OFD微波信号源。
2024-03-01 physics.optics
Octave-spanning Kerr soliton frequency combs in dispersion- and dissipation-engineered lithium niobate microresonators
本文在薄膜铌酸锂微腔中通过色散与耗散工程抑制拉曼效应，实现了倍频程孤子微梳，为片上自参考频率标准提供了可靠方法。
2024-05-25 physics.app-ph physics.optics
New Electromagnetic Modes in Space-Time Modulated Dispersion-Engineered Media
我们报告了时空调制色散工程介质中的新电磁模式。这些模式表现出不寻常的色散关系，场分布和散射特性。它们是由耦合的同向时空谐波对产生的，并且发生在时空周期性介质中，其组成材料表现出特定的色散。用亚光速调制激发这种介质的平板导致能量在入射频率和由调制频率的倍数偏移的频率之间的周期性转移，而超光速调制产生指数增长的频率。这些模式可以在光混频器、太赫兹源和其他光学器件中找到应用。
2017-10-04 physics.optics
Electro-optically modulated polarization mode conversion in lithium niobate ridge waveguides
作为一种新兴技术，绝缘体上的锂氧化物（LNOI）波导已被证明为集成光学提供了一个有前途的平台，这是由于其与绝缘体上的硅（SOI）波导相比的强光学限制，同时具有锂氧化物的多功能特性，例如高电光系数。在本文中，我们表明，模式杂交，一种现象，广泛存在于垂直非对称波导，可以有效地调制在LNOI脊波导的电光效应，导致97%的效率的偏振模式转换器。此外，所提出的器件不需要锥形或周期性极化，从而大大简化了制造工艺。它也可以通过外部磁场进行主动切换。这样的平台促进了光子电路和传感器的技术进步。
2021-03-04 physics.optics
Time-domain characterization of electric field vector in multi-terahertz pulses using polarization-modulated electro-optic sampling
本文提出改进的偏振调制电光采样方法，在时域中高精度表征10-50 THz多太赫兹脉冲的电场矢量，解决了超宽带门脉冲问题，精度约1 mrad，可应用于线性和非线性光学测量。
2023-09-20 physics.optics
Bias-Modulated Electronically-Tunable Optoelectronic Chromatic Dispersion in Ge PN Photodiodes
Ariel University（阿里埃尔大学）；PerCiv Ltd.（PerCiv有限公司）
本文研究锗PN光电二极管的偏置调制OED，测得L波段最大灵敏度+4.13度/纳米、光谱分辨率3.6皮米，该机制可用于多种光子学应用。
2026-10-22 physics.optics
Monochromatization of Electron Beams with Spatially and Temporally Modulated Optical Fields
该研究提出让线性啁啾电子波包与啁啾光场相互作用，通过匹配二者啁啾参数使能量边带部分单色化，能谱最多收窄5倍且26%电子进入单色化能带，从而提升超快电子成像分辨率。
2025-01-07 physics.optics
A 262 TOPS Hyperdimensional Photonic AI Accelerator powered by a Si3N4 microcomb laser
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Center for Interdisciplinary Research and Innovation, Balkan Center（巴尔干跨学科研究与创新中心）；Enlightra（恩格拉特拉）
本文提出了一种基于Si3N4微梳激光器的262 TOPS超维度光子AI加速器，通过多维复用技术实现高计算能力，应用于DDoS检测和MNIST分类任务。
2025-03-05 cs.ET cs.NE physics.optics
Turnkey photonic flywheel in a Chimera cavity
耗散克尔孤子（DKS）微梳作为一种使能技术，在基础科学和技术创新中有着广泛的应用。具有亚光学周期和亚飞秒定时抖动的可靠交钥匙操作是超快光学和微波电子学交叉领域许多有趣的微梳应用成功的关键。在这里，我们提出了一种新的方法来证明第一个交钥匙布里渊DKS频率梳。我们的方法与嵌合体腔提供了基本的好处，是以前无法实现的，包括相位不敏感性，自我修复能力，确定性选择的DKS状态，并获得超低噪声梳状态。演示的交钥匙布里渊-DKS频率梳实现了100 mHz的基本梳线宽和1飞秒的DKS定时抖动，平均时间高达56 μs。该方法是通用的，可推广到各种设备平台的用户友好和现场部署的梳状设备。
2022-12-28 nlin.PS physics.app-ph physics.optics
