UV soliton dynamics and Raman-enhanced supercontinuum generation in photonic crystal fiber
超快宽带紫外辐射在光谱学和光化学中具有重要意义，因为高光子能量使单光子激发成为可能，超短脉冲使时间分辨研究成为可能。在这里，我们报告使用充气空芯光子晶体光纤（HC-PCF）的高效超快非线性光学在紫外线。孤子自压缩的400 nm脉冲（前所未有的低）~500 nJ的能量下降到亚6 fs的持续时间，以及从这些孤子的可调谐色散波的共振发射。此外，我们还讨论了在充氢的HC-PCF中产生从深紫外到可见光的平坦超连续谱。与充氩光纤的比较表明，在高频增强拉曼增益，使氢系统更有效。随着HC-PCF技术的发展，我们预计这些基于光纤的紫外光源将带来新的应用。
2018-10-04 physics.optics
Directional supercontinuum generation: the role of the soliton
在本文中，我们数值研究了用飞秒脉冲泵浦氮化硅波导，两个零色散波长，产生超连续谱。波导色散被设计成使得泵浦脉冲处于正常色散状态。我们发现，由于自相位调制，初始脉冲展宽到非线性色散区，夹在两个正常色散区之间，在这里形成孤子。孤子和正常色散区中的展宽脉冲的相互作用通过非简并四波混频和交叉相位调制形成色散波而引起额外的光谱展宽。这种加宽主要发生在第二正常色散区。我们表明，在任何正常色散制度的泵浦允许扩大到其他正常色散制度。这种将连续谱延伸转向另一个正常色散区的方向的能力超出了夹层色散区的能力是定向超连续谱符号的基础。我们在数值上证实了在一个标准的二氧化硅微结构光纤的几何形状与两个零色散波长的方法。
2019-01-28 physics.optics
Dispersive wave emission and supercontinuum generation in a silicon wire waveguide pumped around the 1550 nm telecommunication wavelength
我们用实验和数值计算的方法研究了通信波长下硅线中的色散波发射、孤子裂变和超连续谱的产生。通过色散工程，我们实验证实了以前报道的数值研究[1]，并表明孤子的共振辐射的发射可以导致产生跨越500 nm的超连续谱。观察到一个很好的协议与数值模拟。
2014-03-14 physics.optics
Spectral wings of the fiber supercontinuum and the dark-bright soliton interaction
我们目前的实验和数值数据的超连续谱产生在正常的色散范围内，种子暗和自发产生的亮孤子有助于光谱展宽的光纤泵浦。我们报道了由亮孤子和暗孤子相互作用产生的色散辐射。这种辐射由两个微弱的色散脉冲组成，这两个脉冲不断地改变它们的频率，并形成超连续谱的短波长和长波长翅膀。
2017-07-14 nlin.PS physics.optics
Trapping of light in solitonic cavities and its role in the supercontinuum generation
我们证明，分裂的高阶N-孤子与随后的基本准孤子的喷射创建孤子腔，形成一对孤子与色散光被困在它们之间。作为被捕获的光从作为镜子的束缚孤子多次反射的结果，它们弯曲它们的轨迹并碰撞。在光谱域中，两个孤子分别接收到蓝色和红色的波长移动。被捕获的反弹光的光谱也会改变。这种现象强烈影响所产生的超连续谱的光谱特性。系统的参数，这是负责创建的腔的研究，揭示了预测和控制的孤子-孤子碰撞所引起的多次反射的被困光的可能性。
2013-07-18 nlin.PS physics.optics
Machine learning analysis of rogue solitons in supercontinuum generation
超连续谱产生是一个高度非线性的过程，当长泵浦脉冲注入光纤的反常色散区时，该过程表现出不稳定和混沌的特性。与此制度相关的一个特殊功能是长尾的“流氓波”的光谱强度的统计上的长波长边缘的超连续谱，链接到一个小数目的“流氓孤子”的极端红移的产生。在这里，我们应用机器学习来分析这些孤子在超连续谱边缘的特性，并展示了监督学习如何训练神经网络来预测这些孤子的峰值功率，持续时间和时间延迟，而不需要相位信息。该网络准确地预测了孤子特性的广泛的情况下，从纯调制不稳定性为主的光谱展宽的发病近倍频程跨越超连续谱与不同的流氓孤子。
2020-03-12 nlin.PS physics.comp-ph physics.optics
Looking at a soliton through the prism of optical supercontinuum
在过去的十年中，人们发现孤子在光子晶体和其他类型光纤中产生倍频程宽超连续谱中起着重要作用，从而改变和拓宽了光纤中孤子作为适合于信息传输的鲁棒粒子状结构的传统观点。这种显著的光谱展宽是通过色散辐射从孤子散射、发射和转换的复杂过程实现的。因此，孤子已成为光纤中非线性频率转换的主要参与者。人们发现这些过程与超冷原子和海浪的动力学有意想不到的相似之处。本次学术讨论会的重点是最近的理解和新的见解物理孤子辐射相互作用和超连续谱的产生。
2010-05-16 nlin.PS physics.optics
Efficient supercontinuum generation in quadratic nonlinear waveguides without quasi-phase matching
高效的超连续谱产生（SCG）需要在泵浦激光波长处激发孤子。二次非线性波导可以支持有效的自散焦非线性，因此可以在普通超快激光波长下直接产生孤子，而无需任何波导色散工程。在这里，我们实验证明了有效的SCG在标准的锂钛酸盐（LN）波导不使用准相位匹配（QPM）。通过使用波长在$1.25-1.5 μ\rm m$范围内的飞秒泵浦，其中LN具有正常色散，因此支持自散焦孤子，观察到倍频程跨越SCG。优化的中红外波导设计预计将支持更宽的光谱。无QPM设计降低了生产复杂性，允许使用更长的波导，限制不希望的光谱谐振，并有效地允许在QPM效率低下或不可能的情况下使用非线性晶体。这一结果对于中红外SCG是重要的，其中普通中红外非线性晶体中的无QPM自散焦波导可以直接支持中红外超快激光波长处的孤子，其中这些波导具有正常色散。
2014-12-10 physics.optics
Diffractive resonant radiation emitted by spatial solitons in waveguide arrays: towards a spatiotemporal supercontinuum generation
本文对克尔非线性波导阵列中空间孤子产生的衍射共振辐射进行了解析和数值研究。导出了孤子与辐射之间的相位匹配条件，并与直接脉冲传输模拟结果进行了比较。由于布里渊区的折叠色散导致一个奇特的反常孤子反冲，我们详细描述。施加在阵列上的线性电势产生光纤中拉曼自频移的模拟，现在仅应用于波数。我们证明，它是可能的，以模仿密切的时间光纤动力学，揭示了新的影响波数超连续谱的产生和“孤子自波数位移”的补偿所发射的衍射辐射。这项工作为设计独特的光学器件铺平了道路，这些器件可以产生具有可控方向性的光谱宽超连续谱。
2012-10-18 nlin.PS physics.optics
Soliton explosion driven multi-octave supercontinuum generation by geometry-enforced dispersion design in antiresonant hollow-core fibers
在充气波导中产生超快超连续谱是一种使能技术，适用于从阿秒计量到生物光子学的许多有趣的应用，其中光谱展宽的量关键地取决于传播模式的脉冲色散。在这里，我们表明，在充气反共振空芯光纤的结构共振提供了一个额外的自由度的色散工程，允许产生超过三个倍频程的宽带光范围内的深紫外波长到近红外。我们的观察依赖于在泵浦激光器的光谱附近的几何诱导共振优于气体色散的引入，利用氪填充光纤，我们在单模光纤中观察到了从200 nm到1.7 μm的光谱展宽，输出能量约为23 μJ。模拟结果表明，这种高效率的频率产生源于一种新的物理效应，即由强非绝热模色散分布引起的孤子爆炸，这种效应加上光纤的色散调谐能力，将使紧凑的超宽带高能量源从紫外到中红外光谱范围内跨越。
2017-01-13 physics.optics
Soliton compression and supercontinuum spectra in nonlinear diamond photonics
我们用数值方法探索合成晶体金刚石，以实现迄今为止难以用其他材料实现的范围内的新型光源，例如低于10 fs的脉冲持续时间和具有挑战性的光谱范围。我们通过非线性孤子动力学来评估用于控制光产生的片上金刚石波导的性能。定制这种金刚石波导的横截面允许设计具有定制零色散点和超过倍频程的异常色散范围的色散分布。在金刚石光子学中，可以实现各种传播动力学，包括通过孤子裂变产生超连续谱。与通常的硅基光纤形成鲜明对比的是，这种过程发生在米的尺度上，在金刚石中，毫米级的传播距离就足够了。孤子裂变前的未扰动孤子动力学允许确定一个脉冲自压缩的情况下，承诺破纪录的压缩因子芯片大小的传播长度。
2022-11-01 physics.comp-ph physics.optics
Photonic chip-based resonant supercontinuum
光纤中超连续谱的产生是人们发现的最引人注目的非线性效应之一，它可以将短脉冲转换成跨越多倍频程的相干谱。然而，产生相干和宽带的超连续谱需要同时具有高峰值功率的超短脉冲。这导致效率随着脉冲重复率的增加而降低，这阻碍了在微波线间距（即10 GHz）处的超连续谱。相比之下，孤子微梳可以产生倍频程跨越光谱，但只有在数百GHz的高重复率下才具有良好的转换效率。在这里，我们用共振超连续谱弥合了这一效率差距，允许使用超低6皮焦能量的输入脉冲产生超连续谱，持续时间为1皮秒，比典型的长10倍。通过将同步脉冲驱动应用于色散工程的低损耗Si $_3$ N $_4$光子芯片微谐振器，我们产生了具有强色散波的耗散克尔孤子，两者都与输入脉冲绑定。这产生了平滑的、平坦的2，200线频率梳，具有28 GHz的电子可检测重复率，构成了迄今为止产生的任何微梳的最大带宽-线计数乘积。引人注目的是，我们观察到，孤子存在于一个弱约束状态的输入脉冲，稳定其重复率，但同时允许噪声传输从一个到另一个被抑制，即使偏移频率低于线性腔衰减率的100倍。我们证明，这种非线性滤波可以通过脉冲驱动异步增强，以保持梳的相干性。两者合计，我们的工作建立了共振超连续谱作为一个有前途的路线，宽带和相干光谱。
2020-03-23 physics.optics
Gravity-like potential traps light and stretches supercontinuum in photonic crystal fibers
利用飞秒脉冲泵浦的光子晶体光纤可以产生具有纳焦耳输入能量的宽超连续谱。这一惊人的发现具有从光谱学和计量学到电信和医学的应用范围。超连续谱产生的物理原理包括孤子分裂、各种四波混频过程、拉曼诱导的孤子自频移和孤子介导的色散波产生。虽然所有上述效应有助于超连续谱的产生，但它们都不能解释从红外飞秒泵浦脉冲产生蓝光和紫光，这已经在光子晶体光纤中的超连续谱的首次观察中看到。在这项工作中，我们认为，最深刻的作用，在塑造的短波长边缘的连续发挥的作用，辐射捕获在一个类似重力的潜力所产生的加速孤子。这种效应的基本物理原理与作用在以恒定加速度运动的观察者上的惯性力有着直接的类比。
2007-08-29 physics.class-ph physics.optics
High-power supercontinuum generation in dielectric-coated metallic hollow waveguides
在这封信中，我们从理论上研究了一种新的方法，孤子诱导超连续谱的基础上的应用金属介质涂层的空芯波导。这种波导的低损耗允许使用具有增强的色散控制的较小直径，并且使得能够产生具有前所未有的高光谱峰值功率密度的两倍频程宽光谱，其比具有高相干性的标准PCF大高达五个数量级。我们还预言在这种波导中可以产生高功率的真空紫外超连续谱。
2009-03-02 physics.optics
Multiple-octave spanning mid-IR supercontinuum generation in bulk quadratic nonlinear crystals
明亮的宽带相干中红外辐射对于激发和探测分子振动是重要的。利用传统的二次非线性晶体如Li_2O_3的级联非线性特性，研究了自散焦近红外孤子在可见光、近红外和短波长中红外波段的超连续谱产生。晶体被切割用于非临界相互作用，因此单个中红外飞秒泵浦源的三波混频导致高度相位失配的二次谐波产生。这种自作用的级联过程导致在中红外泵浦波长处形成自散焦孤子，并且在自压缩点之后观察到多倍频程跨越超连续谱（覆盖1.6- $7.0~μ$ m）。结果记录在3- $4~μ$ m范围内泵浦的市售晶体LiInS $_2$中，但是也可以容易地使用其它中IR晶体。
2016-03-18 physics.optics
Harnessing and control of optical rogue waves in supercontinuum generation
我们对光子晶体光纤中产生的“光学流氓波”--极其罕见的极端红移孤子脉冲的演化动力学进行了数值研究[D. R. Solli等人，Nature第450卷，1054-1058（2007）]。我们的具体目标是使用非线性薛定谔方程模拟，以确定的流氓波动力学的方式，可以积极控制，我们证明，流氓波的产生可以通过一个数量级，通过一个小的调制在整个输入脉冲包络和有效地抑制通过使用一个滑动频率滤波器。
2008-01-17 physics.optics
Rare frustration of optical supercontinuum generation
在各种系统中会出现非常大的、罕见的事件，这些事件通常代表着它们行为的一个决定性特征。另一类极端事件，即意外故障，可能看起来不那么重要，但在要求严格可靠性的应用中，罕见的预期效果缺失可能是重要的。在这里，我们报告的观察罕见的超连续谱脉冲序列的差距，我们称之为流氓空隙事件。这些异常小的光谱带宽脉冲遵循反向重尾统计形式。以前的分析表明，流氓波，在超连续谱产生的相反的极端，出现随机增强的非线性。与此相反，流氓空洞出现时，光谱展宽的调制不稳定带内的前孤子功能之间的竞争被抑制。这种抑制效应也可以用弱控制脉冲从外部诱导。
2009-12-24 physics.optics
On-chip two-octave supercontinuum generation by enhancing self-steepening of optical pulses
最近，利用光子晶体光纤产生超连续谱已经取得了巨大的进展，但是在芯片上获得跨越倍频程的超连续谱是相当具有挑战性的，部分原因是高折射率对比度非线性集成波导中的强色散。我们通过模拟表明，在500 nm的波长范围内，氮化硅缝隙波导可以实现非常平坦和低色散。与以往报道的在反常色散区由高阶孤子裂变产生或在正常色散区由自相位调制产生的超连续谱不同，（总共360 THz）可以通过在几乎零色散区域中极大地增强非线性脉冲传播中的自陡来产生，当形成短至3fs的光学冲击时，这使得能够实现片上超宽带应用。
2011-04-15 physics.optics
Broadband, stable and highly coherent supercontinuum generation at telecommunication wavelengths in an hydrogenated amorphous silicon waveguide
氢化非晶硅（a：Si-H）是一种高度非线性的CMOS兼容光子平台。实验研究了在a-Si：H光子线波导中，利用能量小于5 pJ的飞秒脉冲，在通信波长下产生了跨度超过500 nm的超连续谱。数值模拟的脉冲在波导中的传播，实验特征的色散分布的基础上，表明超连续谱是孤子分裂和色散波产生的结果。结果表明，SC是高度相干的，并且在飞秒脉冲照射下，波导不会遭受材料退化。最后，在c-Si和a-Si：H波导中SC产生的直接比较证实了a-Si：H在电信波长处用于宽带低功率SC产生的性能高于c-Si。
2014-10-21 physics.optics
Optical-frequency measurements with a Kerr-microcomb and photonic-chip supercontinuum
在克尔微谐振器中形成的耗散孤子可以实现用于精密光学计量的芯片级频率梳。在这里，我们探索创建一个倍频程跨度，15 GHz的重复率微梳适合在近红外的f-2f自参考和光频比较。这是通过一个简单而可靠的方法来确定性地产生，并随后频率稳定，孤子脉冲序列中的硅盘谐振器。高效的氮化硅波导可提供跨越700至2100 nm的超连续谱，实现偏移频率稳定和光频测量，每模>100 nW。我们证明了稳定的梳通过执行微梳介导的比较两个超稳定的光学参考腔。
2017-10-08 physics.ins-det physics.optics
Angular Momentum Supercontinuum from Fibre Rings
宽带相干光携带的光学角动量在各种经典和量子通信应用中具有潜在的效用，但目前很少存在这样的光源。研究了耦合光纤环形阵列中超连续谱的产生。携带离散角动量的短脉冲经历孤子裂变，自发地破坏方位对称性。这导致具有宽带频谱以及非平凡角动量分布的脉冲的训练。这些时空孤立波，局部化在一个单一的纤维芯，发出一种不寻常的形式的共振辐射，可以存在，即使在没有内在的高阶色散，由环阵列的晶格色散引起的。我们探讨了光纤芯之间的耦合特性如何影响所产生的超连续谱，特别是如何温和地扭转阵列可以有效地操纵其角动量含量和共振频率通过诱导Peierls相位。
2019-08-27 physics.optics
Deep-UV to mid-IR supercontinuum generation driven by mid-IR ultrashort pulses in a gas-filled fiber
基于超短脉冲压缩的超连续谱（SC）产生是最有前途的技术之一，可用于光谱学和显微镜等应用的超宽带、高亮度和空间相干光源。在这里，多倍频程SC代充气空芯反谐振光纤（HC-ARF）的报告跨越从200 nm的深紫外（DUV）到4000 nm的中红外（中红外）。在第一反共振透射窗口中心波长（2460 nm）处，用~100 fs的脉冲泵浦，注入能量为~7-8 μJ，测得平均输出功率为5 mW。极端光谱展宽背后的机制依赖于强烈的孤子-等离子体非线性动力学，这导致有效的孤子自压缩和相位匹配的色散波（DW）在DUV区域的发射。在275 nm处观察到最强的DW，其估计的脉冲能量为1.42 μJ，对应于总输出能量的28.4%。此外，改变泵浦脉冲能量和气体压力的非线性动力学的效果和他们的直接影响SC产生的影响进行了研究。目前的工作铺平了一条新的道路，以气体为基础的超快非线性光学在新兴的中红外光谱制度的新的调查。
2018-05-09 physics.optics
Temporal Solitons in Microresonators driven by Optical Pulses
连续波激光器驱动的克尔非线性光学微谐振器已经实现了各种新颖的应用和现象，包括产生光学频率梳、超低噪声微波以及超短光脉冲。在这项工作中，我们打破了连续波光学驱动器的范式，并使用周期性的皮秒光脉冲。我们观察到在共振增强的驱动脉冲上确定性地产生稳定的飞秒耗散腔孤子。令人惊讶的是，孤子脉冲锁定到驱动脉冲，使得能够直接全光控制孤子的重复率和载波包络偏移频率，而不需要对微谐振器进行任何致动。当连续波驱动的微谐振器和非共振脉冲超连续谱产生相比，这种新的方法是更有效的，可以产生宽带频率梳在毫微微焦耳驱动脉冲能量和平均激光功率显着低于连续波驱动的微谐振器的参数阈值功率。本文的结果为连续波驱动的共振和脉冲驱动的非共振非线性光学的研究提供了一个新的思路。它们能够实现微光子脉冲压缩、超高效低噪声频率梳和共振超连续谱产生，适用于光学数据传输和光谱学等应用。从科学的角度来看，这些结果为时间和光谱结构光驱动的非线性光子学开辟了新的视野。
2016-12-28 physics.optics
Delocalized SPM rogue waves in normal dispersion cascaded supercontinuum generation
在级联的中红外（IR）超连续谱产生（SCG）的数值模拟中，我们已经研究了如何从SC的长波长部分的光谱和时间分布的孤子的合奏演变和相互作用时，耦合到正常的色散制度的高度非线性硫族化物光纤。这揭示了一种新的基本现象-在正常色散区以强自相位调制（SPM）加宽脉冲的形式产生时间和光谱上离域的高能流氓波。沿着局部SPM形状，流氓波在时间上和频谱上都是局部化的。我们证明，这种新形式的流氓波产生的脉冲间拉曼放大的SPM波瓣之间的许多脉冲，导致最初最延迟的脉冲吞下所有其他脉冲的能量。我们进一步证明，这种新型的流氓波的产生是一个关键的影响，在有效的长波长中红外SCG的基础上级联的SC光谱，并演示如何中红外SC光谱可以通过操纵流氓波的形状。
2020-07-12 physics.optics
Evolution of light trapped by a soliton in a microstructured fiber
我们观察了微结构光纤中脉冲捕获的动力学。几个周期的脉冲创建一个系统的两个脉冲：拉曼位移孤子陷阱脉冲在正常的色散制度。当孤子接近零群速度色散的波长时，拉曼位移突然终止，被捕获的脉冲被释放。特别地，陷阱的长度小于4ps，并且包含1ps的脉冲。在释放后，该脉冲不对称地扩展到10ps以上。此外，在高输入脉冲能量下，随着超连续谱的进一步发展，捕获动力学没有扰动。
2009-05-14 physics.optics
CEP-stable soliton-based pulse compression to 4.4 fs and UV generation at 800 kHz repetition rate
我们报告产生的飞秒超连续光谱从紫外到近红外和检测其载波包络相位变化的f到2f干涉。该光谱是在充气空芯光子晶体光纤中产生的，其中孤子动力学允许在800 nm处的OPCPA泵浦脉冲的CEP稳定的自压缩到1.7个光周期的持续时间，随后是色散波发射。该源在800 kHz重复率下提供高达1 μJ的脉冲能量，从而产生0.8 W的平均功率，并且可以在例如强场物理、泵浦探测测量和紫外频率梳计量中非常有用。
2019-09-11 physics.optics
Physical origin of higher-order soliton fission in nanophotonic semiconductor waveguides
在克尔介质中产生超连续谱已成为非线性光学的一个重要研究方向。它因促进了对孤子传播的理解以及它在广泛领域中的许多应用而闻名。激光的相干光谱展宽现在通常在实验室中进行，并用于商业白光源。目前，该技术的前景正在推动不同集成平台的实验，如绝缘体上半导体波导。光谱展宽的核心是高阶孤子分裂的概念。虽然在石英光纤中被广泛接受，但半导体波导中孤子衰减的动力学仍然知之甚少。特别是，二氧化硅中不存在的非线性损耗和自由载流子的作用仍然是一个悬而未决的问题。在这里，通过实验和模拟，我们表明，非线性损耗是占主导地位的扰动线波导，而自由载流子色散是占主导地位的光子晶体波导。
2018-05-14 physics.optics
Dispersion-tuning of nonlinear optical pulse dynamics in gas-filled hollow capillary fibers
本研究通过调谐气体压力改变色散区，实验探究充气空心毛细管光纤中超短激光脉冲的非线性动力学，揭示不同色散区的脉冲演化规律，并解释了正常色散区模拟与实验存在差异的原因。
2025-06-17 physics.optics
Real-time dynamics and cross-correlation gating spectroscopy of free-carrier Drude slow-light solitons
光孤子--在非线性和色散效应之间微妙平衡的稳定波--已经推进了超快光学和动力学领域，其贡献跨越了超连续谱的产生和孤子裂变、光学事件视界、霍金辐射和光学流氓波等。本文研究了在Drude模型的自由载流子非线性效应影响下，硅慢光光子带隙波导中的皮焦耳孤子动力学。利用实时和Single Shot放大色散傅里叶变换光谱同时结合高保真互相关频率分辨光门技术，研究了孤子稳定性极限、孤子动力学（包括自由载流子四次慢光标度和加速）以及Drude电子-空穴-等离子体诱导的Cherenkov辐射扰动和调制不稳定性。我们的实时Single Shot和时间平均互相关测量与我们详细的理论模型相匹配，研究在皮焦耳孤子的减少群速度自由载流子动力学。
2017-01-21 physics.optics
Soliton dynamics in the multiphoton plasma regime
孤立波一直吸引着科学家的想象力，从超连续谱光实现的光谱学和计量学的根本突破，到无色散慢光的间隙孤子，以及晶格中的离散空间孤子等。强场原子物理学的最新进展包括阿秒脉冲和高次谐波产生的令人印象深刻的演示，通过光电离的自由电子在气体中的极端强度为1014 Wcm 2。在这里，我们报告的第一个相位分辨观测飞秒光孤子在半导体微芯片，多光子电离在皮焦耳能量和1010 Wcm 2的强度。戏剧性的非线性导致皮焦耳观察自由电子诱导的蓝移在1016厘米3的载流子密度和自啁啾飞秒孤子加速。此外，我们还证明了孤子分裂的时间门控动力学，以及由于快自由电子动力学导致的孤子复发的抑制。这些在高色散慢光介质中的观测揭示了一组丰富的控制超低功率非线性光子等离子体动力学的物理学。
2013-01-24 physics.optics
Mimicking the nonlinear dynamics of optical fibers with waveguide arrays: towards a spatiotemporal supercontinuum generation
我们用数值方法证明了当长脉冲发射到系统中时，在具有克尔非线性的波导阵列中产生的所谓衍射共振辐射的时空版本的形成。衍射共振辐射的相位匹配条件，我们已经发现较早的连续波光束也适用于时空的情况下。通过引入线性势，可以引入线性脉冲的中心波数的连续移位，而在非线性情况下，可以证明孤子自波数移位可以通过衍射共振辐射的发射来补偿，其方式与光纤中所做的非常相似。这项工作为设计独特的光学器件铺平了道路，这些器件通过利用光纤和波导阵列的组合物理特性来产生具有可控方向性的光谱宽超连续谱。
2013-05-31 nlin.PS physics.optics
Experimental observation of self-frequency-shifting Raman quasi-solitons in a fiber Fabry-Perot resonator
本文实验观测了脉冲泵浦高Q值光纤法布里-珀罗谐振腔中由四阶色散调制不稳定性诱发的自频移拉曼准孤子，首次用色散傅里叶变换识别该过程，并通过同步失配抑制实现标准耗散克尔孤子。
2025-05-05 physics.optics
On-chip directional octave-spanning supercontinuum generation from high order mode in near ultraviolet to infrared spectrum using AlN waveguides
片上紫外-红外（UV-IR）光谱频率计量作为量子物理、化学和生物学基础研究的表征工具至关重要。由于强的材料色散，传统技术无法证明可以应用于产生覆盖整个UV-IR波长的相干宽带光谱的设备。在这项工作中，我们探索了几种新的技术，用于超连续谱产生覆盖近紫外到近红外光谱使用AlN微光子波导，这是必不可少的频率计量应用：首先，创建异常色散，高阶模式（TE 10），连同其精心设计的高效激发策略。其次，通过三阶色散和二次谐波产生，利用孤子裂变展宽光谱，实现了近红外到近紫外的定向能量转移。最后，采用高质量的AlN单晶材料实现了从紫外到红外的宽带透明，在0.36 nJ的较低脉冲能量下，超连续谱产生的实验光谱范围从490 nm到1100 nm以上，二次谐波产生带从405 nm到425 nm。这项工作为紫外-红外全光谱片上频率计量应用铺平了道路。
2019-09-13 physics.app-ph physics.optics
Low-Energy, Octave-Spanning Supercontinuum Generation in Ta_2O_5 Waveguides: Towards Optical Coherence Metrology
Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；School of Artificial Intelligence, OPtics and ElectroNics, Northwestern Polytechnical University（西北工业大学人工智能与光学电子学院）；School of Integrated Circuits, Northwestern Polytechnical University（西北工业大学集成电路学院）；Key Laboratory of Light Field Manipulation and Information Acquisition, Ministry of Industry and Information Technology, and Shanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physical Science and Technology, Northwestern Polytechnical University（工业和信息化部光场调控与信息获取重点实验室，山西省光信息技术重点实验室，西北工业大学物理科学与技术学院）
本研究提出了一种低能耗的Ta₂O₅波导，实现两八度跨度的超连续谱生成，展示了在生物医学成像和精密计量中的应用潜力。
2026-02-12 physics.optics
Theory of radiation trapping by the accelerating solitons in optical fibers
本文提出了一种描述光纤中喇曼孤子对正常色散辐射的捕获的理论。辐射分量的频率不断蓝移，孤子的频率不断红移。捕获效应的基础物理学是在加速参考系中作用于光的类似惯性引力的力的存在。我们提出了分析计算的孤立子和捕获的辐射的相对频率移动的速率，并发现它是大于裸拉曼孤子的红移的速率。我们的发现对于理解光子晶体光纤中产生的超连续谱的高频边缘向更高频率的连续移动是必不可少的。
2007-08-29 nlin.PS physics.optics
On the statistical interpretation of optical rogue waves
数值模拟被用来讨论与高度非相干光谱相关的噪声驱动的光纤超连续谱产生中观察到的“光学流氓波”统计的各个方面。特别是，我们考虑如何长波长的光谱过滤影响的峰值功率的统计分布的特性，我们对比的统计数据的光谱过滤SC的统计数据的最红移的孤子在SC的峰值功率和最大峰值功率在整个时间字段没有光谱选择。对于后者的情况下，我们表明，未过滤的统计分布仍然可以表现出长尾，但在这种情况下的极端事件对应于不同频率的孤子之间的碰撞。这些结果证实了碰撞动力学在超连续谱产生中的重要性。我们还表明，碰撞引起的事件满足一个扩展的流体动力学定义的“流氓波”的特点。
2010-07-16 physics.flu-dyn physics.optics
Dispersion-managed octave soliton microcombs in heterostructured microresonators
Tsinghua University（清华大学）
本研究提出异质结构微谐振器宽带色散管理策略，制备氮化硅微谐振器生成低重复频率倍频程孤子光频梳，可应用于光钟等领域。
2026-08-11 physics.optics
Ultra-broadband transient absorption down to 200 nm enabled by soliton dynamics in gas-filled hollow capillary fibers
University of Basel（巴塞尔大学）；Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）
该研究利用充气空心毛细管光纤的孤子动力学，实现了覆盖200-800 nm的超宽带飞秒瞬态吸收，分辨率达9 μOD，成功解析Fe(II)配合物的DUV超快自旋交叉动力学，为研究DUV波段光物理化学动力学提供了新方法。
2026-08-28 physics.optics
Predicting ultrafast nonlinear dynamics in fibre optics with a recurrent neural network
超短脉冲在光纤中的传输表现出复杂的非线性动力学特性，在高功率脉冲压缩和宽带超连续谱产生等领域有着重要的应用。然而，这种非线性演化敏感地依赖于输入脉冲和光纤特性，并且为了应用目的而优化传播需要基于非线性薛定谔型方程的概括的广泛的数值模拟。这对计算要求很高，并在使用数值技术实时设计和优化实验时产生了严重的瓶颈。在这里，我们提出了一个解决这个问题的方法，使用基于机器学习的范例来预测复杂的非线性传播的光纤与循环神经网络，绕过了直接数值解的一个执政的传播模型的需要。具体而言，我们展示了如何循环神经网络与长期短期记忆准确预测的时间和光谱演化的高阶孤子压缩和超连续谱的产生，仅从一个给定的变换限制输入脉冲强度分布。孤子压缩的情况下，与实验的比较显示出显着的协议在时间和频谱域。在光学中，我们的结果很容易适用于脉冲压缩和宽带光源的优化，更普遍地在物理学中，他们打开了新的视角，在所有的非线性薛定谔型系统的研究中的玻色-爱因斯坦凝聚体，等离子体物理和流体力学的研究。
2020-04-29 nlin.PS physics.optics
Newton's cradles in optics: From to N-soliton fission to soliton chains
研究了在三阶色散（TOD）作用下非线性光波产生牛顿摆（NC）的机理。NC结构的形成在光纤中高阶N孤子的分裂过程中起着重要的作用。初始N-孤子分裂成一个非均匀的基本准孤子链后，最高的一个沿着整个链，通过与其他孤子的连续碰撞，然后逃逸，而其余的脉冲链停留作为一个束缚态，由于它们之间的辐射介导的相互作用。增加初始孤子的阶数，$N$，导致传输通过，并释放额外的孤子与增强的功率，随着辐射的发射，这可能会表现出宽带超连续谱。NC动力学制度仍然强大的存在下，额外的扰动，如拉曼和自陡效应，和色散项以上的三阶。它表明，本质上是相同的NC机制诱导的有限段的周期性波列（特别是孤子链）的TOD。与机械NC的一个很大的区别是，TOD驱动的脉冲通过孤子阵列收集其他孤子的能量和动量。因此，非线性波脉冲的均匀和非均匀阵列提供了机械NC的基本扩展，其中准粒子与机械珠不同，非弹性地相互作用，交换能量并产生辐射。然而，NC链的特征现象也可以在这些非线性波设置中清楚地识别。
2013-05-25 nlin.PS physics.optics
Spatiotemporal Nonlinear Pulse Dynamics in Multimode Silicon Nitride Waveguides
该研究提出基于开源多模非线性薛定谔方程的模拟方法，分析6μm宽氮化硅波导中飞秒脉冲演化，发现输入模式工程可调控非线性动力学，为集成光子平台中超连续谱生成等应用提供策略。
2025-08-26 physics.optics
Stabilization and Destabilization of Multimode Solitons in Nonlinear Degenerate Multi-Pass Cavities
Fudan University（复旦大学）；State Key Laboratory of Surface Physics, Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures (MOE), and Department of Physics, Fudan University（复旦大学表面物理国家重点实验室、微纳光子结构教育部重点实验室和物理系）；Shanghai Key Laboratory of Metasurfaces for Light Manipulation, Fudan University（复旦大学光操控超材料上海市重点实验室）
本研究针对强克尔非线性下固体多通腔中飞秒脉冲因多模耦合难以稳定的问题，采用Floquet理论和微扰模型发现模式耦合抑制介质长度，实现高非线性相位下的稳定传输与超13倍脉冲压缩，为先进多通腔设计提供指导。
2025-08-29 nlin.PS physics.optics
Dual-comb dispersion measurement in LiNbO3-on-insulator waveguides at telecom wavelengths
本文提出双梳光谱法测量电信波长下绝缘体上铌酸锂脊形波导的色散，绘制基模TE/TM群速度色散随顶部宽度变化，为光子集成器件表征提供新工具。
2023-12-28 physics.optics
High-brightness seven-octave carrier envelope phase-stable light source
具有从UV到THz的光谱覆盖范围的相干和少周期持续时间光波形的高亮度源将为从生物化学传感到时间分辨和非线性光谱学到阿秒光波电子学的一系列壮观的应用提供前所未有的多功能性和机会。各种源与频率转换和超连续谱产生的组合可以提供相对较大的光谱覆盖范围，但许多应用需要更宽的光谱范围和低抖动同步用于时域测量。在这里，我们提出了一个载波包络相位稳定的光源，种子由中红外频率梳，同时光谱覆盖7个光学倍频程，从紫外（340 nm）到太赫兹（40，000 nm）。将抗共振反射光子晶体光纤中的孤子自压缩和色散波产生与BaGa_2GeSe_6中的脉冲内差频产生相结合，光谱亮度比同步辐射光源高2-5个数量级。这使得高动态范围的光谱学成为可能，并为阿秒物理学和材料科学提供了诱人的前景。
2020-11-02 physics.optics
