Mid IR single-cycle light bullet self-reconstruction after an air gap under single-pulse femtosecond filamentation in LiF
本文介绍了在单脉冲飞秒中红外激光照射下，极压缩波包光弹（LB）穿透LiF气隙的实验研究结果。它是由激光着色方法和从数值模拟显示，一个单周期的LB，这是之前形成的空气间隙高达0.5 mm的宽度，完全恢复后，通过一定的距离，在LiF后的间隙。该距离随着间隙宽度和间隙之前的LB路径而非线性地增加。LB光束在空气隙中有一个聚焦半径为20-100 μm的强会聚波前，束腰后的发散角比高斯光束小得多。
2020-01-27 physics.optics
Sensitivity of propagation and energy deposition in femtosecond filamentation to the nonlinear refractive index
在改变激光脉冲宽度、能量和聚焦f数的条件下，测量了空气中飞秒激光的轴向效应。细丝的特征在于从激光脉冲的能量的超快z依赖吸收，并通过测量产生的局部单周期声波来诊断。结果进行了比较，2D+1模拟脉冲传播，其结果是高度敏感的瞬时（电子）部分的非线性响应的$N_2$和$O_2$。我们发现[JK]中最近对非线性折射率（$n_2$）的测量Wahlstrand等人，物理学修订版A。85，043820（2012）]提供了实验和模拟之间的最佳匹配和极好拟合。
2014-11-18 physics.optics
Acoustic diagnostics of femtosecond laser filamentation
本文通过宽带麦克风定量测量飞秒激光成丝的声发射，揭示声功率与激光能量的平方关系及声谱带宽与能量沉积的正相关性，为诊断光丝时空动力学和优化大气遥感应用提供依据。
2023-07-11 physics.optics
Toward high-speed effective numerical simulation of multiple filamentation of high-power femtosecond laser radiation in transparent medium
针对高功率飞秒激光多丝化经典数值模拟的计算加速瓶颈，提出基于稀疏空间网格改进相位屏的数值技术，并利用机器学习寻找控制方程最优拟设以匹配密集网格解。
2023-06-15 physics.optics
Formation of axially modulated plasma strings by filamentation of interfering femtosecond Bessel beams
通过干涉的飞秒贝塞尔光束丝状作用形成轴向调制的等离子体丝，具有可调周期和高调制深度。
2025-11-29 physics.optics
Femtosecond filamentation by intensity clamping at a Freeman resonance
我们证明了弗里曼共振对飞秒灯丝的非线性光学响应有很大的影响。这些共振降低了在一个狭窄的强度窗口内的瞬态折射率，并强烈地影响了折射动力学。特别是，我们证明了灯丝的峰值强度可以被钳位在这些共振，暗示在存在的新制度的电子密度大大低于预测的标准模型的双折射。这为有争议的高阶克尔模型所预言的非等离子体强度钳位和无等离子体细丝现象提供了新的解释。
2014-12-17 physics.atom-ph physics.optics
Sub-ppb aerosol detection at a distance of 30 meters by millijoule femtosecond laser pulse filamentation in air
在这项工作中，使用单脉冲能量为4 mJ的飞秒激光灯丝在30 m距离处实现了亚ppb气溶胶检测。在离轴光学系统中采用了一个开口孔径为41.4 cm的凹面镜来聚焦飞秒激光束并收集NaCl气溶胶的荧光。仿真和实验结果表明，飞秒激光束非对称入射到凹面镜上，可以大大减小像散。与飞秒激光打在凹面镜中心的情况相比，光纤强度提高了69.5倍，氯化钠气溶胶的检出限降低了86%，降到了0.32 ppb。本文提出的改进激发方案利用凹面镜上的非对称光斑来补偿离轴设置引起的非对称性，减小聚焦激光束的像散，提高气溶胶的探测极限。
2023-01-27 physics.optics
Femtosecond Laser Filamentation in Atmospheric Turbulence
本文实验研究了大气湍流强度和区域对飞秒激光成丝分布的影响，发现湍流增加会导致光丝起始位置上升、长度变短、光斑变大甚至形成多丝，且横向位移标准差与湍流结构常数成正比。
2023-06-27 physics.optics
Generation of long-lived underdense channels using femtosecond filamentation in air
使用飞秒激光脉冲在800和400 nm，我们表征了形成欠密通道在空气中产生的激光在毫焦耳能级通过横向干涉测量。我们发现，使用紧聚焦条件下，对流产生的冲击波和由此产生的低密度通道持续超过90毫秒。比较这些结果与流体动力学模拟使用欧拉流体动力学代码给出了一个很好的协议，并允许我们估计初始气体峰值温度在$\sim$ 1000 K。实验参数的影响，如聚焦条件的超短激光脉冲，它的偏振或波长的研究和连接到以前的表征filamentation产生的等离子体柱。
2014-12-17 physics.flu-dyn physics.optics
Femtosecond lasing from a fluorescent protein in a one dimensional random cavity
我们提出的证据超快随机激光从荧光蛋白DsRed2嵌入在一个随机的一维腔。当放置在分层随机介质内的纯化蛋白质溶液在垂直于随机层平面的方向上用飞秒泵浦脉冲光激发时，实现激光发射。我们表明，抽运超短脉冲导致的激光阈值两个数量级低于纳秒激发。
2015-02-12 physics.optics
Controllable ultrabroadband supercontinuum during twocolor femtosecond laser filamentation in high pressure gases
V. E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院大气光学研究所）；Institute of spectroscopy RAS（俄罗斯科学院光谱研究所）
本研究通过实验揭示高压气体中双色飞秒激光成丝的超连续谱动态调控机制，发现多丝化导致复杂光谱依赖及原子与分子气体差异，为可控超短脉冲产生提供新途径。
2026-09-09 physics.optics
Femtosecond filamentation in air and higher-order nonlinearities
根据最近的实验，在空气中的瞬时电子克尔效应表现出强烈的强度依赖性，非线性折射率切换符号和交叉从自聚焦到散焦非线性。随后的理论工作表明，这对理解空气中的非线性有着改变范式的影响，因此对高阶非线性的想法进行严格的测试是很重要的。在这里，我们使用数值模拟提出了一个实验，能够区分标准和新的强度依赖克尔效应模型。
2010-03-24 physics.optics physics.plasm-ph
Self-seeded lasing in ionized air pumped by 800 nm femtosecond laser pulses
报道了800 nm飞秒激光脉冲泵浦下空气和纯氮气中的激光输出。根据气压、入射激光功率和光束会聚度的不同，在正向观察到不同的激光谱线，它们的相对强度变化很快。这些谱线是由于单电荷氮分子离子的第一负带的振动和转动能级之间的跃迁。我们发现，自播种起着重要的作用，在所观察到的强度变化。
2013-08-31 physics.optics
Femtosecond two-photon-excited backward lasing of atomic hydrogen in flame
本文报道了在共振飞秒205 nm双光子激发下，甲烷/空气预混火焰中氢原子的双向656 nm激光作用。特别地，为了单端诊断，在光谱、空间和时间域中系统地表征了后向传播激光脉冲。它的皮秒尺度的持续时间，使空间分辨的氢原子的浓度测量在毫米范围内，这是成功地证明了使用两个狭窄的焊接火焰。
2017-11-18 physics.optics
Lasing of ambient air with microjoule pulse energy pumped by a multi terawatt IR femtosecond laser
报道了峰值功率达4 TW的800 nm飞秒激光脉冲泵浦大气的激光作用。在428 nm处的激光发射在泵浦激光功率的小范围内迅速增加，然后在~ 1.5 TW以上饱和。最大激光脉冲能量被测量为2.6 μ J，对应于MW范围内的发射功率，而在中等泵浦脉冲能量下测量到的最大转换效率为。灯丝等离子体内部的光学增益估计超过0.7/cm。激光发射示出了甜甜圈轮廓，反映了泵浦产生的白光连续体的空间分布，其充当激光的种子。我们把这种明显的饱和归因于等离子体放大区域中种子的散焦和种子强度的饱和。
2014-02-20 physics.optics
Effect of nonlinearity in the pass-through optics on femtosecond laser filament in air
首次从实验和数值计算两方面分析了穿透光学对飞秒激光脉冲在大气中传播的影响。高功率飞秒激光脉冲通过固体光学元件传输时，由于克尔效应会产生时空相位调制。这种调制可能对空气中的脉冲传播产生强烈的影响。我们证明了在薄的穿透介质板中获得的相位调制减小了到灯丝起始的距离并增加了等离子体通道长度
2014-09-16 physics.optics
Backward lasing of singly ionized nitrogen ions pumped by femtosecond laser pulses
报道了用800 nm线偏振强飞秒脉冲泵浦氮离子产生391.4 nm后向激光的实验结果。在391.4 nm处的强烈增强的光谱强度，以及外部注入的后向播种脉冲的放大，证实了后向391.4 nm信号是由于气体等离子体中的光放大。与391.4 nm处的前向发射相比，在约10 mbar的较低气压下实现了最佳后向发射，这是由于根植于行进激发几何结构的后向和前向方向的不对称性。该方法利用广泛使用的800 nm飞秒脉冲作为泵浦激光，为产生后向空气激光提供了一种有前途的方案，这在光学遥感方面具有独特的潜力。
2018-03-11 physics.optics
Transient Gas-Dynamics Filamentation of High-PowerFemtosecond Laser Pulse in Compressed Argon
V. E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院 V.E. 祖耶夫大气光学研究所）
研究高强度飞秒激光脉冲在压缩氩气中暂态气体动力学丝状结构的光谱特性及空间结构，揭示了压力冲击降条件下强喷流和涡旋气体湍流的形成及其对光脉冲谱宽的影响，提出了通过丝状结构控制超连续辐射光谱的有效方法。
2026-05-16 physics.optics
Statistical parameters of femtosecond laser pulse post-filament propagation on 65m air path with localized optical turbulence
高功率飞秒激光在空气中的非线性传输表现出脉冲自聚焦和强多光子介质电离，导致激光脉冲在空间碎裂成高度局域化的光通道，通常称为灯丝。灯丝的特点是高的光强度，减少（甚至为零）角扩展，可以包含激光等离子体或等离子体（postfilaments）。在传输路径上的光学湍流的存在显着地改变脉冲增强动力学，并在某些情况下，导致脉冲破碎增强和崩溃逮捕。据我们所知，我们第一次从实验和理论上研究了钛宝石飞秒激光辐射的横向分布，非线性传播65米的空气路径后，通过一个人工本地化的空气湍流后，到该地区的postfilament演变。我们发现，当湍流层被放置在湍流区之前，高强度的局部注量最大值（“热点”）的脉冲轮廓的平均数量以及它们的大小随着湍流强度的增加而增长，然后在一定程度上饱和。相反，湍流屏的沉积内的附着区域几乎没有影响的数量和平均直径的postfilaments。
2022-08-15 physics.optics
The variational formulation of the theory of non-stationary propagation of a femtosecond laser radiation
本文对非局域非线性薛定谔方程的一个变分反问题进行了求解，该方程用于模拟各种非线性介质中的双折射现象。相应的积分关系的发现，推广的非保守的情况下的守恒律。
2017-12-28 physics.optics
Detection of Surface Waves During Femtosecond Filamentation
本研究针对飞秒成丝产生的等离子体辐射机制，通过D-dot探针近场测量验证了表面等离激元极化激元表面波激发并脱离形成射频脉冲的理论，证实径向场分布符合汉克尔函数、频率漂移与模拟及解析预期一致。
2024-12-06 physics.comp-ph physics.optics physics.plasm-ph
Externally seeded backward lasing radiation from femtosecond laser filament in nitrogen gas
最近，S. Mitryukovskiy等人提出的实验证据表明，在337 nm处的后向受激辐射可以从由圆偏振800 nm飞秒脉冲泵浦的氮气中的等离子体细丝获得（Opt. Express，22，12750（2014））。在这里，我们报告说，这种反向受激辐射的种子脉冲的存在下，增强了16倍。这种增强的受激辐射可以是线性或圆偏振的，由播种脉冲决定，这与没有播种脉冲的ASE的非偏振性质不同。我们还测量了空间分布并估计了辐射的能量。这种播种效应明确地证实了等离子体细丝内氮分子的C3-Hu和B3-Hg态之间存在粒子数反转，并提供了一种可能的解决方案来控制这种后向受激辐射的性质。
2014-05-26 physics.optics
Ionization rate and plasma dynamics at 3.9 micron femtosecond photoionization of air
中红外光参量啁啾脉冲放大器（OPCPA）的出现，引起了人们对基于毫焦、飞秒脉冲的中红外光参量啁啾脉冲放大器的兴趣。由于隧穿电离是这些高强度激光-物质相互作用的基本第一阶段，因此表征该过程对于理解飞秒激光和自聚焦的衍生专题研究至关重要。在这里，我们报告建设弹性微波散射为基础的测量总电子数，电子数密度，和光电离率产生的3.9微米飞秒中红外隧道电离大气空气。因此，我们确定的光电离率范围为5.0 × 10 - 6 $^{8}$-6.1 × 10 - 6 $^{9}$ s $^{-1}$的辐射强度1.3 × 10 - 6 $^{13}$-1.9 × 10 - 6 $^{14}$ W/cm $^{2}$，分别。所提出的方法铺平了波精确列表中红外光电离率的强度和气体类型的广泛范围内，并研究等离子体动力学在中红外光谱。
2022-10-08 physics.optics physics.plasm-ph
Mid-infrared femtosecond laser pulse filamentation in hollow waveguides: a comparison of simulation methods
这项工作比较了计算方法的激光脉冲在中空波导中的传播填充稀有气体在高压下，极端非线性光学在中红外波长区域的应用。随着光的波长λ=2π/k相对于泄漏波导的横向尺寸R增加，在传播时离开波导的光的损耗通常增加。现在研究这种结构的标准数值方法是基于近似泄漏波导模式的传播场的扩展。我们比较这种方法的一种新的方法，解决了在真实空间中的电场，并正确地捕捉通过波导管壁的能量损失。比较表明，基于扩展的方法高估了非线性整形脉冲波形中发生的损失。对于计算工作量的适度增加，新方法提供了一个物理上更准确的模型来描述现象（例如，极端脉冲自压缩）。
2013-03-22 physics.comp-ph physics.optics
Yellow diode-pumped lasing of femtosecond-laser-written Dy,Tb:LiLuF4 waveguide
首次实现基于掺镝材料的黄色波导激光，通过飞秒激光刻写技术获得高效率和稳定输出。
2024-12-10 physics.optics
Filamentation of ultrashort laser pulses in silica glass and KDP crystal: A comparative study
利用单向脉冲传输程序研究了800 nm飞秒激光脉冲在石英玻璃和磷酸二氢钾（KDP）晶体中的传输。在熔融石英中的成丝进行了比较，在KDP占缺陷态和电子空穴动力学的存在下，光的自沟道。在KDP中，激光脉冲产生具有高达200 TW/cm $^2$的更高钳位强度的强细丝和具有高于$10^{16}$ cm $^{-3}$的电子密度的更长等离子体通道。尽管有这些差异，在二氧化硅和KDP中的传播动力学几乎是相同的输入功率超过自聚焦的临界功率的相等比率。
2014-05-16 physics.optics
Intrapulse Impact Processes in Dense-Gas Femtosecond Laser Filamentation
本文从理论上研究了超短强激光脉冲作用下稠密气体中的能量增益和再分配过程。强场电离释放出的电子在振荡激光场的驱动下与邻近的中性原子碰撞，通过短程逆韧致辐射相互作用影响出射电子气的能量增益。这些碰撞也会引起原子的激发和碰撞电离，从而降低电子气体的能量。这些竞争过程的动力学模型的发展预测的流行率的激发原子电离原子的激光脉冲的结束。在高压气体中的脉冲过程中，大量激发原子的产生与高等人最近发现的脉冲尾流中的延迟电离动力学是一致的。[1]这种能量再分配机制提供了一种有效管理与强激光脉冲相互作用的致密气体中的激发与电离模式的方法，从而为这些设置中的诊断和控制开辟了新的途径。
2018-12-28 physics.optics physics.plasm-ph
Elongation of energy exchange between femtosecond laser pulses via plasma formation in air
实验研究了延迟调谐的飞秒光束和两个延迟固定的飞秒光束在空气中发生时空重叠和双折射时的能量交换。在等离子体光栅的存在下，相对时间延迟中的能量交换过程被显著延长至40 ps，表明间接光束耦合可能是一种有效的灯丝控制方法。
2013-05-17 physics.optics
Optical beam dynamics in a gas repetitively heated by femtosecond filaments
研究了高重复频率飞秒激光脉冲驱动下气体介质中的光束指向动力学。在突然将气体暴露于千赫兹训练的增强脉冲时，细丝从其原始方向转向新的稳定方向，其平衡由气体中的浮力、粘性和扩散过程之间的平衡决定。结果示出为空气和空气，但广泛适用于采用高重复率飞秒激光在气体中传播的所有配置。
2013-10-22 physics.optics
Extreme nonlinear Raman interaction of an ultrashort nitrogen ion laser with an impulsively excited molecular wavepacket
本文报道了相干激发CO_2分子的58阶级联转动喇曼散射。利用飞秒强激光脉冲激发转动相干和飞秒激光诱导N_2^+激光产生级联拉曼信号，获得了高阶拉曼散射，产生了600多个边带的准周期频率梳。新的配置允许这个实验进行与一个单一的飞秒激光束在自由空间的对峙位置。结果表明，N2 ^+激光的特殊谱时结构、飞秒激光与N2+激光的理想空间重叠以及分子排列的导向效应是拉曼信号有效展宽的原因。由于分子旋转波包的周期性复苏，2000 cm^-1以上的拉曼光谱自然对应于飞秒脉冲训练。
2019-10-30 physics.optics
Mechanism of Laser Induced Filamentation in dielectrics
激光在透明材料中的应用非常广泛，从三维制造到生物技术。各种实验结果表明，飞秒激光脉冲在熔融石英中的传播强烈依赖于激光聚焦条件。然而，每个政权的物理机制尚未得到充分理解。在我们广泛的三维、高分辨率时域有限差分（FDTD）模拟中，首次观察到飞秒激光脉冲与石英玻璃相互作用中激光脉冲的单次和多次再聚焦，以及由此产生的单次和多次损伤区（细丝）。研究表明，克尔非线性对激光的松散聚焦起着至关重要的作用，而在激光的紧密聚焦状态下，克尔非线性不是一个重要的因素，在这种状态下，几何聚焦变得重要。我们的模拟结果与现有的实验结果吻合得很好。此外，改进的分析模型预测给出了一个合理的估计从克尔非线性制度的线性几何聚焦制度的转变。
2020-05-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Time-Resolved Measurements of Cumulative Effects in Gas Dynamics Induced by High-Repetition-Rate Femtosecond Laser Filamentation
本文首次对 1 kHz 至 100 kHz 重复频率下飞秒激光成丝在空气中引起的累积流体动力学效应进行时间分辨测量，通过折射率和等离子体通道长度推断空气密度变化，发现高于 10 kHz 时出现稳态密度耗散。
2025-01-17 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Impulsive rotational Raman scattering of N2 by a remote "air laser" in femtosecond laser filament
我们报告的脉冲旋转拉曼散射的实验实现中性氮分子在飞秒激光灯丝使用强烈的自诱导白光播种“空气激光器”期间产生的800 nm的钛：蓝宝石激光器在氮气中的执行。观察到脉冲旋转拉曼指纹信号，最大转换效率为~ 0.8%。我们的观测结果为利用分子的旋转拉曼散射对大气中化学物种进行远程识别和定位提供了一条很有前途的途径。
2014-02-22 physics.optics
Role of rotational coherence in femtosecond-pulse-driven nitrogen ion lasing
采用泵浦-种子方案，对N $_2^+$在391和428 nm激光的旋转分辨偏振特性进行了实验研究。通过改变泵浦光和种子光的线性偏振之间的相对角度，发现391 nm激光的P和R分支的偏振反向旋转。相比之下，428 nm激光的两个分支都保持沿着泵浦偏振。基于一个完整的物理模型，同时考虑了瞬态光电离和离子的电子、振动和转动量子态之间的耦合，发现了这一令人困惑的反常偏振特性的根源，认为电离后的级联共振拉曼过程在离子基态X $^2Σ_g^+(ν=0)$中产生了$J$和$J$ +2的转动态之间的负相干，这导致391-nm激光的P和R分支的镜像对称偏振。实验和理论都表明，所证明的转动相干性对阐明N $_2^+$激光的增益机制具有极其关键的作用，并开辟了超快强场下量子光学的途径。
2020-05-22 physics.atom-ph physics.optics
Impact of cavity geometry on microlaser dynamics
本研究实验探究了不同几何形状半导体微腔中的时空激光动力学，发现射线动力学方向性决定强度变化尺度，进而影响激光稳定性，为通过腔体几何设计控制激光动力学提供了途径。
2023-10-12 physics.optics
Analysis of laser polarization state on remote induced plasma luminescence characteristics of filament in air
本文研究了激光偏振状态对远程飞秒激光成丝诱导等离子体荧光特性的影响，发现线偏振比圆偏振产生更强的337 nm荧光信号，并探讨了其物理机制及在遥感中的潜在应用。
2023-07-03 physics.optics
Integrated pulse scope for tunable generation and intrinsic characterization of structured femtosecond laser
许多技术已经被证明可以有效地产生轨道角动量携带辐射，但在飞秒制度中连续可调谐脉冲的腔内产生仍然具有挑战性。即使这样的创造被实现，所产生的脉冲，就像现实中的所有脉冲一样，是复杂和短暂的对象，只能通过多维空间来全面表征。产生脉冲同时量化脉冲的集成激光系统可以实现自适应脉冲剪裁。在这里，我们报告了一个飞秒脉冲范围，统一矢量涡旋锁模激光和矢量量化。利用腔内控制的Pancharatnam-Berry相位调制，实现了沿宽带高阶庞加莱球连续各态历经的双偏振态的产生。通过将二维偏振敏感的时间扫描干涉仪与激光器进行内在耦合，进一步可视化了脉冲的多维时空特征。该方法通过集成复杂的飞秒脉冲产生和结构定制，为超快光学的设计优化铺平了道路，促进了其在光学物理研究和激光制造中的应用。
2019-12-08 physics.optics
Low-threshold efficient N${_2^+}$ lasing driven by sub-cycle soliton dynamics in a hollow waveguide
State Key Laboratory of Ultra-intense Laser Science and Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院上海光学精密机械研究所超强度激光科学与技术国家重点实验室）；Russell Centre for Advanced Lightwave Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) and Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics (HIOM)（上海光学精密机械研究所与杭州光学精密机械研究所先进光波科学中心）；Zhejiang Key Laboratory of Microstructured Specialty Optical Fiber, Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics (HIOM)（杭州光学精密机械研究所微结构特种光纤浙江省重点实验室）；School of Optoelectronic Engineering, Xidian University（西安电子科技大学光电工程学院）；School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学光电信息与计算机工程学院）；Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院）；Zhangjiang Laboratory（张江实验室）
利用空心锥形毛细管中的高阶孤子压缩产生亚周期非对称瞬态，通过单光子共振激发实现N₂⁺粒子数反转，在低于50 μJ泵浦能量下获得391 nm、100 nJ级激光输出，效率达3.3×10⁻³，比传统成丝方案提升一个数量级以上。
2026-06-23 physics.optics
Theory of femtosecond strong field ion excitation and subsequent lasing in N$_2^+$
用波长为800 nm的飞秒激光脉冲泵浦空气或纯氮，在最近的实验中观察到了波长为391和428 nm的延迟无腔前向激射。产生激光的机制是非常有争议的。在这篇文章中，我们解释了延迟发射的存在下，同时耦合基态X $^2Σ_g^+$的单电离氮分子N $_2^+$的状态A $^2Π_u$和B $^2Σ_u^+$的长寿命偏振。中性氮分子在强激光场中的电离和随后的离子激发由布洛赫方程系统描述，该方程系统提供了在激光脉冲结束时处于基态和激发态A和B的离子分布。B-X跃迁波长处的延迟信号放大由麦克斯韦-布洛赫方程组描述，偏振耦合由弱激光后脉冲维持。两个制度的信号放大被确定：在低气压下的几个ps的持续时间和在高气压下的短（亚皮秒）信号的信号。理论模型与实验结果进行了比较。
2020-03-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Picosecond laser filamentation in air
对强非线性自作用效应和空气电离作用下皮秒激光脉冲在空气中的传输进行了实验和数值研究。用于数值分析的模型是基于非线性传播的光场耦合的速率方程的各种离子物种和等离子体温度的生产。我们的结果表明，等离子体驱动的强度钳位现象，这是至关重要的飞秒激光的约束，皮秒脉冲成立。此外，脉冲的时间失真也受到限制，脉冲注量也被箝位。所得到的皮秒折射机制的独特特征是产生了一个宽的、完全电离的空气通道，纵向和横向都是连续的，这可能有助于许多应用。
2016-01-11 physics.optics physics.plasm-ph
Dynamic light diffusion, Anderson localization and lasing in disordered inverted opals: 3D ab-initio Maxwell-Bloch computation
我们报道了在具有完全光子带隙的倒置无序蛋白石中光的安德森局域化的三维时域并行模拟。研究了飞秒激光激发下的动态扩散过程，计算了扩散常数和衰变时间随无序强度的变化。我们报告的证据，从离域布洛赫振荡过渡到强烈的本地化共振自启动激光过程。
2008-02-26 physics.optics
Influence of molecular rotation on the generation of N$_2^+$ air lasing
该研究通过理论求解密度矩阵和麦克斯韦-布洛赫方程，发现分子转动显著影响N$_2^+$空气激光的增益形成与信号放大，转动相干性起主导作用，可作为控制激光动力学的可调参数。
2025-04-25 physics.optics
Revealing the terahertz-laser velocity effect during air filamentation via travelling-wave-antenna model
本文利用改进的行波天线模型研究了空气成丝中太赫兹相速度与激光群速度之比K的影响，发现K决定太赫兹辐射的远场分布及发射图样转变，为光束整形及判断电离前沿速度提供了理论工具。
2025-05-28 physics.optics
Quasi-steady-state air waveguide
本文报道了第一代准稳态空气波导，它能引导高平均功率激光束。该波导是由飞秒激光脉冲的高重复率图案化重复产生的。我们证明了近连续引导的CW探测光束具有显着更高的效率比瞬态指导在较低的重复率。
2023-02-07 physics.optics
Suppressing spatio-temporal lasing instabilities with wave-chaotic microcavities
时空不稳定性是由复杂性和非线性引起的普遍现象。在大面积边发射半导体激光器中，多个空间模与有源介质的非线性相互作用会导致光的非线性效应和时空混沌。这些不稳定性降低了激光器的性能，并且非常难以控制。我们展示了一个强大的方法来抑制时空不稳定性使用波混沌或无序腔。在这种腔中，许多传播波与随机相位的干涉破坏了自组织结构如细丝的形成，从而导致稳定的激光动力学。我们的方法提供了一个通用的和强大的计划，以防止各种高功率激光器的非线性不稳定性的形成和增长。
2018-09-25 nlin.CD physics.optics
Dramatic enhancement of supercontinuum generation in elliptically-polarized laser filaments
基于飞秒激光激发产生超连续谱的宽带激光源已经实现了从远距离传感和光谱学到高能少周期脉冲的产生和自压缩的应用。成丝依赖于自聚焦和等离子体散焦之间的动态平衡，分别由克尔非线性和多光子电离介导。因此，包括超连续谱产生在内的灯丝性质对激光源和传播介质的性质高度敏感。在这里，我们报告的超连续谱的异常光谱增宽的分子气体中，这是观察到特定的椭圆偏振态的输入激光脉冲。由此产生的光谱是伴随着修改的超连续极化状态和拉长的灯丝等离子体柱。数值模拟证实了这种反常行为源于介质的延迟转动响应，证明了一个控制超连续谱产生的新参数。
2015-05-05 physics.optics
Experimental Tests of the New Paradigm for Laser Filamentation in Gases
自20世纪90年代中期被发现以来，气体中的超快激光细丝一直被描述为克尔自聚焦和自由电荷散焦之间动态平衡的产物，这些电荷是通过光束轴上的多光子电离产生的。这种已建立的范例最近受到了一种建议的挑战，即克尔效应饱和，甚至在高强度的光下改变符号，并且这种符号反转，而不是自由电荷散焦，是负责激光灯丝扩展传播的主要机制。我们报告定性测试的新理论的基础上，在空气和氩气中的飞秒激光灯丝的等离子体密度的电气和光学测量。我们的研究结果始终支持既定的范式。
2010-10-12 physics.optics physics.plasm-ph
Ultra-high-precision fused silica micro-hole machining via spherical aberration-assisted filamentation and laser-induced deep etching
针对玻璃难精密加工的问题，提出球差辅助成丝结合LIDE的新方法，在熔融石英上实现了低锥度、纳米级光滑、高重复性的超高精度微孔加工，且成本更低。
2025-10-21 physics.optics
Lasing without population inversion in air
天空中的无腔激光器可能会导致大气科学光学遥感的革命性改进。氮分子在空气中含量丰富，是这种激光器的活性介质的主要候选者。氮分子，无论是中性或单离子化，表现出显着的光学增益在紫外制度时，由强烈的飞秒激光泵浦。尽管有许多工作，这种激光的物理起源仍然不清楚。在这里，我们提供了一个一致的解释，所有的实验事实，通过引入一个概念，从量子光学领域：瞬态激光无反转。我们的实验和模拟确定了氮离子激光系统中宏观相干性的关键作用，而不是粒子数反转。操纵宏观相干性提供了一个新的水平的控制氮空气激光，并提供了新的前景，产生非常短的波长激光粒子数反转是难以实现的。
2019-12-03 physics.optics
Low-threshold whispering-gallery-mode microlasers fabricated in a Nd: glass substrate by three-dimensional femtosecond laser micromachining
我们报道了利用飞秒激光三维微加工技术在钕玻璃芯片上制作回音壁模式微激光器。主要的制造过程包括通过飞秒激光烧蚀浸在水中的玻璃基板，然后通过CO2激光退火使表面平滑，由薄柱支撑的独立式微盘的制造。在室温下，用工作波长为780 nm的连续激光二极管泵浦，在低至69 μW的泵浦阈值下观察到激光输出。该技术允许在各种介电材料如玻璃和晶体中制造高品质因数的微腔。
2013-03-04 physics.optics
Coherent control of superradiance from nitrogen ions pumped with femtosecond pulses
在近红外飞秒激光泵浦下，环境空气中的单离化氮分子产生超辐射。在这里，我们展示了这种超辐射的相干控制，通过注入一对共振种子脉冲内的氮气等离子体。当两个播种脉冲之间的延迟被微调时，观察到391.4 nm的超辐射与1.3 fs的周期的强调制，精确地指出宏观相干性在这个激射过程中的重要作用。基于这种时间分辨方法，实验揭示了两个能级之间宏观相干性的复杂时间演化，发现在低气压范围内，这种时间演化持续约10皮秒。这些观测结果为基于氮离子的“空气激光”提供了一个新的控制水平，它可以在光学遥感中找到潜在的应用。
2018-07-31 physics.atom-ph physics.optics
Attosecond Inner-Shell Lasing at Angstrom Wavelengths
本文研究埃级波长阿秒内壳层激光，发现高强度XFEL驱动铜和锰时会出现类似光学领域的强激光效应，通过三维麦克斯韦-布洛赫理论揭示其空间和光谱特性，模拟表明脉冲脉宽小于100阿秒，相干性为量子X射线光学应用奠基。
2025-02-14 physics.atom-ph physics.optics
Observation of Replica Symmetry Breaking in Filamentation and Multifilamentation
Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）；Universidade Federal Rural de Pernambuco（伯南布哥联邦农村大学）
该研究实验观测并表征了飞秒激光丝状化中的复本对称破缺，证实单丝、多丝及锥形发射中均存在玻璃态光子态，揭示了与磁性的联系，深化了统计非线性光学理解。
2026-09-22 physics.data-an physics.optics
Mid-infrared laser filaments in the atmosphere
超短激光脉冲在大气中的成丝为高功率激光辐射的远距离传输和远距离探测提供了独特的机会。随着自聚焦的临界功率随着激光波长的平方而缩放，对更长波长的驱动器的探索已经持续了二十多年，这将从根本上增加峰值功率，从而增加单个灯丝中的激光能量，在此期间，可用的激光源将大气中的双折射实验限制在近红外和可见光范围内。在这里，我们首次展示了超短中红外脉冲在大气中的传播。我们表明，与飞秒激光驱动器的光谱集中在3.9微米，在大气传输窗口的边缘，辐射能量超过20毫焦耳和峰值功率超过200吉瓦，可以通过大气中传输在一个单一的灯丝。我们的研究揭示了中红外灯丝的独特性质，其中强大的中红外超连续谱的产生伴随着光学谐波产生的不寻常场景，从而产生从可见光到中红外的非常宽的辐射光谱。
2014-10-09 physics.optics
