Design of an efficient mid-wave IR fiber optic light source
报道了一种在适当设计的硫系微结构光纤中利用四波混频效应的中波红外宽带（3.1 ~ 3.8 μm）光纤光源的设计。一个可实现的增益超过35 dB的演示。
2012-08-16 physics.optics
Design of an all-fiber broadband mid-IR source through wavelength translation
采用掺铒ZBLAN光纤作为泵浦源，利用四波混频技术，设计了一种基于全光纤结构的3-4.25 μ m中红外光源，光源长度约为50 cm，功率转换效率> 28%。
2013-02-05 physics.optics
Design and fabrication of dispersion controlled highly nonlinear fibers for far-tuned four-wave mixing frequency conversion
本研究设计制备了一种新型高非线性光纤，可精确控制1.55μm处二阶与四阶色散比值，兼容标准堆叠拉制法且抗制备波动，已验证其四波混频变频效果。
2024-01-30 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
Theory of Four-Wave Mixing of Cylindrical Vector Beams in Optical Fibers
柱面矢量（CV）光束是一组横向空间模式，具有柱面对称的光强分布和关于光束轴的可变偏振。它们由轨道角动量和自旋角动量的不可分离叠加组成。重要的是，CV光束也是光纤的本征模，因此，在光子学中具有广泛的实际重要性，并且具有通过空间复用增加通信带宽的潜力。本文推导了描述光纤中CV光束四波混频的耦合振幅方程。这些方程使我们能够确定的选择规则，管理的CV模式在四波混频过程中的相互转换。利用这些选择规则，我们证明了四波混频在两个输入光子到两个输出光子的转换中保持了总的角动量，即轨道角动量和自旋角动量的总和。当应用于自发四波混频时，选择规则表明，光子对可以直接在CV模中产生，并且可以在这些模中纠缠。CV模式下的这种量子态光可以使卫星量子密钥分发等技术受益。
2019-12-20 physics.optics quant-ph
Efficient and broadband optical parametric four wave mixing in chalcogenide-PMMA hybrid microwires
基于新型非线性材料（如硫族化物（ChG）、硅（Si）和其他半导体）的器件的最新发展已经彻底改变了非线性光子学领域[1，2，3]。在这些材料中观察到的非线性效应中，四波混频（FWM）是发现最多应用的过程，包括波长转换[4]、光学再生[5，6]、光学延迟[7]、时域解复用[8]、时间掩蔽[9]和负折射[10]。尽管已经在包括硫属化物[11，12，13，14]、硅[15，16]、铋[17]和二氧化硅[18，19]的几种介质中观察到FWM，但是仍然存在对实现高效和宽带FWM同时提供紧凑性、低功耗和与光纤兼容性的器件的持续追求。在这里，我们展示了10 cm长的聚合物包覆硫族化物（As 2Se 3）的微丝，实现FWM-LED的亚瓦阈值（70-370 mW）波长转换与12 dB带宽为190 nm宽，转换效率高达21 dB的制造。这表示与之前在锥形和微结构硫族化物光纤中的演示相比，带宽增加了3-30 \times，转换效率提高了30-50 dB [11，13，14]。这些性质与低损耗（< 4 dB）、易于制造以及As 2Se 3从近红外到中红外区域（115 \mum）的透明性相结合[20]使得该器件成为用于激光器、光学仪器和光学通信器件的有前景的构建块。
2012-03-26 physics.optics
Photon Pair Generation with Tailored Frequency Correlations in Graded-Index Multimode Optical Fibers
本文从理论上研究了在渐变折射率多模光纤中通过四波混频过程产生光谱相关可控的光子对。我们表明，在GIMF中产生的光子的量子相关性可以保持在一个可调谐的泵浦源在很宽的光谱范围内。因此，GIMF可以用作量子态保持的可调谐光子源。特别是，我们已经表明，它是可能的，以产生可分解的双光子状态，这使得预示着单光子纯态光子，而不需要光谱后滤波。我们还阐述了在同一光纤中同时产生相关和不相关光子对的可能性。
2017-11-03 physics.optics
Tunable mid-infrared generation via wide-band four wave mixing in silicon nitride waveguides
实验研究了在光子芯片氮化硅波导中利用四波混频（FWM）实现近红外（NIR）飞秒脉冲到中红外（MIR）的宽带（>100 THz）下变频。纳米光子几何结构中的工程色散，以及氮化硅的宽透明度范围，使大失谐FWM相位匹配成为可能，并在单个芯片上产生2.6-3.6 μ m的可调谐MIR，泵浦脉冲能量为100 pJ。此外，我们观察到> 20 dB的宽带参数增益的NIR脉冲时，FWM过程中操作的频率上转换配置。我们的研究结果展示了集成光子电路如何在同一芯片上实现多种非线性光学现象，并导致工程合成的宽带，可调谐，相干光跨近红外和中红外波长带从光纤为基础的泵。
2018-07-08 physics.app-ph physics.optics
Nonlinear characterisation of a silicon integrated Bragg waveguide filter
在自发四波混频（FWM）光子源中，布拉格波导是一种很有前途的用于泵浦抑制的光学滤波器。在这项工作中，我们调查的过滤器本身不需要的光子对的产生。我们这样做，利用自发和经典的四波混频，这使得精确的非线性响应的设备的特性之间的关系。从经典的测量估计的对生成率与计算的理论值相比，通过一个完整的量子模型的过滤器，这也允许调查所产生的对的光谱特性。我们发现一个很好的理论和实验之间的协议，确认受激FWM是一个有价值的方法来消除集成滤波器的非线性响应，并在布拉格波导中产生的对是不是一个严重的问题，一个完全集成的非经典源的操作。
2018-02-15 physics.optics quant-ph
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
Wavelength agile multi-photon microscopy with a fiber amplified diode laser
多光子显微镜是生物分子研究的有力工具。较不复杂且更具成本效益的激发光源将使该技术可用于更广泛的社区。特别是半导体二极管籽晶光纤激光器已被证明是鲁棒的，低成本和易于使用。然而，它们的波长调谐范围通常是有限的，因此只能访问有限数量的荧光团。因此，已经提出了不同的方法来扩展这些激光器的光谱覆盖范围。最近，我们表明，四波混频（FWM）辅助受激拉曼散射（SRS）可以利用红移高功率脉冲从1064 nm到窄带输出在1122 nm和1186 nm，因此扩大了可访问的荧光团的数量。在这篇文章中，我们展示了所有三个波长的多光子显微镜的适用性，并分析了性能。
2018-11-01 physics.optics
Spontaneous laser line sweeping in bi-directional ring thulium fiber laser
首次报道了双向环形掺铥光纤激光器中的自扫描现象。激光器在1.95 μm波长范围内以0.2nm/s的速率进行双向自发扫描，扫描范围为15 nm。激光输出可在两种不同的工作模式之间切换：在时域中产生微秒脉冲的周期性自发激光线扫描;或在时间上进行幅度调制的静态中心波长。
2018-12-07 physics.optics
Spontaneous four-wave mixing in liquid-core fibers: Towards fibered Raman-free correlated photon sources
我们首次在实验上证明了在液芯光子晶体光纤中相关光子对的产生。此外，我们表明，由于液体的特定拉曼特性，拉曼噪声（这是基于硅芯光纤的相关光子对源的性能的主要限制）大大降低。实验结果表明，符合与偶然的比率为63，每泵浦脉冲产生的光子对效率约为10个$^{-4}$，为研制高质量的量子通信相关光子对源开辟了道路。
2015-02-16 physics.optics
Spontaneous Raman scattering in SDM fibers
University of L’Aquila（拉奎拉大学）
本研究将单模光纤中的自发拉曼散射模型扩展至多模光纤，用于评估光链路中的散射噪声，并通过实验验证其有效性。
2026-02-20 physics.optics
Spontaneous Rayleigh seeding of stimulated Rayleigh scattering in high power fiber amplifiers
我们估计的斯托克斯波的受激热瑞利散射（STRS）产生的热波动，瞬时改变在核心的折射率分布的光纤芯的启动功率。横向温度梯度经由热光效应产生横向折射率梯度，并且如果波动频率位于STRS增益带中，则它可以将光从模式LP $_{01}$耦合到LP $_{11}$以到达种子STRS。这种自发瑞利种子可能比量子背景更强，并且可能影响光纤放大器的模式不稳定性阈值。这种新的种子估计可以被并入STRS模型中以改进阈值计算。
2013-09-03 physics.optics
Experimental observation of spontaneous emission of space-time wavepacket in a multimode optical fiber
本文从理论和实验两方面揭示了多模光纤中强超短脉冲非线性传输时自发形成X型离散锥形时空波包的机制，证明其源于不稳定局域波结构的宽频带多模间色散波辐射，并验证了相位匹配理论。
2022-08-13 physics.optics
Spontaneous creation and annihilation of temporal cavity solitons in a coherently-driven passive fiber resonator
报道了在相干驱动的宏观光纤谐振腔中自发产生和湮灭时间腔孤子的实验观察。具体而言，我们表明，CS自发创建时，腔驱动场的频率调谐跨越共振，他们可以单独消失在不同阶段的扫描。与以前的实验相比，在单片微谐振器，我们能够识别这些动态实时，由于我们的谐振器的宏观尺寸。我们的实验观察结果与数值模拟非常吻合。我们还讨论了机制负责一个接一个的消失的CS。
2015-03-29 physics.optics
Ghost spectroscopy with classical correlated amplified spontaneous emission photons emitted by an erbium-doped fiber amplifier
本文研究了掺铒光纤放大器（EDFA）在1530 nm附近发射的经典宽带放大自发发射（ASE）光子的波长-波长相关特性。然后，我们应用这些经典的相关光子在一个真实世界的鬼光谱实验的框架内，在1533 nm的波长乙炔（C2 H2）再现的C-H伸缩和旋转带的特征吸收功能。该原理验证实验证实了ASE源概念的推广，为经典鬼光谱提供了有吸引力的光源。预计这将使进一步传播鬼模态计划，利用经典的相关光子在化学，物理和工程应用。
2018-09-11 physics.optics
Photon-pair generation in photonic crystal fibrebre with a 1.5GHz modelocked VECSEL
光纤中的四波混频（FWM）是产生高质量光子对的主要技术。报道了在1.5 GHz重复频率垂直外腔面发射激光器（VECSEL）泵浦下，光子晶体光纤中自发四波混频产生光子对的实验研究。光子对具有很高的计数率和超过80的巧合与偶然比率。VECSEL的高重复率、高平均功率、可调谐性和小尺寸使其成为量子密钥分发和光子量子态工程的有吸引力的来源。
2014-09-09 physics.optics quant-ph
Amplified Spontaneous emission from optical fibers containing anisotropic morphology CdSe/CdS quantum dots under CW excitation
光纤激光器是一个领域，它通常是占主导地位的稀土离子作为增益材料的核心的二氧化硅光波导。由于其特定的发射波长，稀土掺杂光纤激光器仅在少数预定义波长下可用。然而，量子点（QD）是随着尺寸和组成的变化而显示可调谐发射的材料。由于这样的可调谐性，量子点似乎是有前途的候选人，用于获得光纤激光器的光谱的波长，这是不可能使用稀土离子。为了用量子点取代稀土离子，量子点显示出光学增益的特征是至关重要的。在这里，我们报告的非对称豆荚状的CdSe/CdS量子点，通过泵浦表现出有效的增益的合成。量子点的本征增益特性已通过瞬态吸收光谱进行了评估。然后，用这种精细的量子点制作了特种光纤，并在室温下用连续激光泵浦获得了ASE。最后，通过研究量子点的光漂白和控制量子点的浓度，研究了发射信号的稳定性。
2023-01-25 physics.optics
Spontaneous symmetry breaking in synchronously pumped fiber ring cavities
我们引入了一个新的方程，描述了任意脉冲在光纤环形腔中传播的时空演化。该模型是传统Lugiato-Lefever模型的重要扩展。我们演示了同步泵浦光纤环形腔中的自发对称性破缺和多稳态机制。该方程可以应用于几乎任何类型的波导为基础的环形腔。
2013-06-07 nlin.PS physics.optics
Channeling of spontaneous emission from an atom into the fundamental and higher-order modes of a vacuum-clad ultrathin optical fiber
研究了真空包层双折射光纤中铷原子的基模和高阶模的自发发射。我们发现，自发发射率依赖于磁子级，模式的类型，量子化轴的方向，和纤维半径。我们发现进入TE模的自发发射率总是关于传播方向对称的。当量子化轴不在包含原子位置的正交平面上时，可能出现自发发射向其它模式的方向不对称。当光纤半径在330 nm至450 nm的范围内时，进入HE $_{21}$模式的自发发射强于进入HE $_{11}$、TE $_{01}$和TM $_{01}$模式的自发发射。在高阶模的截止处，自发发射到引导模和辐射模的速率经历陡峭的变化，这是由模结构的变化引起的。结果表明，当量子化轴位于光纤横截面中适当的方位角时，从循环跃迁到TM模的上能级的自发发射是单向的.
2017-06-14 physics.optics quant-ph
Emission of OAM entangled photon pairs in a nonlinear ring fiber utilizing spontaneous parametric down-conversion
我们提出在热致非线性极化石英光纤中通过自发参量下转换产生光子对。光子直接在光学角动量的本征态中产生。一对光子可以在这些状态以及频率上纠缠。我们确定合适的空间和偏振模式，提供一个有效的非线性相互作用。通过改变抽运光场的性质，可以得到窄带和宽带下转换光场。
2014-09-30 physics.optics quant-ph
Spontaneous parametric processes in optical fibers: a comparison
我们研究了光纤中自发四波混频和三阶自发参量下转换的过程，作为实现光子对和光子三重态源的基础。我们提出了一个比较分析的两个过程，包括各自的量子态的表达式和联合光谱强度，相位匹配特性的讨论，和转换效率的表达式。我们还包括一个比较研究的基础上的数值结果的转换效率为两个来源，作为几个关键的实验参数的函数。
2013-07-11 physics.optics quant-ph
Time-lens Photon Doppler Velocimetry (TL-PDV)
我们描述了一个时间透镜，以扩大动态范围的光子多普勒测速（PDV）系统。阐述了时间透镜PDV（TL-PDV）的原理和初步设计，并通过仿真验证了其可行性。在PDV系统中，干涉仪用于测量由于目标运动的多普勒效应而产生的频移。然而，电子设备的采样率可能限制PDV系统的速度范围。四波混频（FWM）时间透镜将二次时间相位应用于非线性FWM介质（诸如集成光子波导或高度非线性光纤）内的光信号。通过光谱隔离混频产物（称为闲频），并且在该FWM时间透镜之前和之后具有适当的色散长度，生成输入信号的时间放大版本。因此，PDV的频移可以用时间透镜的放大因子$M$“减慢”。$M=1$对应于没有TL的常规PDV。$M=10$已被证明可用于TL-PDV。将这种效应用于PDV可以扩展速度测量范围，并允许使用较低带宽的电子设备。TL-PDV将为各种动态材料实验开辟新的途径。
2021-03-16 nucl-ex physics.optics
Reducing spontaneous Raman scattering noise in high quantum bit rate QKD systems over optical fiber
我们研究了（a）长光纤链路中经典信号的自发拉曼散射导致在同一光纤中传输的量子信道中的显著拉曼噪声和（b）色散对高量子比特率QKD系统性能的影响。降低拉曼噪声的一种方法是降低经典信号功率。这可以通过使用相干调制格式和部署前向纠错技术来实现。此外，在电信波长处具有小拉曼增益的低损耗光纤使得多个量子信道和一个或几个经典信道能够以100 Gb/s的速率在数十公里（可能数百公里）上同时传输。
2017-12-16 physics.optics quant-ph
Label-Free Spontaneous Raman Sensing in Photonic Crystal Fibers with Nanomolar Sensitivity
首次报道了一种通过热泳和蒸发在空芯光子晶体光纤端面形成薄膜来显著提高自发拉曼灵敏度的方法。有机和无机纳米粒子的检测灵敏度增加了6个数量级以上，便于在溶液中寻找痕量分析物。两个纳米粒子，氧化铝和聚苯乙烯，检测证明了下降到392纳米，而不使用表面增强拉曼光谱或其他化学为基础的程序。这种新的薄膜沉积方法简化了对小痕量化合物的同时检测和分析，这是使用传统自发拉曼的一项艰巨任务。
2021-12-28 physics.app-ph physics.optics
Heralded single photon and correlated photon pair generation via spontaneous four-wave mixing in tapered optical fibers
我们研究了在一系列相同的微/纳光纤（MNF）中通过强非简并自发四波混频（SFWM）产生相关光子对和预示单光子。在100 ps激光脉冲激发下，测量了波长约为880 nm和1310 nm的双光子场的联合光谱强度，与理论预测符合得很好。当光子发射率为4 Hz时，测得的零时间二阶自相关函数约为0.2。基于MNF的光源与标准单模光纤完美匹配，这使得它与现有的光纤通信网络兼容。此外，在一系列相同的MNF中的SFWM观测允许通过空间复用来增加单光子的产生速率。
2019-10-28 physics.optics quant-ph
Spontaneous Brillouin Scattering in a Few-Mode Optical Fiber
Department of Natural Sciences, International Christian University（国际基督教大学自然学部）
该研究通过异频检测在 few-Mode 光纤中观测并定量分析了自发布里渊散射，揭示了前向和后向散射机制及其物理特性，为量子应用和光机械学提供了新视角。
2026-01-10 physics.optics quant-ph
Passive optical switching of photon pairs using a spontaneous parametric fiber loop
我们研究了一种新的自发参量光纤环（SPFL）方案，它是在非线性Sagnac环中引入色散元件而形成的，并证明了它可以作为光子对的被动开关。从SPFL输出的双光子态高度依赖于在环路中反向传播的光子对的色散诱导相位差。通过适当地管理色散元件，具有一定失谐和带宽的信号光子和闲频光子对可以被引导到SPFL的期望空间模式。如果光子对被用来产生预示的单光子，那么SPFL可以被看作是单光子的开关。此外，我们对基于色散的相位调制的研究也有利于设计全光纤纠缠光子源。
2012-03-01 physics.optics quant-ph
Low Spontaneous Brillouin Scattering in Anti-Resonant Hollow-Core Fibers in GHz Frequency Range
本研究比较了反谐振空芯光纤与传统实芯光纤在 GHz 频率 Brillouin 光散射实验中的性能，发现空芯光纤的自发散射信号强度低数个数量级，是低噪声光子实验的最佳单模光传输方案之一。
2025-05-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Wavelength-tunable doughnut beam generation using few-mode long-period fiber grating
在1060 nm附近制作了10 dB带宽为155 nm、3 dB带宽为415 nm的超宽带长周期光纤光栅，并将其与可调谐掺镱光纤激光器相结合，产生了1030 ~ 1099 nm范围内的环形光束，观察到了产生的光场的矢量性质。长周期光纤光栅还被用于将掺镱光纤放大器放大后的自发发射转换成宽带环形光束。
2021-10-18 physics.optics
Temporal localized structures in photonic crystal fiber resonators and their spontaneous symmetry breaking instability
本文对全光子晶体光纤谐振腔中时间局域结构的形成进行了解析和数值研究。这些耗散结构由孤立的或随机分布的峰在一个统一的背景强度分布。峰值的数量和它们的时间分布完全由初始条件决定。它们在有限的参数范围内表现出多稳态行为。在与调制不稳定性相关的第一阈值附近进行了弱非线性分析。我们考虑不稳定性不退化的区域。我们表明，四阶色散影响与形成明亮的时间局域化结构的阈值。我们估计解析和数值的线性和非线性校正引起的自发破缺反射对称介导的三阶色散移动的时间结构的速度。最后，我们表明，三阶色散影响与移动的时间局域化结构的阈值。
2014-08-21 nlin.PS physics.optics
Spectral properties of photon pairs generated by spontaneous four wave mixing in inhomogeneous photonic crystal fibers
光子晶体光纤（PCF）是通过自发四波混频产生光子对的优良介质之一。本文从理论和实验两方面研究光子晶体光纤的非均匀性对光子对光谱特性的影响。理论模型表明，非均匀光子晶体光纤中不同位置的光子对相干叠加，相位匹配函数的展宽谱中会出现调制，从而阻碍了光谱可分解光子对的实现。特别地，当近似满足非对称群速度匹配时，可以通过测量单个信号场或闲频场的频谱来检查非均匀性引起的调制。我们的实验是通过剪裁脉冲泵浦的光谱，以满足指定的相位匹配条件。从1.9 m非均匀PCF的不同段产生的单个信号光子的观测光谱与理论预测一致。这些研究不仅对基于光纤的量子态工程具有重要意义，而且为光子晶体光纤的均匀性测试提供了可靠的方法。
2012-02-09 physics.optics quant-ph
Photon pair generation by intermodal spontaneous four wave mixing in birefringent, weakly guiding optical fibers
本文从理论和实验两方面研究了在少模双折射光纤中通过自发四波混频过程产生光子对。在这些条件下，多个SFWM过程实际上是可能的，每个过程都与所涉及的四个波的横模的不同组合相关联。我们表明，在弱引导制度，其中的传播模式可以很好地近似线性偏振模式，偏离圆对称由于光纤双折射转化为守恒规则，保留元素的方位角和矩形对称：OAM和奇偶校验必须保存的过程是可行的。我们已经实现了一个SFWM源的基础上的“蝴蝶结”双折射光纤，并测量了收集的泵浦波长的SFWM光谱的每个信号和空闲光子与其合作伙伴的光子重合。我们已经使用了这些信息，连同知识的横向模式，其中的信号和空闲光子发射，作为输入的遗传算法，完成两个任务：i）识别的特定SFWM过程中存在的源，和ii）所使用的光纤的特性。
2016-05-18 physics.optics quant-ph
Fundamental noise limitations to supercontinuum generation in microstructure fiber
在一定的输入激光脉冲参数下，微结构光纤中产生的超连续谱上的宽带噪声会导致幅度波动高达50%。我们研究这种噪声使用实验测量和数值模拟与广义随机非线性薛定谔方程，找到良好的定量协议的范围内的输入脉冲能量和啁啾值。这种噪声是由两个量子噪声输入的非线性放大引起的：输入脉冲散粒噪声和光纤中的自发拉曼散射。
2002-12-06 physics.optics
Modeling Light Propagation and Amplification Efficiency in Highly Multimode, Yb-doped Fiber Amplifiers
Adelaide University（阿德莱德大学）；Yale University（耶鲁大学）；OzGrav - Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Adelaide Node（OzGrav-澳大利亚研究委员会引力波发现卓越中心，阿德莱德节点）；Future Industries Institute（未来产业研究所）
本文提出了一种用于高多模掺铒光纤放大器的数值模型，研究光传播和放大效率，分析了不同模式的生长速率及ASE抑制现象。
2026-03-12 physics.optics
Irreversible thermalization vs reversible dynamics mediated by anomalous correlators: Wave turbulence theory and experiments in optical fibers
Université Bourgogne Europe, CNRS, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ICB UMR 6303（勃艮第欧洲大学）；CMAP, CNRS, Ecole polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）；Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de Physique de Nice（尼斯蔚蓝海岸大学）；Department of Physics, University of Calabria（卡拉布里亚大学）；Department of Information Engineering, Electronics, and Telecommunications, Sapienza University of Rome（罗马智慧大学）
研究保守湍流波系统中的自组织现象，揭示两种不同湍流模式：一种是慢速不可逆热化过程，另一种是强相位相关性引发的快速可逆振荡动力学。
2026-04-30 physics.optics
Low-spatial-coherence broadband fiber source for speckle free imaging
我们设计并演示了一种基于光纤的放大自发发射（ASE）光源，该光源具有低空间相干性、低时间相干性和高模式功率。ASE是通过光学泵浦大增益芯多模光纤，同时最小化光学反馈以避免激射而产生的。光纤ASE光源提供270 mW的连续波发射，中心波长为λ = 1055 nm，半峰全宽带宽为74 nm。发射分布在多达~70个空间模式中，与光谱复合相结合时可以实现高效的散斑抑制。最后，我们展示了使用光纤ASE光源的无散斑全场成像。光纤ASE光源提供了每模高功率与低空间和低时间相干性的独特组合，使其成为全场成像和测距应用的理想光源。
2015-07-16 physics.optics
Raman tailored photonic-crystal-fiber for telecom band photon-pair generation
我们报道了一种新型非线性充液空芯光子晶体光纤的实验表征，该光纤通过自发四波混频产生电信波长的光子对。我们表明，在这个应用程序的优化过程中，链接的非线性液体的选择的光纤的设计参数，我们给出了一个例子，这样的优化在电信波长。结合这些波长的光纤和经典表征技术的建模，我们确定，所选的光纤和液体的组合，自发四波混频相位匹配频率范围内没有拉曼散射噪声污染。这是获得具有高信噪比的电信波段光纤光子对源的第一步。
2017-09-26 physics.optics quant-ph
Microresonator-Based Comb Generation without an External Laser Source
最近的发展表明，高Q值微谐振器中的参量四波混频（FWM）是产生光学频率梳的一种非常有前途和有效的方法，其应用包括光谱学、光学时钟、任意波形产生、频率计量和天文光谱仪校准。这些微谐振器平台中的每一个都利用了一种方案，其中系统由单频激光器在腔谐振下泵浦。该方案需要将泵浦波长调谐到谐振中，并且所产生的梳对泵浦功率或频率的波动敏感，这会破坏软热锁和梳的产生。我们展示了一种新型的光纤微谐振器双腔结构，由于其高态密度，优先振荡在微谐振器的模式，并产生强大的宽带梳（> 900 nm），而无需外部泵浦激光器。这种方案可以大大简化梳产生过程，并允许具有片上放大器的完全集成的芯片级源。
2013-05-22 physics.optics
Force of light on a two-level atom near an ultrathin optical fiber
利用模函数方法和格林张量技术研究了单模光纤中光对二能级原子的作用力。我们表明，总的力包括驱动场力，自发辐射反冲力，和纤维诱导范德华势。由于在引导模式中存在场的非零轴向分量，拉比频率以及因此引导驱动场的力的大小可以取决于传播方向。当原子偶极在对称平面内旋转时，由于原子的自发发射沿相反的传播方向不对称，会产生自发发射反冲力。基态原子的范德华势是非共振的，与激发态原子的范德华势的非共振部分相反。与基态的电势不同，激发态的电势可以根据从原子到纤维表面的距离而振荡。
2018-08-20 physics.optics quant-ph
Long-distance thermal temporal ghost imaging over optical fibers
提出了一种远距离两方之间的热鬼成像方案，并在长距离光纤上进行了实验验证。在该方案中，弱热光被分成两条路径。在一个路径中的光子根据它们的频率通过空间色散分量在空间上扩散，然后照射物体并记录其空间传输信息。另一路径中的光子通过时间色散分量而在时间上漫射。通过对两路光子的符合测量，利用两路光子之间的频率相关性，实现了对物体的鬼像成像。在实验中，利用硅波导中的自发四波混频制备了弱热光源。50 km长的单模光纤引入了时间色散，这也可以看作是光纤链路。实验结果表明，该方案可以在长距离光纤上实现。
2017-12-26 physics.optics
All-Fiber Source and Sorter for Multimode Correlated Photons
光子占据多个空间模式，为实现高维量子通信提供了巨大的希望。我们利用自发四波混频在少模光纤中产生多模光子对。我们使用全光纤模式分类器显示光子在光纤模式基础上相关。我们的演示为实现基于标准商用光纤的全光纤配置的高维量子协议提供了一个重要的构建模块。
2022-04-15 physics.optics quant-ph
Spontaneous synchronisation and exceptional points in breather complex
实验证明了呼吸复合体的自发同步和例外点（EP）诱导的脉冲产生机制。发现在锁模光纤激光器中形成9个呼吸子的组装复合体时，呼吸子的频率和相位是同步的。呼吸音是在复合体的呼吸频率离开或进入次谐波夹带的确切时间点形成的。这种新的脉冲产生机制应该与非厄米EP或时间平移对称性破缺有关。对锁模破坏和重建的研究揭示了同步与激光稳定的关系。这些发现可能会对超快光学、微腔梳、海洋呼吸行为、非厄米光学等领域的研究产生启发。
2022-06-05 physics.optics
Coherence loss of partially mode-locked fiber laser
随机驱动的非线性过程限制了自然系统中放大模的数量，这是由于竞争模的相互作用，当增加系统的复杂性时，伴随着相干性的损失。具体地说，我们发现，调制不稳定性，表现出很大的波动时，它是自发增长的噪声在保守系统中，可能具有高度的相干性耗散激光系统的增益。非线性模式相互作用可以是竞争性的或合作性的：调整腔内偏振状态控制相干性损失的过程。单次激发光谱表明，光纤激光器通过参量不稳定性将能量从中心波长模重新分配到边带，然后通过级联四波混频填充纵模。参量频率转换以位置、强度和偏振的随机分布填充纵向模式，从而产生部分（而不是高度）相干脉冲。这些动力学为非线性激光系统中复杂斑图形成提供了一条新的途径。
2016-01-05 physics.optics
Proposal for the generation of photon pairs with nonzero orbital angular momentum in a ring fiber
本文提出利用热诱导χ^(2)非线性的石英环形光纤，通过自发参量下转换在准相位匹配条件下产生非零轨道角动量相关光子对。
2014-09-20 physics.optics quant-ph
Optical Characterization of Disordered Yb-doped Silica Glass Anderson Localizing Optical Fiber
我们调查和报告的掺镱横向安德森定域光纤的光学和激光特性的光的传播，产生和放大过程中，这种新型的光纤发展的基本理解。最终，基于本文进行的测量和计算的目标是设计和构建具有高度定向光束的随机光纤激光器。这些测量是基于对该光纤中激光泵浦传播和放大的自发发射产生的某些观察。在传播方程中使用明智的近似，以简单的理论拟合实验观察来获得相关的所需参数，而不依赖于基于光纤预制件的预期构造的推测。
2021-09-23 physics.app-ph physics.optics
Luminescence in germania-silica fibers in 1-2 μm region
分析了高锗浓度（约30 mol. % GeO_2）在1-2 μm范围内的激光泵浦波长为532 nm。我们表明，这种纤维表现出高水平的发光，这不太可能允许观察光子三重态，在三阶自发参量下转换过程中产生的这种纤维。降低发光的唯一有效方法是纤维样品的氢饱和，然而，即使在这种情况下，残余发光的水平对于三光子配准仍然太高。
2017-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical Mode Control, Switching and Shaping In Few Mode Fiber Using a Fiber Piano
本研究利用光纤钢琴结合次优耦合与波片，在少模光纤中实现了最高至LP21空间模式的产生与重现，并验证了单光子水平的模式控制。
2024-07-16 physics.optics quant-ph
Engineered photon-pair generation by four-wave mixing in asymmetric coupled waveguides
三阶非线性过程需要相互作用场之间的相位匹配以实现高效率。典型地，在导波$χ^{(3)}$平台中，这通过设计穿过器件的横向轮廓的模式的色散来实现。然而，这限制了可以实现的相位匹配的灵活性。相反，我们分析了四波混频在一对非对称波导，并表明，相位匹配可以实现在任何$χ^{(3)}$波导耦合的非简并泵从相邻的波导。我们证明了这种方法在通过自发FWM产生光子对的情况下产生的额外灵活性，其中可以修改超模色散以产生纯预示的单光子-例如芯片级量子光子学的硅平台所需的关键能力。
2018-09-27 physics.optics quant-ph
Generation of correlated photon pairs in micro/nano-fibers
我们研究了在15厘米长的微米/纳米光纤（MNF）中通过自发四波混频产生相关光子对的情况。适当地制造MNF以满足用于分别在约1310和851 nm的波长处产生信号光子对和闲频光子对的相位匹配条件。光子计数测量产生的符合-偶然的比率为530的光子产生率约为0.002（0.0005）的信号（空闲）带中的每个脉冲。我们还分析了自发四波混频和拉曼散射产生的信号光子的光谱信息。除了发现拉曼散射的一些独特性质外，我们还发现单个信号光子的带宽远大于均匀结构的MNF的计算值。我们的研究表明，MNF是一个很有前途的候选人，发展的非经典光源和光子对的光谱特性可以用来无创测试的直径和均匀性的MNF。
2013-11-03 physics.optics quant-ph
Fiber-optic realization of anisotropic depolarizing quantum channels
我们采用电驱动的偏振控制器来实现单光子偏振态的各向异性去偏振量子信道。通道的特征在于通过辅助量子过程层析成像，使用自发参量下转换过程中产生的偏振纠缠光子。演示的去偏振方法提供了良好的可重复性，低成本，并与光纤设置兼容。它不会扰动单光子的模态结构，因此可以用来验证实验协议，管理退相干效应的基础上多光子干涉。
2010-07-21 physics.optics quant-ph
Thermalization of one-dimensional photon gas and thermal lasers in erbium-doped fibers
我们证明了在1550 nm波长范围内~ 200 nm的宽光谱范围内，标准掺铒光纤中光子的热化和玻色-爱因斯坦（BE）分布。我们的测量是在室温~ 300 K和77 K下进行的。这是光子在光纤腔中甚至在开放光纤中热化的一个特殊演示。它们是一维（1D）的，米长，具有低精细度，高损耗和小捕获分数的自发发射。此外，我们发现在edf腔共存的热平衡（TE）和激光没有一个整体反转。基于速率方程的理论分析支持了实验结果。
2017-03-28 cond-mat.stat-mech physics.optics
