Nonlinear switching in a concentric ring core chalcogenide glass optical fiber for passively mode-locking a fiber laser
提出了一种基于非线性开关的全光纤锁模器件，该锁模器件工作在一种新型的同心环芯光纤结构中。考虑到锁模光纤激光器腔中的制造和耦合到其他部件的容易性，该设计特别有吸引力。研究了这种耦合器的非线性开关特性，得到了相对功率传输。分析表明，这种非线性开关用于锁模光纤激光器是可行的，且对制作误差具有一定的宽容性。
2014-01-30 physics.optics
Self-starting nonlinear mode-locking in random lasers
在超快多模激光器中，锁模是通过特殊的装置来实现的，比如可饱和吸收器或调制器，允许非常短的脉冲。这是因为在不同的，均匀的，频率的模式之间引起的非线性相互作用。理论预测，同样的模式锁定将发生在随机激光器中，但在没有任何设备的情况下，它的检测到目前为止是不可行的。由于对随机激光器的现象学和理解的普遍兴趣，而且，因为它是自启动锁模的第一个例子，我们设计并测试了一种测量这种特殊的非线性耦合的方法。通过对多模关联的详细分析，我们为GaAs晶体粉末无腔随机激光器中非线性模耦合的发生及其自启动锁模性质提供了明确的证据。强度峰之间的多点相关的行为进行了测试对非线性频率匹配条件相当于一个潜在的相位锁定在有序超快激光器。非平凡大的多点相关性，清楚地观察到空间重叠的共振，并变成敏感地依赖于频率匹配得到满足，最终证明了非线性锁模耦合的发生。
2019-03-31 cond-mat.dis-nn physics.data-an physics.optics
Mode-locking based on a zero-area pulse formation in a laser with a coherent absorber
在连续窄带可调谐染料激光器中，实验上观察到具有大相位弛豫时间T2的碘分子吸收单元的锁模现象。结果表明，锁模是由于光与吸收介质的相干相互作用导致拉比振荡，从而在吸收体中形成零面积（0π-）脉冲。这种锁模机制不同于饱和起主要作用的大多数典型的被动锁模机制。
2016-08-15 physics.optics
Laser-cavity locking at the $10^{-7}$ instability scale utilizing beam elipticity
超稳激光器是科学技术中精密测量的支柱。这样的激光器通过频率锁定到参考腔来获得其稳定性。迄今为止，最先进的锁定性能是使用基于频率调制的方法实现的，并辅之以有源漂移消除系统。我们展示了一个全被动的，无调制的激光腔锁定技术（挤压锁定），利用误差信号产生的光束椭圆率的变化，和相干偏振后选择噪声弹性。通过比较两个完全相同的原理验证系统，我们发现了$5 \times 10^{-7}$在10 s平均时相对于腔线宽的频率锁定不稳定性。结果超过了过去五十年来设计的方法的表现，为进一步提高激光频率稳定的精度和简单性开辟了一条新的道路。
2022-03-09 physics.atom-ph physics.optics
Optimization of laser stabilization via self-injection locking to WGM microresonator
自注入锁定是一种动态现象，表示具有无源腔的振荡器的发射频率的稳定，该无源腔使得能够对振荡器腔进行频率滤波相干反馈。例如，半导体激光器到高品质因数（高Q）回音壁模式（WGM）微谐振器的自注入锁定可以导致激光器线宽的多个数量级的减小。这一现象在实验中得到了广泛的研究，但其详细的理论模型，允许提高稳定性能还不存在。在本文中，我们开发了这样一个理论。介绍了在实验中表征自注入锁定效率的5个参数，即后向散射效率、激光器与高Q腔之间的相位延迟、激光器与高Q腔之间的频率失谐、泵浦耦合效率、激光器与微谐振腔之间的光程长度。计算表明，与非最佳自注入锁定情况相比，激光线宽可提高两个数量级。我们提出的最佳自注入锁定制度的实验实现的建议。该理论模型提供了对自注入锁定的更深入的理解，有利于自注入锁定振荡器的多种实际应用。
2020-06-09 physics.optics
Long-term Stabilization of Fiber Laser Using Phase-locking Technique with Ultra-low Phase Noise and Phase Drift
回顾了锁模光纤激光器长期稳定中常用的锁相技术，研究了传统锁相技术对相位噪声的限制。为了突破这一限制，我们提出了一种改进的锁相技术与光学微波相位检测器，以实现超低相位噪声和相位漂移。文中还讨论了这种新型锁相技术的机理和理论模型。长期稳定实验表明，改进后的方法可以实现MLFL的长期稳定，并具有超低的相位噪声和相位漂移。改进的锁相技术的优良锁定性能意味着该技术可以用于稳定锁模光纤激光器与高稳定H-主或光时钟没有稳定性损失。
2014-03-11 physics.optics
Thermo-optic locking of a semiconductor laser to a microcavity resonance
实验研究了半导体激光器与集成环形光学微谐振腔的热光锁定。该锁保持超过12小时的时间段，而不需要任何电子控制系统。通过微谐振器内的散射中心引起的光反馈实现快速控制，由于光加热而导致的热锁定保持腔和激光器之间的相长干涉。此外，光反馈还可以缩小激光器的线宽，超高质量的微环谐振为超低线宽的片上激光器提供了可能。
2009-09-06 physics.atom-ph physics.optics
Dual-color Q-switched mode-locking in an Erbium-doped fiber laser
本文构建双色调Q锁模掺铒光纤激光器，首次观测到光谱类束缚态包络，并利用耦合Ginzburg-Landau方程数值揭示其形成机制及两种脉冲演化模式。
2024-06-05 physics.optics
Dispersion managed mode-locking dynamics in a Ti:Sapphire laser
我们提出了什么是我们所知的最完整的1-D数值分析的演化和超短激光脉冲在钛：蓝宝石激光振荡器的传播动力学。本研究证实了色散控制的锁模模型，并强调了克尔非线性在产生具有平滑和良好光谱相位的锁模光谱中的作用。一个非常好的协议与初步的实验测量。
2005-11-14 physics.optics
Frequency locking of tunable diode lasers to a stabilized ring-cavity resonator
我们演示了一种将可调谐半导体激光器的频率锁定到环形腔谐振器的技术。谐振腔被稳定到二极管激光器，二极管激光器又被锁定到原子跃迁，从而使其绝对频率校准。环形腔设计的主要优点是没有激光器的反馈不稳定。该腔具有1.3 GHz的自由光谱范围和约35的$Q$，这给出了激光器的鲁棒锁定。锁定的激光器能够跟踪腔的大扫描。
2002-04-19 physics.atom-ph physics.optics
Phase-locking of lasers with Gaussian coupling
本文提出了一种不受阵列几何形状、位置、方向、周期或尺寸影响的稳定同相锁定方法。该方法依赖于在激光器阵列的远场平面中插入腔内高斯孔径。稳定的相位锁定的$90$激光器，其远场图案是由具有极高的功率密度的尖锐的斑点，获得了各种阵列的几何形状，即使在存在近简并的解决方案，几何挫折或叠加的独立的纵向模式。激光器的内部相位结构也可以被抑制，以便获得具有均匀相位和总体高光束质量的纯高斯模式激光输出。该方法可以潜在地提高最近开发的用于解决各种计算问题的激光模拟器的性能。
2021-06-04 physics.optics
Self-injection locking of the gain-switched laser diode
实验上观察到增益开关激光器对高Q光学微腔的自注入锁定。我们发现，由增益开关激光器产生的梳齿经历了显着减少梳齿线宽在这个政权。我们证明了亚kHz量级的梳齿的洛伦兹线宽与非开关自注入锁定激光器一样窄。这种设置允许产生高对比度电可调谐光学频率梳，其具有在从10 kHz到10 GHz的宽范围内的可调谐梳线间隔。针对各种调制参数-调制频率和幅度，以及针对定义自注入锁定的效率-锁定相位、耦合效率、泵浦频率失谐的参数，研究了所生成的梳的特性。
2021-10-13 physics.optics
Volume Free Electron Laser - Self-Phase-Locking System
结果表明，体自由电子激光是一个自相位锁定系统。导出了描述在超辐射区和长脉冲情况下的锁相过程和聚束产生对进入VFEL腔的时间的依赖关系的方程。导出的方程适用于描述相对论返波管光栅中的上述过程。
2013-01-18 physics.acc-ph physics.optics
Phase-locking of two self-seeded tapered amplifier lasers
报道了两个基于自种子锥形放大器的半导体激光器的锁相。在这些激光器中，使用窄带高透射干涉滤波器进行频率选择来实现线宽的减小。该激光器结合了紧凑的设计与洛伦兹线宽低于200 kHz，输出功率为300 mW。我们描述了锁相激光系统的相位噪声，并研究了它在原子干涉仪中用于相干分束的潜力。
2010-03-18 physics.atom-ph physics.optics
Injection locking of a semiconductor laser to a multi-frequency reference beam
注入锁定是用于相干光放大的公知且常用的方法。通常注入锁定是用单频种子光束完成的。在这项工作中，我们表明，注入锁定的情况下，也可以实现多频种子光束时，从激光器提供足够的频率滤波。一个相关的参数原来是自由运行的从激光器和每个注入的频率分量之间的频率失谐。稳定的选择性锁定到一组分离的$1.2\,$ GHz的三个组件获得0和$1.5\,$ GHz之间的（正）失谐值取决于播种功率（范围从10到150微瓦）。这一结果表明，使用不同的从激光器为每条线，一组相互相干的窄线宽高功率辐射模式可以获得。
2013-11-22 physics.optics quant-ph
Low-loss flake-graphene saturable absorber mirror for laser mode-locking at sub-200-fs pulse duration
可饱和吸收体是飞秒激光器锁模的关键元件。含有石墨烯薄片的聚合物膜最近已被用于传输作为激光锁模器，但遭受高的非饱和损耗，限制了它们在低增益激光器中的应用。在这里，我们提出了一种基于纯石墨烯薄片薄膜的可饱和吸收镜。该器件用于掺铒光纤激光器的锁模，产生最先进的亚200 fs持续时间的脉冲。激光特性测试表明，该薄膜具有较低的非饱和损耗（单程13%）和较大的吸收调制深度（45%的低功率吸收）。
2011-11-25 physics.optics
Injection locking of a high power ultraviolet laser diode for laser cooling of ytterbium atoms
研制了一套波长为399 nm的高功率紫外激光二极管激光冷却镱原子的激光系统。该系统由一个外腔激光二极管和另一个激光二极管组成，外腔激光二极管提供40 mW的稳频输出，另一个激光二极管通过注入锁定将激光功率放大到220 mW。用于优化我们的注入锁定的系统方法也可以应用于任何其他波长的高功率光源。该系统不依赖于复杂的非线性倍频，对实现可传输的光晶格钟具有重要意义，对凝聚态物理和利用冷原子进行量子信息处理的研究也有重要意义。
2014-12-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Cavity locking with spatial modulation of optical phase front for laser stabilization
本文研究了通过空间调制光束相位波前的光腔锁定激光稳频技术。该方法的基本原理的理论描述，并特别注意到剩余幅度调制（RAM）所造成的实验缺陷，特别是空间相位调制器的制造误差。所研究的锁定方法具有Pound-Drever-Hall方法和倾斜锁定方法的共同优点，为消除相位调制中的RAM噪声，实现激光器的最终稳定性提供了一种更为巧妙的方法。在成本和便携性是一个实际问题的情况下，所研究的方法允许实现紧凑的激光稳定系统锁定到法布里-P $\acute{\mbox{e}}$旋转腔，而不使用昂贵的笨重的设备，如信号发生器和电光调制器。
2022-07-12 physics.optics
Amplification of nanosecond laser pulse chain via dynamic injection locking of laser diode
报道了一种新的用于高速波长开关的纳秒激光脉冲产生方法，在自由运转条件下，从激光二极管相对于主激光器产生几十GHz的蓝失谐.通过用尾纤电光强度调制器调制连续波主激光器产生的ns脉冲链被注入到从激光二极管中，以快速来回切换从激光器的波长。从激光器的输出光束经温控标准具滤波后得到放大脉冲链。基于我们的动态注入锁定方案，我们产生了一个ns尺度的方脉冲链，有效的ON/OFF比为10^8，考虑到至少60 dB的散射抑制，通过调谐光-原子相互作用与远共振失谐和26.7 dB的抑制比的标准具。通过研究注入锁定的动态过程，确定了注入锁定对注入功率和频率失调的依赖关系。
2016-12-03 physics.atom-ph physics.optics
Phase-coherent repetition rate multiplication of a mode-locked laser from 40 MHz to 1 GHz by injection locking
我们已经使用注入锁定倍增的被动锁模飞秒光纤激光器的重复频率从40 MHz到1 GHz，同时保持主激光器和从输出之间的光学相位相干。该系统几乎完全在光纤中实现，并结合了增益和无源饱和吸收。从重复率被设置为主重复率的有理数谐波，从而在主重复率和从重复率的最小公倍数处引起脉冲形成。
2011-11-25 physics.optics
Low frequency-to-intensity noise conversion in a pulsed laser cavity locking by exploiting Carrier-Envelope Offset manipulation
我们报告的依赖性的频率到强度的噪声转换锁定的超快激光对高精细光学谐振腔从载波包络偏移（CEO）频率。通过腔精细度和激光CEO频率的适当组合，可以优化陷获到光学谐振腔中的激光强度的信噪比。的理论描述的问题连同数值模拟和实验结果的目的是一个强大的抑制的强度波动的被困激光场。
2022-01-25 physics.optics
Exact solution of the nonlinear laser passive mode locking transition
本文首次对被动锁模激光器进行了统计力学研究，在假设孤子条件下，研究了激光器的所有主要物理过程：饱和吸收、克尔非线性、抛物增益滤波和群速度色散。我们实现了一个精确的解决方案，在热力学极限，腔长的脉冲宽度，占空比的比率，趋于无穷大。热力学依赖于一个单一的无量纲参数$γ$，相关长度与脉冲宽度的比值。相图由一个有序的锁模相和一个无序的连续波相组成，它们被$γ=9$处的一级相变分开。该模型属于一类新的可解统计力学模型与非平凡相图。结果表明，被动锁模是一种热力学相变。
2004-07-20 cond-mat.stat-mech physics.optics
Passive harmonic mode-locking by mode selection in Fabry-Perot diode lasers with patterned effective index
我们展示了被动谐波锁模的量子阱激光二极管设计支持离散梳的法布里-珀罗模式。使用腔有效折射率的非周期性图案化来实现模式光谱的光谱过滤。通过选择6个间隔为基模间隔两倍的模，在重复频率为100 GHz时获得了脉宽为2 ps的近变换极限脉冲输出。
2010-12-17 physics.optics
Mode-locking induced by coherent driving in fiber lasers
在锁模激光器中产生稳定的短光脉冲对于许多应用来说是非常重要的。锁模是一个广泛的概念，它包括能够形成短脉冲的不同过程。它通常需要一个腔内机制，区分单模和集体模式激光，这可能是复杂的，有时会增加噪声。此外，已知的锁模方案不能保证载波的相稳定性。在这里，我们从理论上提出，注入失谐信号无缝导致锁模光纤激光器。我们发现，锁相脉冲，类似于腔孤子，存在于一个广泛的参数范围。在该状态下，由于非瞬时增益饱和，激光器表现为无源谐振腔。
2022-01-25 nlin.PS physics.optics
The mode-locking transition of random lasers
激光器自发锁模的发现，腔中电磁模式的同步振荡已经成为光子学的里程碑，允许实现提供超短脉冲的振荡器。到目前为止，这个过程只发生在标准的激光器中，只有在特定的设备（可饱和吸收体）存在的情况下。在这里，我们表明，锁模也可以自发地出现在随机激光器由微米级的激光共振居住在本质上无序的，自组装的纳米尺寸的颗粒集群。此外，通过设计一种新的模式选择性泵浦机制，我们表明，它是可以连续驱动系统的配置，其中各种激发的电磁模式振荡的形式，几个弱相互作用，共振集体强相互作用的制度。通过实现有史以来最小的锁模器件，我们开辟了新一代小型化和全光控光源的道路。
2013-04-12 physics.optics
Frequency comb injection locking of mode locked lasers
在弱注入区，解决了被动锁模孤子激光器脉冲训练与外注入脉冲训练的双频同步问题。源和目标频率梳通过间隔和偏移频率失配来区分。锁定图映射失配参数空间中的域，其中梳状结构的稳定锁定是可能的。我们分析了锁定行为对源脉冲和目标脉冲的相对频率和啁啾的依赖性，以及相对偏移频率必须主动稳定的条件。锁定稳态的特征在于固定的源-目标时间和映射锁定域的相移。
2012-12-18 nlin.CD physics.optics
Large energy mode locking of an erbium-doped fiber laser with atomic layer graphene
报道了利用原子层石墨烯被动锁模的掺铒光纤激光器中大能量脉冲的产生。利用该激光器直接产生了单脉冲能量达7.3nJ、脉宽415fs的稳定锁模脉冲。我们的研究结果表明，原子层石墨烯是一种很有前途的可饱和吸收体的大能量锁模。
2009-09-30 nlin.PS physics.optics
Hybrid optical and electronic laser locking using spectral hole burning
我们报道了一种窄线宽激光二极管系统，该系统利用低温Tm：YAG中的光谱孔的光学和电子反馈来稳定。该激光系统具有非常低的相位噪声。两个激光器之间的拍频信号在毫秒时间尺度上的频谱要么受到傅立叶限制，要么受到-111dBc/Hz噪声基底的限制。由此产生的激光器非常适合于涉及稀土离子掺杂剂的量子光学和传感应用。
2010-08-02 physics.optics
Optimization of laser stabilization via self-injection locking to a whispering-gallery-mode microresonator: experimental study
半导体激光器对高品质因数微谐振腔的自注入锁定被广泛用于频率稳定和线宽窄化。我们构建了几个基于微谐振器的激光源，测量的瞬时线宽为1 Hz，并使用它们进行调查和实施的自注入锁定效应。我们分析和实验研究了稳定系数对可调参数，如锁定相位和耦合率的依赖关系。结果表明，精确控制的锁定相位允许微调所产生的频率从稳定的激光二极管。我们还表明，这是可能的，这样的激光源，实现快速连续和线性频率调制的注入电流调谐内的自注入锁定制度。我们概念性地演示了相干调频连续波激光雷达在10公里的距离使用这样的微谐振器稳定的激光二极管在频率啁啾制度和测量速度低至亚微米每秒在未调制的情况下。这些结果可能对尖端技术应用，如空间碎片监测和远距离物体分类、高分辨率光谱学及其他方面有意义。
2022-11-24 physics.optics
Towards CW modelocked laser on chip -- large mode area and NLI for stretched pulse mode locking
高功率集成锁模激光器对于下一代可现场部署和大规模生产的光学系统至关重要。在这里，我们研究完全集成的锁模激光器的设计，有可能产生超短，高功率，高质量的脉冲。我们探索了一种用于产生高功率脉冲的大模场激光器，并研究了色散管理孤子脉冲在净反常和净正常色散腔中的各种锁模机制。在此基础上，我们对基于低损耗氮化硅非线性干涉仪的快速集成可饱和吸收体的一般特性和可调谐性进行了数值和实验研究。我们相信，这项工作指导未来的集成高功率锁模激光器的探索。
2020-06-01 physics.optics
Locking the frequency of lasers to an optical cavity at the $1.6 \times 10^{-17}$ relative instability level
我们将两个独立的Nd：YAG激光器的频率稳定在高精细度法布里-珀罗谐振器的两个相邻的纵模上，并在40 s的积分时间下获得了6.3 mHz的拍频不稳定性。对于单个激光器，这是相对于激光频率的$1.6\times10^{-17}$，以及相对于腔谐振半峰全宽的$1.3\times10^{-6}$。差拍信号的幅度谱具有7.8mHz的FWHM。这种稳定的频率锁定对于下一代光时钟探询激光器和基础物理测试具有重要意义。
2012-03-28 physics.optics
Harmonic Frequency Locking and Tuning of Comb Frequency Spacing through Optical Injection
我们表明，从实验和理论上，一个从激光器注入光学频率梳可以经历两个不同的锁定机制，这两个降低输出光梳的频率间隔。我们报告说，对于某些失谐和相对注入强度，从激光弛豫振荡可以成为无阻尼和锁定到合理的频率的光学梳间距，创造额外的梳音调的非线性动力学注入激光。我们还研究了从激光器的频率锁定在注入梳状线之间，这增加了从激光器的频率的梳。我们的结果表明，阿尔法参数的影响，锁定状态的稳定性，并指出如何弛豫振荡的频率影响这两个锁定机制。这些光学锁定机制可以应用于再生或倍增光梳。
2019-07-05 physics.optics
Recent Advances in Laser Self-Injection Locking to High-$Q$ Microresonators
利用外腔稳定和控制激光频率的方法在基础研究和激光应用中得到了广泛的应用。当大部分激光通过谐振腔时，由于存在一些从谐振腔到激光器的后向散射光，会发生自注入锁定效应，将激光器的发射频率锁定在频率相近的谐振腔模式上。自注入锁定导致激光器的线宽和噪声的显着减少。使用这种方法，锁定到一个普通的半导体激光器的双- $Q$微谐振器可以获得亚赫兹线宽，与国家的最先进的光纤激光器。因此，它为制造具有减小的占地面积和成本的高性能半导体激光器铺平了道路。此外，随着高激光功率，微谐振器的光学非线性极大地改变了激光动力学，提供在同一微谐振器中同时产生脉冲和频率梳的路线。特别是，集成光子学技术，使通过半导体CMOS工艺制造的组件，带来了越来越多的和扩展的兴趣，激光制造使用这种方法。在这篇文章中，我们提出了一个全面的教程，激光自注入锁定的分析和数值方法，以及最新的理论和实验成果的审查。
2022-12-12 physics.optics
Generation of Chinese-characters-like modes with transverse mode locked lasers
利用自发横模锁定产生光学涡旋阵列已经被广泛研究。然而，通过不同阶次（非频率简并族）的横模之间的锁模来实现空间稳定光束方向图的报道很少。讨论了横模锁定的理论。提出了一般横模锁定（G-TML）和限制横模锁定（R-TML）的概念。实验表明，在高非线性微片腔中，R-TML是可能的。更有趣的是，利用这种特殊的横模锁定效应，微片激光器可以产生一些汉字，如激光模式。并给出了各种实验结果和相应的模拟。
2020-05-09 nlin.PS physics.optics
Microresonator and Laser Parameters Definition via Self-Injection Locking
高品质因数微谐振腔的自注入锁定是各种最新光子应用的关键组成部分，包括紧凑型窄线宽激光器和微梳光源。为了优化这种装置的结构，需要知道锁定模式的参数，这是一项具有挑战性的任务。我们开发和实验验证了一个原始的技术的基础上的基本原理的自注入锁定效应，它允许确定的关键参数的模式的微谐振器（品质因数，垂直指数）以及激光二极管参数。我们证明了这种方法可以用于传统方法不适用的光谱范围，例如，在中红外。我们稳定了一个2.64 $μ$ m激光二极管的高Q回音壁模式微谐振器的晶体硅。使用详细的技术，微谐振器的品质因数被确定为$5\cdot10^8$。
2020-11-19 physics.optics
Non-Hermitian laser arrays with tunable phase locking
受非厄米光谱工程和非厄米趋肤效应的启发，提出了一种新的具有可调谐锁相和强超模竞争抑制的耦合激光器阵列的稳定发射设计。我们考虑一个线性阵列的耦合谐振器与非对称模式耦合显示非厄米趋肤效应，并表明，在适当的剪裁的两个边缘谐振器的复频率下，激光器阵列可以稳定地发射在一个单一的扩展超模可调相位锁定和所有其他皮肤超模的强烈抑制。建议的激光器阵列设计提供了强大的鲁棒性，对系统的结构缺陷和动态不稳定性的典型半导体激光器阵列。
2022-04-04 cond-mat.str-el physics.optics quant-ph
All-optical memory based on the injection locking bistability of a two-color laser diode
研究了双色法布里-珀罗半导体激光器的注入锁定双稳特性。非注入主模的振荡导致单模和双色平衡的双稳态。与脉冲调制的注入功率，我们证明了一个全光存储元件的基础上，这种双稳态，其中未注入的主模式切换与35 dB的强度对比度。通过实验和理论分析，我们描述了相关的分岔结构，这是没有发现在单模系统的光注入。
2008-12-10 physics.optics
Improved phase locking of laser arrays with nonlinear coupling
提出了一种基于简并腔激光器的装置，用于形成具有腔内可饱和吸收体的非线性耦合激光器阵列。多个$30$激光器被空间相位锁定和时间Q开关。发现具有非线性耦合的布置比具有线性耦合的布置对损耗差的敏感性高$25$倍，并且比具有线性耦合的布置更快$5$倍地收敛到最低损耗锁相状态，从而为具有几个近简并解的问题提供唯一解。
2019-10-10 physics.optics
Passive and hybrid mode locking in multi-section terahertz quantum cascade lasers
在量子级联激光器中，由于载流子弛豫时间过快，被动锁模几乎是不可能的。在这里，我们重新审视这种可能性，并从理论上表明，稳定的锁模和脉冲持续时间在太赫兹（THz）频率的几个周期制度是可能的，在适当的工程绑定到连续QCL。我们实现这一点，利用一个多节腔的几何形状与交替的增益和吸收部分。关键成分是吸收剂与场和环境的非常强的耦合以及快速吸收剂载体恢复动力学。在这些条件下，即使增益弛豫时间比腔往返时间快几倍，产生几个周期的脉冲也是可行的。研究了三种不同的太赫兹量子级联激光器产生超短脉冲的方法，即被动锁模、混合锁模和碰撞锁模。
2017-11-27 physics.optics
Monitoring and active stabilization of laser injection locking using beam ellipticity
提出基于传感输出光束椭圆度变化来稳定激光注入锁定的方法，无需修改商用激光器内部结构，可增加无跳模调谐范围并填补低噪声激光行业空白。
2023-07-11 physics.atom-ph physics.optics
Arm locking using laser frequency comb
在这项工作中，我们描述了一个更新的版本的单臂锁定，由于零值的噪声放大可以灵活地限制与光学频率梳的帮助。结果表明，以光学频率梳为桥梁，激光相位噪声可以被一个特定的因子分割。分析结果表明，在科学波段的峰已大大减少。噪声抑制性能表明，即使采用自由振荡光源，臂锁定后的总噪声也能很好地满足时延干涉测量的要求。我们还估计了更新后的单臂锁定的频率牵引特性，结果表明，牵引率是可以容忍的，没有跳模的风险。臂锁定将是一个有价值的解决方案，以减少噪音的星载GW探测器。我们证明，通过精确控制返回激光的相位噪声，在科学波段的噪声放大可以有效地抑制基于更新的单臂锁定。我们的方法不仅可以抑制峰值，高增益，低拉速，它还可以全年使用，没有由于臂长不匹配而导致锁定失败的潜在风险。最后，我们讨论了更新的单臂锁定的统一演示，其中本地和返回的激光相位噪声可以被调谐，以产生预期的臂锁定传感器实际上。本文的工作为未来星载GW探测器的臂锁定提供了一种有效的方法。
2021-09-06 astro-ph.IM physics.optics
Active mode locking of quantum cascade lasers operating in external ring cavity
由锁模激光器产生的稳定的超短光脉冲和频率梳具有许多重要的应用，包括高分辨率光谱学、快速化学检测和识别、超快过程研究和激光计量学。虽然在可见光和近红外范围内发射的紧凑型锁模激光器已经彻底改变了光子技术，但在大多数气体具有强吸收线的中红外范围内操作的系统体积庞大且昂贵，并且依赖于非线性下变频。量子级联激光器是中红外范围内最强大和通用的紧凑型光源，尽管付出了巨大的努力，但实现其锁模操作仍然是一个挑战。在这里，我们报告的第一个演示外腔量子级联激光器主动锁模。该激光器在室温下工作在锁模状态，并且在标准商用激光器芯片的注入电流的全动态范围内工作。
2015-10-29 physics.optics
Laser frequency offset locking via tripod-type electromagnetically induced transparency
利用铷原子三脚架型双暗共振电磁感应透明系统实现了激光频偏锁定。详细研究了耦合场功率和失谐量对三脚架型EIT剖面的影响。在较宽的耦合场失谐范围内，EIT凹陷的超窄线宽为590 KHz，比Rb的自然线宽窄一个数量级。在没有耦合激光器额外稳频的情况下，我们在~ 2000 s的长时间内实现了60 KHz的相对频率波动，这比单个激光器的短时线宽要窄。
2014-03-28 physics.atom-ph physics.optics
Spatiotemporal mode-locking in lasers with large modal dispersion
单横模锁模激光器中的耗散非线性波动力学已经得到了广泛的研究，而激光器中的三维非线性动力学的研究还很少。最近，时空锁模（STML）被提出用于具有小模式（即，横模）色散，这被认为是在这些腔中实现STML的关键，因为小的色散可以容易地平衡。在这里，我们表明，STML也可以实现在多模激光器具有更大的模式色散，其中我们发现，腔内可饱和吸收体起着重要的作用，抵消大的模式色散。此外，我们观察到一个新的STML现象的被动非线性自动选择的单模锁模，造成的时空饱和吸收和空间增益竞争之间的相互作用。我们的工作显着拓宽了有用的STML激光器的设计可能性，从而使它们更易于应用，并扩展了可在这些激光器中实现的新型耗散时空非线性动力学的可探索参数空间。
2021-04-08 physics.optics
Active control of a diode laser with injection locking
本研究提出一种基于注入锁定的二极管激光器主动稳定方法，借助窄线宽激光滤波器增强的光电探测与主动反馈，无需大型设备即可同时实现高光谱纯度与低强度噪声，可简化其在集成光学系统中的应用。
2021-05-24 physics.ins-det physics.optics
Analysis of the phase-locking dynamics of a III-V-on-silicon frequency comb laser
我们提出了一个电信混合III-V-硅上的被动锁模激光器与环形腔的相位动力学的详细表征。我们探讨了增益电流和饱和吸收体偏置电压的函数的操作的各种制度。我们使用步进外差测量来量化光谱啁啾和重建脉冲包络。有了这种技术，我们能够识别制度的近变换限制的操作，我们评估的梳状相位关系时，可饱和吸收体偏置电压的变化锁模的退化。最后，我们提出了一个初步的研究，在混合锁模操作的相位锁定和展示变换限制脉冲。
2020-10-20 physics.optics
Active Stabilization of Terahertz Semiconductor Dual-Comb Laser Sources Employing a Phase Locking Technique
具有等间距和低相位噪声频率线的双梳状光源对于高分辨率光谱学和计量学具有重要意义。在太赫兹频段，电泵浦半导体量子级联激光器（QCL）是频率梳和双梳操作的合适候选者。对于单个激光频率梳，可以使用微波注入锁定来锁定重复率，并且可以将载波频率锁定到高度稳定的源。然而，对于两个激光梳的锁定，应该同时锁定四个频率（两个重复率和两个载波偏移频率）;如果仅指双梳信号，则两个相对频率，即，应当锁定一个激光器相对于另一个激光器的偏移频率和重复频率。虽然已经成功地用于单激光梳的锁定技术原则上可以应用于双梳激光源，但是完全锁定使这种系统的实现相当复杂。在这里，我们提出了一种方法来稳定的太赫兹QCL双梳状源的相位锁定的双梳状线之一的射频（RF）合成器。该技术通过利用避免使用外部检测器的激光自检测来迫使其中一个激光器跟随另一个激光器的音调（保持两个激光梳之间的载波偏移频率差和重复频率差的总和为常数）。通过这种锁定技术的演示，我们证明了双梳可以产生超过2 μ s的时间尺度的周期性脉冲，表明太赫兹QCL梳没有控制的重复率可以产生脉冲型波形。
2021-02-13 physics.app-ph physics.optics
GHz fundamental mode-locking of a highly integrated Er-doped all-fiber ring laser
本文提出一种全集成腔设计的掺铒光纤环形激光器，利用碳纳米管薄膜锁模，首次实现超过1 GHz的基频重复频率，脉冲宽度682 fs，为紧凑型光纤激光器设计提供参考。
2025-02-04 physics.optics
Phase locking of coupled lasers with many longitudinal modes
详细的实验和理论研究的两个耦合的光纤激光器，每个都有许多纵模，揭示了纵向模式的行为取决于耦合强度以及它们之间的失谐。对于低到中等耦合强度，只有两个激光器共有的纵模锁相，而那些不常见的逐渐消失。对于较大的耦合强度，不常见的纵模重新出现并锁相。当耦合强度接近1时，耦合激光器表现为具有相应密集纵模的单个长腔。最后，我们表明，作为耦合强度的函数的相位锁定的逐渐增加的结果从相位锁定和非相位锁定的纵向模式之间的竞争。
2009-12-16 physics.optics
Optical phase locking of two infrared CW lasers separated by 100 THz
报道了两个相距100 THz的连续红外激光源的锁相实验。我们的方法使用三个独立的谐波产生过程的红外激光频率在周期性极化MgO：LiNbO3晶体产生的第二和第三谐波的两个红外光源。在515 nm附近产生的两个独立的绿色辐射之间的拍音用于将一个IR激光器锁相到另一个IR激光器，具有可调谐的射频偏移。通过这种方式，整个装置作为一个微型频率梳（MFC）发射四个强烈的光辐射（1544 nm，1029 nm，772 nm和515 nm），输出功率比飞秒激光器发射的每个模式的可用功率高至少3个数量级。
2014-05-03 physics.optics
Electronic sideband locking of 318.6nm UV laser to an ultrastable optical cavity with a wide continuously tunable range
报道了一个用于铯原子6S_（1/2）-Nd（n = 70 ~ 100）里德堡单光子激发的稳频可调谐318.6nm紫外激光系统。采用电子边带锁定技术，将两个红外光纤激光器单通和频产生的637.2 nm激光偏移锁定到置于超高真空中的高精细度超低膨胀（ULE）光学腔中。通过间接改变电光相位调制器上的调制频率，在整个激光系统保持锁定的情况下，腔增强二次谐波产生的318.6 nm紫外激光可以连续调谐到4 GHz以上。分析了调谐范围主要取决于调制器带宽和种子激光器的调谐范围。锁定方案提供了一种将参考频率与目标频率之间的频率差补偿到所需激发态的方法，在冷原子精密光谱实验中具有巨大的潜力。
2016-06-24 physics.atom-ph physics.optics
Injection-locking of violet laser diodes with a 3.2GHz offset frequency for driving Raman transitions in 43Ca+
采用光注入锁定技术，将两个连续运转的单模紫光（397 nm）半导体激光器锁定到一个外腔半导体激光器上。双通1.6GHz声光调制器用于在两个从激光器之间提供3.2GHz的偏移频率。在室温下，每个从光束的可用输出高达20 mW，注入功率低至25 μW。用光学外差法测量了两个从光束之间的拍音，在3.2GHz处测得线宽≤ 10 Hz。我们还估计，自由运行的线宽的主激光器约为3 MHz，光学外差与类似的设备。
2012-12-26 physics.atom-ph physics.optics
Narrow linewidth semiconductor lasers based on nonlinear self-injection locking
本文提出非线性自注入锁定技术，利用光纤布里渊振荡器反馈和电光调制实现递归线宽压缩，在商用DFB激光器上实现亚赫兹线宽，并给出CMOS兼容集成方案。
2023-09-18 physics.optics
Mode-locking in vertical external-cavity surface-emitting lasers with type-II quantum-well configurations
本文对利用Ⅱ型量子阱结构的垂直外腔面发射激光器锁模脉冲产生进行了微观研究。耦合麦克斯韦半导体布洛赫方程数值求解的II型载流子补充是通过适当选择的水库建模。确定了稳定锁模脉冲的条件，允许脉冲在\unit [100]{fs}范围内。II型配置的设计策略，提出了避免潜在的不稳定的脉冲动力学。
2019-04-02 physics.optics
