Kerr nonlinearity effect on the stability of Wannier-Stark states in active optical systems
研究一维耦合光学谐振器链中Kerr非线性对Wannier-Stark激光模式稳定性的影响，通过数值模拟与微扰理论解释单色激光的失稳机制。
2024-05-08 nlin.PS physics.optics
Two Means of Compensating Fiber Nonlinearity Using Optical Phase Conjugation
两条光纤线可以在光学相位共轭的帮助下相互补偿非线性。这对光纤线路和它们中的光信号可以关于共轭器镜像对称或几何对称。
2003-07-03 physics.optics
Optical solitons in media with focusing and defocusing saturable nonlinearity and a parity-time-symmetric external potential
我们报告的结果孤子的模型的波导与聚焦或散焦饱和非线性和奇偶时间（PT）对称的Scarf-II型的复值外部潜力。该模型适用于非线性波在增益和损耗平衡的梯度折射率光波导中的传播。在这种PT对称波导中，我们发现了饱和非线性的聚焦和散焦符号的基本和多极孤子。给出了在不同非线性饱和强度下，传输常数与孤子功率的关系。通过对相应的（1+1）维非线性Schrodinger型方程的线性稳定性分析和直接数值模拟，研究了基、偶极、三极和四极孤子的稳定性.结果表明，稳态解的不稳定性可以被减轻或完全抑制，从而增加S的值。
2018-04-10 nlin.PS physics.optics
Defect-induced nonlinearity in 2D nanoparticles
光学非线性依赖于对称性，而对称性在缺陷的存在下消失。中心对称晶体和薄膜中的空位缺陷是偶阶光学非线性的公知来源，例如，引起二次谐波产生。操纵二维材料和纳米颗粒中缺陷的能力为光学非线性工程提供了机会。在这里，我们展示了二维介电纳米粒子的非线性光学响应的缺陷的影响。利用一个玩具模型，其中束缚的线性原子的光学电子耦合的非线性库仑相互作用，我们模型缺陷引起的非线性。我们发现，粒子边缘的缺陷对偶数阶光学非线性有很大的贡献，不同缺陷态的独特非线性特征可以提供最小的QR码和极高密度的光学数据存储，原则上接近每个原子1位。
2021-09-21 physics.optics
Electron spill-out effect on third-order optical nonlinearity of metallic nanostructure
在过去的三十年里，使用金属纳米结构的等离子体已经成为纳米光子学研究的核心。近年来，它的研究对象已扩展到非线性光学现象。在非线性状态下，量子力学效应，如纳米结构表面上的电子溢出，显着影响光学响应。量子流体动力学理论（QHT）是一个很有前途的基础上分析的非线性光学响应，包括量子力学效应。在这里，QHT被应用于计算球形金属纳米结构的三阶光学非线性。结果表明，如何电子溢出强烈影响等离子体共振和三阶光学非线性。
2022-04-27 physics.optics
Defect Solitons in Parity-Time Symmetric Optical Lattices with Nonlocal Nonlinearity
研究了具有非局域非线性的宇称-时间（PT）对称光晶格中缺陷孤子的存在性和稳定性。结果表明，非局域性可以扩展缺陷孤子的稳定区域。对于正缺陷和零缺陷，基孤子和偶极孤子可以分别稳定地存在于半无限长间隙和第一间隙中。对于负缺陷，基孤子在半无限长带隙和第一带隙中都可以保持稳定，而偶极孤子在第一带隙中不稳定。存在一个极大的非局域非线性度，超过这个极大非局域非线性度，半无限长带隙中的基孤子和第一带隙中的偶极孤子将不存在。给出了PT对称势的虚部对孤子稳定性的影响。当PT对称晶格的调制深度较小时，即使PT对称势在相变点以上，正缺陷和零缺陷的缺陷孤子也是稳定的。
2012-04-15 nlin.PS physics.optics
Light dynamics in glass-vanadium dioxide nanocomposite waveguides with thermal nonlinearity
研究了激光在具有热光非线性的SiO2-VO 2纳米复合光波导中的传输。我们发现，大的修改的吸收系数以及嵌入到SiO2的主机介质，伴随着超导体到金属相变的VO 2纳米粒子的折射率的显着变化可能会导致在近红外波段的光限幅。
2009-03-24 nlin.PS physics.optics
Optical Kerr type nonlinearity
从光子波函数方法出发，给出了介质的克尔型非线性是光子通过狄拉克δ势相互作用的结果。从结果看，光孤子可以看作是多个光子的束缚态（团）。
2002-07-30 physics.optics
Optical vortex soliton with self-defocusing Kerr-type nonlocal nonlinearity
发展了一种计算自散焦Kerr型非局域非线性涡旋光孤子的数值方法。采用数值模拟的方法，研究了涡旋光孤子的传输特性和相互作用特性。
2008-11-30 physics.class-ph physics.optics
Optical Solitons in PT-symmetric Potentials with Competing Cubic-Quintic Nonlinearity: Existence, Stability, and Dynamics
我们解决的光学孤子的性质，形成在竞争介质中的五阶非线性和宇称时间（PT）对称的复值外部势。该模型描述了孤子在增益和损耗平衡的非线性光波导中的传输。我们研究了在这个PT对称系统中的基本，偶极和多极定态解的存在性，稳定性和鲁棒性。相应的本征值谱图的基本，偶极，三极和四极孤子。我们发现，本征值谱图的基本和偶极孤子合并在一个聚结点WC 1，而相应的图的三极和四极孤子合并在一个更大的聚结点WC 2。在这两个合并点之外，即，当增益-损耗强度参数W 0超过相应的聚并点时，本征值谱不再存在。通过线性稳定性分析研究了固定解的稳定性，并通过直接数值模拟检查了这些固定解对传播的鲁棒性。
2018-04-08 nlin.PS physics.optics
Optical kernel machine with programmable nonlinearity
本文提出了一种低功耗、高效率的可编程光学核机，通过结构非线性调节实现复杂非线性数据处理。
2025-11-22 physics.optics
Spontaneous symmetry breaking and ghost states supported by the fractional nonlinear Schrödinger equation with focusing saturable nonlinearity and PT-symmetric potential
在具有聚焦饱和非线性和PT对称势的分数阶非线性薛定谔（FNLS）方程框架下，报道了一种新的自发对称性破缺现象和鬼态.当功率超过某一临界值时，连续的非对称孤子分支从基本对称孤子分支分叉。有趣的是，基本孤立子的对称性被打破为两个具有复共轭传播常数的非对称孤立子（别名鬼态）分支，这仅存在于分数介质中。此外，还对偶极（反对称）和三极孤子进行了数值研究。此外，我们还详细分析了分数阶Lévy指数和饱和非线性参量对孤子对称破缺的影响。并通过线性稳定性分析和直接传播方法研究了基孤子、非对称孤子、偶极孤子和三极孤子的稳定性。此外，我们还探讨了对称和非对称孤立子之间的弹性/半弹性碰撞现象。同时，通过参数的绝热激发，我们发现了从饱和非线性分数阶衍射到克尔非线性整数阶衍射的稳定激发。这些结果将为研究PT对称势分数介质中的自发对称性破缺现象及相关物理实验提供一定的理论依据。
2022-10-01 nlin.PS physics.optics quant-ph
Control spontaneous symmetry breaking of photonic chirality with reconfigurable anomalous nonlinearity
非线性系统中的自发对称性破缺提供了一种统一的方法来理解从希格斯机制[1]和超导性[2]到生态稳定性[3]和基因组生成[4]等截然不同的现象。自发对称性破缺通常被认为是具有固定发生条件和性质的非线性系统的内在性质，因为非线性相互作用的形式和大小不能被修改[5]。在这里，我们报告的发展可重构克尔光学非线性控制自发对称性破缺。这是通过本征克尔和级联二阶非线性过程之间的干涉实现的[6]。反常克尔效应包括负的自相位调制和竞争非线性过程之间的强度调谐已被证明。利用可重构克尔非线性，实现了对光子手性自发对称性破缺的原位抑制和促进。这项工作可以授权的实验研究自发对称性破缺在未开发的制度，并激发新的光子功能的发展。
2022-08-10 physics.optics
Optical Thermodynamics Beyond the Weak Nonlinearity Limit
Wesleyan University（卫斯理安大学）；Yale University（耶鲁大学）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）
通过传递积分算子建立非理想瑞利-金斯模态分布，引入重整化温度和光学化学势，推导出压缩因子的光学类比，实现从理想到范德瓦尔斯类相互作用状态方程的转变。
2026-06-19 nlin.PS physics.optics
Delayed optical nonlinearity of thin metal films
金属通常具有非常大的非线性极化率，其来源主要是热特性。我们的模型的立方非线性金属薄膜的延迟响应来自\textit{ab initio}从经典的两个温度模型的改进版本。我们验证了我们的模型与超快泵浦探测实验金膜的比较。
2011-09-27 physics.optics
Optical Kerr nonlinearity and multi-photon absorption of DSTMS measured by Z-scan method
研究了1.43 μm飞秒脉冲激发的DSTMS的光学克尔非线性和多光子吸收特性，该脉冲是差频产生太赫兹的最佳脉冲。DSTMS在1.43 μm处的MPA和光学克尔系数具有很强的各向异性，表明级联的二阶非线性效应起了主要作用。这些结果表明，太赫兹产生效率的饱和主要与MPA过程和DSTMS中级联的二阶混频引起的光谱展宽有关
2021-08-25 physics.optics
Symmetry breakings in dual-core systems with double-spot localization of nonlinearity
我们引入了一个双对称的双核系统，一个之间的核心，一个沿着每个核心，施加的空间调制的本地非线性的形式，两个紧密本地化的斑点，这可能是近似的一对理想的δ函数。分析的目的是研究在这样的系统中的自发对称性破缺的影响。稳态一维模式构造在一个隐式的分析形式。这些解决方案包括对称的，以及自发打破的核心间和沿核心对称的模式。同时（双重）打破两个对称性的解决方案也产生了。在具有理想δ函数的模型中，所有的非对称模都是不稳定的。然而，数值考虑的系统，其中包括一个非零的横向厚度的对称核心的二维扩展，和一个小的有限大小的非线性局部化斑点，产生稳定的所有类型的非对称模式，实现单独打破每个对称性，和国家同时（双）打破两个对称性。
2018-05-14 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Optical beam propagation inside a graded-index fiber with saturable nonlinearity
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；University of Rochester（罗切斯特大学）
研究了具有饱和非线性的渐变折射率光纤中光束传播，发现双稳空间孤子的稳定性源于非线性饱和特性，并通过理论与数值结果验证了其周期特性。
2026-02-07 physics.optics
On the origin of the optical nonlinearity of a gallium-silica interface
从二氧化硅和元素α-镓之间的界面反射的探测波的强度和相位的同时测量揭示其非常强的光学非线性，影响这两个参数的反射波。该数据证实了光学响应的非热机制，该机制假设在二氧化硅和大块α-镓之间出现仅几纳米厚的均匀的高度金属层。
2001-01-11 physics.optics
Generation of non-classical optical fields by a beam splitter with second-order nonlinearity
提出了二阶非线性分束器的量子力学模型，并证明了当相干光束通过这种非线性分束器进行混合时，在输出基模和二次谐波模中会产生光场的压缩和亚泊松光子统计等非经典特性.
2016-03-30 physics.optics quant-ph
Two-beam coupling by a hot electron nonlinearity
诸如氧化铟锡（ITO）之类的透明导电氧化物由于其在近零（ENZ）波长处破纪录的光学非线性而具有提供高效全光学功能的潜力。全光学应用通常涉及一个以上的光束，但光束之间的相干相互作用以前没有讨论过热电子非线性材料。在这里，我们研究了光学非线性在ENZ在ITO和空间和时间的干涉有重要的后果，在两个光束的几何形状。我们的泵浦-探测结果揭示了一个偏振相关的瞬态，这是由泵浦光的瞬时衍射到探测方向由泵浦-探测干涉产生的温度光栅解释。我们进一步表明，这种效果允许定制的非线性调谐频率或啁啾。对强且超快的ENZ非线性进行精细控制可以使全光学神经网络、纳米光子学和光谱学中的应用成为可能。
2020-08-28 physics.optics
Optical nonlinearity enhancement of graded metal-dielectric composite films
我们解析地导出了具有弱非线性的梯度金属-电介质复合薄膜内部的局域电场，进而得到了梯度结构的有效线性介电常数和三阶非线性极化率。结果，组成依赖的渐变可以在光学区域中产生宽的共振等离子体激元带，导致光学非线性的大增强，从而导致大的品质因数。
2004-07-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Implications of a zero-nonlinearity wavelength in optical fibers doped with silver nanoparticles
掺银纳米粒子的光子晶体光纤具有克尔非线性，克尔非线性随波长变化可以为正或负，在特定波长处消失。我们数值研究如何同时存在的零非线性波长（ZNW）和零色散波长的影响演化的孤子和超连续谱产生这样的光纤内，并找到一些独特的功能。负非线性的存在使得在光纤的正常色散区也能形成孤子，而零色散线对孤子的拉曼诱导红移起着阻挡作用。
2016-11-02 physics.optics
Giant enhancement and sign inversion of optical Kerr nonlinearity in random high index nanocomposites near Mie resonances
高折射率介质纳米天线在米氏型共振激发下表现出极大的光学非线性增强。这种纳米结构在过去的几年里一直受到研究人员的积极研究。本文首次对高折射率（GaP）球纳米复合材料在532 nm波长处的光学克尔效应进行了数值分析研究。这是通过三维时域有限差分（FDTD）模拟。计算了$0.8$ ~ $μ$ m厚纳米复合材料和超表面的有效非线性折射率。结果表明，纳米复合材料的光学克尔非线性上升的订单接近米氏共振，并可能超过二阶折射率的散装材料。结果表明，在Mie共振附近，有效光学克尔系数的符号是相反的。这种效应可能是在开发非线性光学元器件的兴趣。
2020-07-09 physics.optics
Nonlinearity Mitigation for Coherent Ground-to-Satellite Optical Links
本文提出数字信号处理技术，用于缓解高功率光放大器中的非线性问题，实现链路损耗增加6dB且复杂度显著降低。
2026-01-09 cs.IT math.IT physics.optics
Classical Theory of Optical Nonlinearity in Conducting Nanoparticles
我们发展了导电纳米粒子中电子约束的经典理论。该理论被用来计算纳米粒子的非线性光学响应的谐波外场。
2007-08-27 physics.class-ph physics.optics
Effect of dipolar interactions on optical nonlinearity of two-dimensional nanocomposites
在这项工作中，我们计算了偶极-偶极相互作用的光学非线性的二维随机合奏的纳米粒子，具有一组激子水平，例如，量子点的贡献。得到了TM波和TE偏振光沿平面传播时的贡献的解析表达式。它示出的光学非线性，所造成的偶极-偶极相互作用的纳米粒子的平面系综，是几倍小于类似的非线性散装纳米复合材料。预期在比量子点激子上升时间大得多的时间尺度处观察到这种类型的光学非线性。所提出的方法可以应用于各种类型的纳米复合材料的形状。
2013-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
High Kerr nonlinearity hydrogenated amorphous silicon nanowires with low two photon absorption and high optical stability
我们证明了光学稳定的非晶硅纳米线具有高非线性优值（FOM）~5和高非线性Re（γ）= 1200 W-1 m-1。我们在整个实验过程中没有观察到这些参数的退化，包括在至少一个小时的时间尺度上以2 W耦合峰值功率（即~2GW/cm 2）操作的系统研究。
2014-05-12 physics.optics
Microscopic model for the higher-order nonlinearity in optical filaments
使用一个完全可溶的一维原子模型，我们探讨的想法，最近观察到的高阶非线性光学细丝是由于虚拟的过渡涉及连续态。我们表明，该模型的行为是定性的实验观察到的交叉从自聚焦到散焦在高强度的可比性，并只发生在强度，导致显着的电离。基于这些观察，我们推测这种连续电子非线性折射具有很强的记忆效应，而且最重要的是，它的符号变化被自由电子引起的散焦有效地掩盖了.
2010-10-18 physics.optics
Optical nonlinearity enhancement of graded metallic films
研究了具有弱非线性的梯度金属薄膜的有效线性和三阶非线性极化率。由于简单的几何形状，我们能够准确地推导出具有Drude介电梯度分布的梯度结构内部的局部场。计算了有效线性介电常数和三阶非线性极化率。我们研究了表面等离子体共振效应对梯度金属薄膜的光吸收、光学非线性增强和品质因数的影响。研究发现，金属薄膜中存在的梯度在光学区域产生了宽的等离子体共振带，从而大大增强了光学非线性，从而获得了较大的品质因数。我们建议做实验来检查我们的理论预测，因为梯度金属薄膜可以更容易地制造比梯度颗粒。
2004-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fine features of optical potential well induced by nonlinearity
针对光镊捕获粒子的势阱特性受光学衍射极限限制的问题，提出利用粒子材料非线性构建不受衍射极限约束的精细光势阱，实现亚衍射阱宽，为高精度光学操控与计量提供新平台。
2023-07-19 physics.optics
Controlling pulse propagation in optical fibers through nonlinearity and dispersion management
在非线性薛定谔方程的情况下，设计的群速度色散，可变的非线性和增益/损耗，我们解析地证明了啁啾反转的现象至关重要的脉冲再现。展示了两种不同的情况下，脉冲经历相同的色散曲线，但表现出完全不同的传播行为。给出了与光纤通信有关的动力学准孤子和孤子束缚态的精确表达式。
2006-12-16 nlin.SI physics.optics
Optical Kerr nonlinearity of dielectric nanohole array metasurface in proximity to anapole state
超颖表面由于其突出的光学特性引起了研究者的极大关注。特别地，超颖表面可以由具有强场限制和基本上抑制的散射的光学阿那极点共振的结构组成。因此，这种纳米结构显示出增强的非线性光学性质。本文通过三维时域有限差分法模拟，研究了具有圆形纳米孔的高折射率介质超颖表面中的阿纳极模的能力。在阿那普尔态附近，有效的光学克尔非线性增加了几个数量级。同时，超颖表面的光透射率可以达到高达1的高值。
2022-05-27 physics.app-ph physics.optics
Study of optical nonlinearity of a highly dispersive medium using optical heterodyne detection technique
讨论了光外差探测技术，研究了探测光在窄共振介质中的吸收和色散。该技术已在铷热蒸气里德伯电磁感应透明（EIT）中得到验证，并研究了变强度探测光束的光学非线性。实验结果与一个合适的理论模型的定量比较。的限制和工作制度的技术进行了讨论。
2016-06-27 physics.optics quant-ph
Supercontinuum Generation in Photonic Crystal Fibers Possessing High Birefringence and Large Optical Nonlinearity
设计了一种折射率引导的高双折射光子晶体光纤，该光纤在1550 nm和1064 nm处分别具有约3.33 × 10^（-2）和约1.75 × 10^（-2）的双折射和约80 W^（-1）km^（-1）的有效非线性。利用峰值功率为1 kW的1064 nm泵浦源在所提出的光纤中产生了光学超连续谱。采用时域有限差分法（FDTD）研究了光纤的双折射、模场、V参数、走离和光学非线性等光学特性，采用分步傅里叶法求解了非线性薛定谔方程，研究了超连续谱的产生。仿真结果表明，水平输入脉冲产生优越的连续相比，垂直极化输入。然而，在水平偏振的输入光的情况下，连续谱的加宽约为1450 nm，而对于垂直偏振的输入光，连续谱的加宽约为2350 nm。
2015-02-12 physics.optics
Nonlinear dynamical tunneling of optical whispering gallery modes in the presence of a Kerr nonlinearity
利用耦合回音壁模研究了光学微腔中克尔非线性效应对动态隧穿的影响。我们选择的模型系统是“分插滤波器”，它包括一个光学微腔和两个耦合到腔的波导。由于倏逝场在波导上的散射，微腔中的回音壁模形成双峰，其在光谱中表现为分裂。由于这些双峰可以被看作是两个不同的动态状态之间的动态隧穿与空间重叠的光谱特征，克尔非线性对双峰的影响进行了数值研究的立方非线性和动态隧穿之间的关系在更一般的上下文中。在数值实现的模型系统，它是观察到的双峰显示在其传输曲线的克尔非线性腔中的增加的一个转折。同时，一个旋转模式在传输中变得比另一个占主导地位，因为双重态中的两个状态具有不均匀的线宽。通过使用耦合模理论，基本模式动力学的现象的理论建模和澄清。
2015-12-15 physics.optics
Optical surface modes in the presence of nonlinearity and disorder
我们用数值方法研究了无序、非线性和边界竞争对有限尺寸一维波导阵列中光波的安德森局域化的影响。利用离散的安德森-非线性薛定谔方程，监测到一些有限距离的模式振幅的传播。该分析是基于计算的本地化长度和参与数，两个标准的统计描述的安德森局域化措施。对于相对较弱的无序和非线性，需要更高的无序强度，以实现相同程度的本地化在边缘比在阵列的内部，与最近的实验观察中的线性政权。然而，对于相对较强的无序和/或非线性，这种行为是相反的，现在更容易定位在边缘比内部的激发。
2011-11-14 physics.optics
Graphene nonlinearity unleashing at lasing threshold in graphene-assisted cavities
我们研究了嵌入在有源腔中的石墨烯片的非线性光学特性，并且我们表明，当调谐到其激光阈值附近时，腔能够隔离空间局部化的石墨烯非线性，从而产生具有多值特征的非常强的非线性器件响应。与石墨烯片的小厚度阻碍其显着非线性光学特性被利用的标准情况相反，在我们的方案中，强非线性光学机制主要由石墨烯非线性的非常内在的平面局部化触发。所提出的通过释放石墨烯来利用石墨烯非线性的策略可以为构思超高效非线性光子器件开辟新的途径。
2015-05-05 physics.optics
Black and gray spatial optical solitons with Kerr type nonlocal nonlinearity
本文发展了一种数值计算具有Kerr型非局域非线性的黑孤子和灰孤子的方法。作为非局域情形的两个例子，讨论了具有指数衰减非局域响应和高斯非局域响应的灰孤子。对于这两种非局域情形，给出了非局域灰孤子尾的解析形式，得到了非局域灰孤子最大横向速度与特征非局域长度的解析关系.
2008-11-19 physics.class-ph physics.optics
Optical force-induced nonlinearity and self-guiding of light in human red blood cell suspensions
渗透条件在人类红细胞（RBC）的细胞特性中起着重要作用，这对于某些血液疾病（如疟疾）的病理分析至关重要。在过去的几十年里，许多努力主要集中在研究红细胞的生物力学特性，所产生的独特的变形性的红细胞。在这里，我们展示了非线性光学效应从人红细胞悬浮在不同的渗透溶液。具体而言，我们观察到自陷和散射电阻的非线性传播的激光束通过红细胞悬浮液在所有三个渗透条件下，其中的光学非线性的强度增加与渗透压的细胞。这种可调谐的非线性归因于光学力，特别是前向散射和梯度力。有趣的是，在老化的血液样品（具有裂解的细胞）中，由于游离血红蛋白的存在，观察到明显不同的非线性行为。我们使用一个理论模型与光学力介导的非局域非线性来解释实验观察。我们的工作，通过散射生物软物质的光自导引可能会引入新的光子工具的非侵入性生物医学成像和医疗诊断。
2019-02-23 physics.optics
Enhanced optical Kerr effect method for a detailed characterization of the third order nonlinearity of 2D materials applied to graphene
使用增强的光学外差光学克尔效应的方法和理论描述的光束，单层石墨烯，和它的衬底之间的相互作用，我们提供的石墨烯三阶非线性光学响应的理论模型所提出的问题的实验答案。特别是，我们分别测量的非线性极化率的两个主要张量分量的时间响应，我们验证的假设，面外张量分量是小的，我们量化的基板上的测量系数的光学影响。我们的方法可以应用于其他二维材料，因为它主要依赖于厚度和波长之间的小比率。
2017-11-30 physics.optics
Observation of optical-fiber Kerr nonlinearity at the single-photon level
光纤已经实现了涉及光的操作和产生的许多杰出应用，例如孤子传输、光放大、全光开关和超连续谱产生。光纤在量子领域的主动功能有望应用于超低功率全光信号处理和量子信息处理。在这里，我们展示了第一个实验观察到的光学非线性在单光子水平的光纤。利用光子晶体光纤的大非线性和可控色散特性，我们成功地测量了由平均每个脉冲包含一个或少于一个光子的弱相干脉冲引起的非常小（10^（-7）~ 10^（-8））的条件相移。尽管相移很小，但可以使用比泵脉冲强得多（~10^6倍）的相干探测脉冲来测量相移。我们讨论了利用光纤进行量子信息处理的可行性，考虑到所观察到的克尔非线性，伴随着超快的响应时间和低诱导损耗。
2012-11-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optical Reservoir Computing with Structural Nonlinearity for Forecasting Chaotic Time Series
The University of Queensland（昆士兰大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
研究将结构非线性引入仅含线性组件的光储备池计算，通过实验对比发现该结构可提升混沌时间序列短期预测精度并更好保留长期动力学，为低功耗光计算提供新方向。
2026-09-03 physics.optics
High-order optical nonlinearity at low light levels
我们在冷原子气体中观察到了一个非线性光学过程，它同时显示出最大的五阶非线性极化率χ^（5）= 1.9 × 10 ^{-12}（m/V）^[4]和高透明度。这种非线性效应是由于气体同时冷却和结晶而产生的，并在低光水平下以六波混频的形式产生有效的布拉格散射。对于较大的原子-光子耦合强度，散射场的反作用影响光-物质动力学。该系统在多体物理、量子信息处理和多维孤子形成等方面具有重要的应用价值。
2011-12-30 physics.atom-ph physics.optics
Optical nonlinearity for few-photon pulses on a quantum dot-pillar cavity device
在确定性耦合的量子点-微柱系统中，在连续波和脉冲激发下都观察到了强非线性光学效应。使用绝对反射率测量，我们确定的临界腔内光子数，以及输入和输出的耦合效率的设备。由于近单位的输入耦合效率，我们证明了一个记录的非线性阈值只有8个入射光子每脉冲。输出耦合效率被发现强烈影响这个非线性阈值。我们展示了如何在现实的设备，这将提供一个有效的两个重合的单光子之间的相互作用，可以达到单光子非线性的基本限制。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optical pattern formation with a 2-level nonlinearity
本文从实验和理论两方面研究了单束激光通过冷铷原子云后在横截面上自发形成的斑图形成。与以前研究的系统相比，在这里工作的非线性是2能级原子的非线性，这实现了在光学斑图形成的许多理论研究中考虑的范例情况。特别是，我们能够观察到的图案在高强度的消失，由于2能级原子跃迁的固有饱和字符。
2015-06-22 physics.atom-ph physics.optics
Giant microwave-optical Kerr nonlinearity via Rydberg excitons in cuprous oxide
本文在氧化亚铜固态体系中利用里德堡激子实现了比现有固态系统高几个数量级的微波-光交叉克尔非线性，为量子网络中的微波-光频率转换奠定基础。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Kerr nonlinearity of dielectric nanohole array metasurfaces with different hole shapes near the anapole state
本研究通过三维时域有限差分模拟，验证不同孔形高折射率介电纳米孔阵列超构表面的anapole态存在性，探究其近anapole态的光学克尔非线性，发现方形孔最优且非线性系数可比无结构薄膜高三个数量级。
2023-12-18 physics.app-ph physics.optics
Giant optical nonlinearity in single silicon nanostructure: ultrasmall all-optical switch and super-resolution imaging
近年来，硅光子学由于其在集成光子元件（1，2）以及全介电元光学元件中的潜力而引起了极大的兴趣。(3)强的光子-光子相互作用，又称光学非线性，实现了对上述光子器件的主动控制。（4，5）然而，Si的固有非线性太弱，无法设想实际应用。为了提高非线性响应，已经采用了长的相互作用长度结构，例如波导，或者谐振结构，例如微谐振器或光子晶体。（6，7）然而，它们的特征尺寸通常大于10 $μ$ m，比它们的电子对应物大得多。在这里，我们发现，当减少硅谐振腔的尺寸下降到~100 nm，一个巨大的光热非线性，产生400%的可逆和可重复的偏离线性散射响应在低激发强度（mW/ $μ$ m $^2$）。纳米尺度下的等效非线性折射率n $_2$比体相的大五个数量级，这是由于热隔离纳米结构中的Mie共振增强吸收和高效加热。此外，纳米尺度的热弛豫时间达到纳秒，意味着GHz的调制速度。这种大而快的非线性使其应用于纳米级的全光控制以及硅的超分辨率成像。
2020-01-23 physics.app-ph physics.optics
Large optical nonlinearity enhancement under electronic strong coupling
非线性光学响应为理解激光场与物质之间的微观相互作用提供了强有力的途径。它们对于许多应用至关重要，例如激光器、集成光子电路、生物传感和医疗工具。然而，大多数材料在与强光场相互作用时表现出弱的光学非线性或长的响应时间。在这里，我们将有机分子的激子强耦合到Fabry-Perot腔的光学模式，并实现了非线性复折射率比未耦合条件下提高了两个数量级。此外，耦合系统显示出我们从光学互相关测量中提取的~120 fs的超快响应。在这项工作中的非线性系数的超快和大的增强铺平了道路，探索各种三阶非线性光学现象的强耦合效应和技术应用。
2020-05-27 physics.optics
Comment on arXiv:1105.6334 "Optical nonlinearity in Ar and N$_2$ near the ionization threshold"
在最近的出版物[物理。107，103901（2011）]，Wahlstrand等人报告在先前发现显示这种现象的参数范围中没有观察到高阶克尔效应出现的迹象[Opt.Express 17，13429（2009）]。在这里，我们表明，Wahlstrand等人的原始实验数据的仔细分析揭示了22%的饱和度，即，这是高阶克尔效应出现的直接证据。根据这些发现，Wahlstrand等人的有效性。的主要结论似乎非常值得怀疑。
2011-10-04 physics.optics
Ultrafast Optical Nonlinearity in PMMA-TiO2 Nanocomposites
在780 nm，250 fs激光脉冲作用下，采用溶胶-凝胶/聚合法制备了一系列含PMMA-TiO 2纳米复合材料的薄膜，并观察到了超快非线性光学效应。在用60%重量百分比的异丙醇钛制备的膜之一中发现最佳品质因数。TEM显示膜中存在5 nm直径的颗粒。所观察到的光学非线性具有~1.5 ps的恢复时间。这些发现表明PMMA-TiO 2纳米复合材料在全光开关方面具有很强的潜力。
2003-02-27 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.chem-ph
Quantum Nonlinearity for Optical Neural Computing
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Stanford University（斯坦福大学）
提出嵌入量子发射体的逆向设计纳米光子结构，利用量子发射体的饱和特性实现强非线性，通过物理感知训练实现全光神经网络的非线性分类和强化学习，并建立量化非线性与网络表达能力的框架。
2026-06-19 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Nonlinear optical properties and Kerr nonlinearity of Rydberg excitons in Cu$_2$O quantum wells
里德伯激子在量子结构中的量子确认为研究这类系统中的非线性相互作用开辟了道路。本文给出了量子阱中稀土元素与电磁波非线性耦合情况下光学函数的理论计算。利用实密度矩阵方法（RDMA），导出了Cu $_2$ 0量子阱的线性和非线性吸收的解析表达式，并进行了数值计算.结果给出了在线性和非线性光谱中观察到量子阱限制态的条件。研究了这种系统的克尔非线性和自相位调制。里德伯阻断和相关的光学漂白的影响进行了讨论，并面临现有的实验数据。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
