Optical combs with a crystalline whispering gallery mode resonator
本文报道了单片可调谐光学频率梳发生器的实验研究。该器件是基于晶体氟化钙回音壁模式谐振器中的四波混频。梳的频率间隔由谐振器的自由光谱范围的整数倍给出。我们通过相对于相应的谐振腔模式调谐泵浦激光频率来选择所需的数量。我们还观察到相互作用的光梳和高频超参量振荡，这取决于实验条件。这种梳状结构在产生窄带微波信号方面具有潜在的应用前景。
2008-04-01 physics.optics
Topological dissipative Kerr soliton combs in a valley photonic crystal resonator
本研究理论提出谷光子晶体谐振器方案，可产生天生具备拓扑保护特性的耗散Kerr孤子梳，揭示其演化规律与鲁棒性，为片上非线性光子器件提供新设计思路。
2023-07-25 physics.optics
Efficient Kerr soliton comb generation in micro-resonator with interferometric back-coupling
非线性克尔微谐振腔在耗散孤子的理解及其在光学频率梳产生中的应用方面取得了根本性的突破。然而，泵浦功率到孤子频率梳的转换效率通常保持在百分之几以下。我们介绍了一种混合马赫-曾德尔环形谐振腔的几何形状，由一个微环形谐振腔嵌入在一个额外的腔与两倍的环的光路长度。所得到的干涉反向耦合使得能够实现对泵浦耗尽的前所未有的控制：实验证明，利用孤子晶体梳，泵浦到频率梳的转换效率高达可用功率的98%。我们通过产生各种各样的耗散克尔孤子梳来评估所提出的片上几何结构的鲁棒性，这需要较低的泵浦功率，当与具有相同参数的隔离微环谐振器相比时。具有反馈的微谐振器能够获得相干孤子梳产生的新机制，并且非常适合于在天文学、光谱学和电信中的梳应用。
2021-06-23 physics.optics
Micro--structured crystalline resonators for optical frequency comb generation
光学频率梳最近已在微谐振腔中通过非线性克尔过程得到证实。在过去几年的研究提供了更好的理解微梳，并表明光谱跨度和锁模由腔谱和色散。虽然各种腔提供了独特的优点，但色散工程仅针对平面波导进行了报道。在这封信中，我们报告了一个谐振器的设计，结合了色散控制，模式交叉自由频谱，超高品质因数。我们的实验表明，作为一个MgF2谐振器的色散是平坦的，梳齿跨度增加达到700 nm，低至60 mW的泵浦功率在1560 nm波长，对应于近2000线分离46 GHz。新的谐振器设计可以实现有效的低重复率相干倍频程跨越频率梳，而不需要外部加宽，非常适合于光频率合成、计量、光谱和通信中的应用。
2014-06-10 physics.optics
Phase Steps and Hot Resonator Detuning in Microresonator Frequency Combs
实验和理论建模取得了重大进展的理解克尔效应诱导的光学频率梳产生的微谐振器。然而，数百或数千个光梳频率与相同数量的谐振器模式的同时相互作用导致复杂的非线性动力学，这是远远没有完全理解。梳形成过程建模的一个重要先决条件是梳模式的相位和振幅的知识，以及从各自的微谐振器模式的失谐。在这里，我们提出了全面的测量，充分表征光学微梳状态。介绍了一种在热腔中产生光学频率梳的同时测量谐振腔色散和梳模失谐量的方法。所提出的相位测量示出了在常规光学频率梳中未观察到的梳状相位中具有离散π和π/2阶跃的未预测梳状状态。
2014-05-27 physics.optics
Frequency combs from crystalline resonators: influence of cavity parameters on comb dynamics
本文对影响晶体回音壁谐振器频率梳跨度的因素进行了实验研究。我们观察到腔色散在级联四波混频产生梳状波的过程中起着重要的作用。我们观察到梳状共振器的异常色散和近零色散的泵浦波长。此外，梳状波的产生效率还受到不同族模式交叉的影响。讨论了拉曼增益的影响以及腔径和泵浦功率的作用。版权所有2014年加州理工学院。政府的赞助得到了认可。
2014-06-03 physics.optics
Electrical tuning and switching of an optical frequency comb generated in aluminum nitride microring resonators
氮化铝具有很强的克尔非线性和电光普克尔效应。通过结合这两种效应，在这里，我们演示了片上可逆的开/关的光学频率梳产生的氮化铝微谐振器。我们优化了门极和下谐振腔结构的设计，在不增加光损耗的情况下有效地施加电场。通过在改变电场的同时测量频率梳峰值之一来监测梳的切换。控制梳状电光响应的瞬态热效应的直接比较进行了研究。
2013-11-26 physics.optics
A high-power waveguide resonator second harmonic device with external conversion efficiency up to 75%
我们报告了一种高效的波导谐振器设备的生产775 nm的光使用钛indiffused铌酸锂波导谐振器。当扫描谐振时，该器件产生高达110 mW的二次谐波功率，其中140 mW入射到器件上-外部转换效率为75%。腔长度也被锁定，使用Pound-Drever-Hall型锁定方案，涉及到对腔温度或激光频率的反馈。在激光频率反馈的情况下，在一个小时内可以看到来自52 mW泵浦的大约28 mW的稳定输出功率。
2017-09-13 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Optical Kerr Frequency Comb Generation in Overmoded Resonators
研究表明，在具有小群速度色散（GVD）的非线性光学谐振腔中，近简并光模之间的散射相互作用是产生低阈值克尔频率梳的关键因素。模的相互作用能够产生剧烈的变化，在当地的GVD，在一个显着的减少或增加的振荡阈值。它也是负责大多数观察到的梳谐振器的特点是大正常GVD。我们提出了我们的数值模拟的结果，以及支持实验数据。
2012-01-10 physics.optics
Ultra-pure RF tone from a micro-ring resonator based optical frequency comb source
本文报道了一种基于集成高Q值微环谐振腔的新型锁模超快激光器。我们的计划表现出稳定的操作两个轻微移位的光谱光学梳副本。它在200 GHz输出脉冲训练上产生60 MHz的高单色射频调制，线宽<10 kHz
2014-05-12 physics.optics
Dual-Frequency Comb in Fiber Fabry-Perot Resonator
本研究提出利用单个光纤法布里-珀罗谐振器的双折射特性产生两个正交偏振、重复率略有差异且互相干性优异的40nm带宽双频梳，通过概念验证光谱测量证实了其在双梳应用中的潜力。
2025-02-11 physics.optics
Solitons and frequency combs in silica microring resonators: Interplay of the Raman and higher-order dispersion effects
研究了拉曼散射和高阶色散对石英微腔中孤子和频率梳产生的影响。喇曼效应在谐振腔品质因数中引入了一个阈值，超过该阈值，锁频孤子将不存在，而是观察到以产生自频移孤子和色散波为特征的丰富的动力学过程。本文还报道了锁频孤子的Hopf不稳定性导致切伦科夫辐射展宽的机制。
2015-09-15 physics.optics
Optical frequency comb generation from aluminum nitride micro-ring resonator
氮化铝是一种很有吸引力的片上波长转换非线性光学材料。在这里，我们报告光学频率梳产生高品质因数氮化铝微环谐振器集成在硅衬底上。通过设计波导结构以在电信波长处实现近零色散并优化四波混频的相位匹配，用单波长连续波泵浦激光器产生频率梳。进一步从实验结果中提取了氮化铝的克尔系数n2。
2013-07-25 physics.optics
Towards optical frequency comb generation in continuous-wave pumped titanium indiffused lithium niobate waveguide resonators
利用连续泵浦的二阶非线性系统产生光学频率梳，在实验和理论上都取得了很大的进展。在这里，我们提出了第一个意见，对这样一个系统找到一个综合的解决方案，使用钛indiffused的锂钛酸盐波导谐振器。这些结果相比，最近开发的理论等效系统。该系统被认为表现出强烈的不稳定性，这需要进一步的调查，以充分确定稳定的光学频率梳产生的这个平台的适用性。
2018-10-01 physics.optics
Frequency comb generation in SNAP bottle resonators
我们发展了一个理论的光学频率梳产生超紧凑的表面纳米尺度轴向光子（SNAP）瓶微谐振器，采用的非线性相互作用的回音壁模式，被限制沿光纤与纳米半径的变化。我们预测，一个SNAP微谐振器与几个$μ$米半径可以产生一个频率梳与超细sub-GHz的频谱间隔，这将需要传统的环形谐振器的$cm$半径。我们确定制度的稳定或准周期梳状动力学由于孤子激发，也表明，特殊工程的SNAP半径分布可以用来补偿非线性引起的色散。
2017-03-08 physics.optics
Frequency-domain model of optical frequency-comb generation in optical resonators with second- and third-order nonlinearities
我们建立了一个描述二阶和三阶非线性光学谐振腔中光学频率梳产生的频域模型。与时域模型相比，我们的模型在原则上允许一个准确地表达腔色散，避免了色散被截断超过一定的顺序。此外，频域模型可以容易地包括系统参数的频率依赖性，例如线性吸收和腔耦合比。为了验证模型的有效性，我们数值模拟了单谐振腔中的二次梳和微谐振腔中的克尔梳两个例子。频域模型的仿真结果与时域模型的仿真结果吻合较好。同时含有二阶和三阶非线性的系统可以产生许多新的物理动力学。所建立的频域模型将有助于理解各种光学谐振腔中多阶非线性过程辅助下的光学频率梳产生。
2020-09-16 physics.optics
Switching waves-induced broadband Kerr frequency comb in fiber Fabry-Perot resonators
本文提出在正常色散区光纤法布里-珀罗谐振腔中通过激发切换波产生宽带克尔频率梳，结合Lugiato-Lefever方程理论分析与全光纤实验，实现了跨越15 THz带宽的频率梳。
2024-02-15 physics.optics
Generation of optical combs in a whispering gallery mode resonator from a bichromatic pump
一个光梳出现在回音壁模式谐振腔由两个光频率泵浦。两个外部激发的模式耦合由于克尔非线性的初始空模式，并产生新的频率分量。这种阈值过程比以前报道的单泵浦四波混频效率高得多。结果，几毫瓦的泵浦足以产生强的二次场，其在导致光梳的级联过程中有效地产生高阶频率分量等。
2009-02-04 physics.optics
Seeing the Unseen -- Boosted Absorption Imaging and Spectroscopy Using a Scanning Microresonator
由于纳米级物体与光的相互作用极其弱相互作用，不依赖于荧光的纳米级物体的光学检测是当前的挑战。共振增强吸收显微镜是一种新的工具，大大提高了光与物质的相互作用。它将高灵敏度的空间分辨成像与光谱学相结合，为纳米技术，材料设计和生命科学中的纳米尺度系统的检测和分析提供了一种有竞争力的替代方法。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Novel architecture for ultra-stable micro-ring resonator based optical frequency combs
我们提出了一种基于非线性微腔谐振器的OPO结构。这种方法依赖于一个自锁方案，使OPO发射，而不需要热锁定的泵激光器的微腔谐振。通过利用CMOS兼容的微波谐振器，我们实现了振荡，完全没有关闭，或自终止行为，一个非常常见的发生在外部泵浦OPO。此外，该方案一致地产生非常宽的带宽（>300nm，受我们的实验设置的限制）的梳，其以微腔谐振的FSR的间隔振荡。
2014-05-12 physics.optics
Hilbert Transform based Quadrature Hybrid RF Photonic Coupler via a Micro-Resonator Optical Frequency Comb Source
我们展示了一个光子RF希尔伯特Transformer的宽带微波同相和正交相位产生的基础上，集成频率光梳，使用非线性微谐振器的基础上CMOS兼容，高折射率对比度，掺杂石英玻璃平台产生。梳状滤波器的高质量和大频率间隔使滤波器具有多达20个抽头，使我们能够演示具有超过5倍频程（3 dB）带宽和几乎均匀相位响应的正交滤波器。
2015-12-06 physics.optics
Three-core fiber Fabry-Perot resonator for dual-frequency comb generation
University of Lille, CNRS, UMR 8523-PhLAM Physique des Lasers, Atomes et Molécules（里尔大学）；Service OPERA-Photonique, Université libre de Bruxelles (ULB)（布鲁塞尔自由大学）；Emergent Photonics Research Centre, Dept. of Physics, Loughborough University（拉夫堡大学）；Aix Marseille Univ., CNRS, Centrale Med, Institut Fresnel（艾克斯-马赛大学）；XLIM Research Institute, CNRS UMR 7252, Université de Limoges（利摩日大学）
本文提出一种三芯光纤法布里-珀罗谐振腔，用于多频梳生成和空间复用，实现双频梳光谱测量。
2026-04-27 physics.optics
Feshbach Resonances in Kerr Frequency Combs
我们证明了在连续波相干光泵浦下，非线性环形谐振腔中产生的频率梳的功率和重复频率都受到调制。这种调制是由连续波背景与谐振腔中激发的光脉冲相互作用引起的，并且发生在具有非零高阶色散和波长相关品质因数的谐振腔中。调制频率对应于泵浦频率与谐振器中泵浦模式的本征频率的失谐。
2014-10-31 physics.optics
Green, red and IR frequency comb line generation from single IR pump in AlN microring resonator
片上频率梳产生器可实现用于光谱传感和精密光谱的紧凑型宽带光源。目前微梳的研究主要集中在红外波段，而在可见光波段的研究还存在一定的困难。在这里，我们展示了梳状可见频率线的产生，通过第二，第三谐波，和总频率转换的克尔梳内的高Q氮化铝微谐振器由一个单一的电信激光泵浦。强大的功率增强，结合氮化铝的普克尔和克尔光学非线性的独特组合，导致可见光谱中的级联频率转换。高分辨率光谱研究的可见频率线表明匹配的自由光谱范围内的所有波段。这种在单个微梳结构中的倍频和三倍频效应为梳状光谱和自参考梳提供了巨大的潜力。
2014-10-19 physics.optics
Frequency Comb Generation in 300 nm Thick SiN Concentric-Racetrack-Resonators: Overcoming the Material Dispersion Limit
基于克尔非线性的频率梳和孤子已经从具有高品质因数和全局或局部反常色散的片上光学微谐振器中产生。然而，这种谐振器的制造通常需要在半导体制造设施中不是标准的材料和/或工艺。此外，在某些频率区域，如可见光和紫外线，大的正常材料色散使得实现异常色散极其困难。在这里，我们提出了一个同心跑道形的谐振器，实现异常色散在300 nm厚的氮化硅膜，适合于半导体制造，但以前认为只导致波导具有高正常色散，高固有Q值为150万，和一种新的模式选择耦合方案，允许相干梳产生。我们还提供了证据表明，在所产生的梳状孤子脉冲的形成。我们的方法可以实现异常色散在适度宽的带宽谐振器在几乎任何波长，同时仍然保持材料和工艺兼容性与大批量半导体制造。
2016-07-07 physics.optics
Spatiotemporal Model for Kerr Comb Generation in Whispering Gallery Mode Resonators
我们建立了一个精确的偏微分方程来模拟回音壁模腔中克尔梳的产生。该方程是Lugiato-Lefever方程的变体，其包括高阶色散和非线性。这种时空模型，其主要变量是总的腔内场，是显着更适合于大跨度梳的理论理解和数值模拟比模态展开的方法。它使我们能够探索脉冲的形成，其中大量的模式相互作用的合作。这种通用的方法可以直接扩展到包括高阶色散，以及其他现象，如拉曼，布里渊和瑞利散射。我们首次证明，当色散是异常的，克尔梳产生可以出现作为耗散腔孤子的光谱签名，导致宽跨度梳低泵浦。
2012-10-31 physics.optics
Dual-microcomb generation in a synchronously-driven waveguide ring resonator
微梳--在相干驱动的非线性微谐振器中产生的光学频率梳--在过去的十年里引起了人们的极大关注。在单个谐振器装置中产生两个这样的梳的能力已经特别地实现了从光谱学到成像的许多应用。与此同时，新型的梳产生技术，如同步脉冲驱动已经发展到提高微梳产生的效率和灵活性。在这里，我们报告的第一个实验演示的双微梳产生通过同步脉冲泵浦一个单一的微谐振器。具体来说，我们使用两个电光产生的脉冲序列来自一个共同的连续波激光器，同时驱动两个正交的偏振模式的集成石英环形谐振器，观察相干耗散克尔腔孤子梳的产生在两个偏振轴上。由于谐振腔的双折射，两个孤子梳与不同的重复率相关联，从而实现了双微梳源。为了说明源的应用潜力，我们展示了概念验证光谱测量。
2021-09-12 physics.optics
Deformed square resonator lasers for optical frequency comb generation
提出了用圆边代替平边的变形正方形谐振腔，并利用规则射线动力学分析和数值模拟证明了其可以提高模式Q因子和调节横模间隔。实验上实现了AlGaInAs/InP圆边方形微激光器不同波长间隔的超高Q值双横模辐射，高Q受限模具有完全不同的模数，满足了双模辐射的稳定条件。此外，利用双模激光微激光器作为种子光源，在高非线性光纤中通过级联四波混频产生了光学频率梳。
2016-05-04 physics.optics
On the dispersion management of fluorite whispering-gallery mode resonators for Kerr optical frequency comb generation in the telecom and mid-infrared range
光学回音壁模（WGM）谐振器是产生多功能克尔频率梳的非常有吸引力的平台。我们报告的材料色散的各种光学材料，能够支持$10^9$以上的品质因数的系统研究。利用圆盘谐振器中WGM谐振频率的解析近似，我们研究了几何形状和横模阶数对总群速度色散（$GVD$）的影响。我们证明了主半径和径向模折射率在定制WGM谐振器的$GVD$中起着重要的作用。特别是，我们的研究表明，在WGM盘谐振器，极性家庭的模式具有非常相似的$GVD$，而径向家庭的模式功能的色散值，可以相差几个数量级。这些巨大的色散位移的影响，实验证明在克尔梳与氟化镁代。从更一般的角度来看，这一关键特征使得能够将萤石晶体的零色散波长推向中红外（中IR）范围，从而允许在该光谱范围内有效地产生克尔梳。我们表明，氟化钡是最有趣的晶体在这方面，由于其零色散波长（$ZDW$）在$1.93 \rm{μm}$和中红外制度的最佳色散曲线。我们希望我们的研究结果，以促进电信和中红外光谱范围内的克尔频率梳代不同的平台的设计。
2015-01-10 physics.optics
Extended temporal Lugiato-Lefever equation and the effect of conjugate fields in optical resonator frequency combs
从无限维的池田地图，我们推导出一个扩展的时间Lugiato-Lefever方程，可以占共轭电磁场（也称为“负频率场”）的影响。在环形腔中存在非线性时，这些场导致新形式的调制不稳定性和共振辐射。基于新的扩展Lugiato-Lefever模型的数值模拟表明，在小尺寸的外泵浦时间光学腔中，超短光孤子发射的负频率共振辐射会影响克尔频率梳的形成.我们的理论是非常普遍的，不是基于慢变包络近似，和预测相关的所有类型的谐振器，如光纤环，微环和微环。
2015-06-09 physics.optics
Frequency comb generation in a pulse-pumped normal dispersion Kerr mini-resonator
在正常色散状态下驱动的克尔微谐振器通常需要存在局部色散扰动，例如由避免的模式交叉引起的那些，以启动光学频率梳的形成。在这项工作中，我们通过实验证明，这一要求可以通过用脉冲泵浦源驱动谐振器来提高。我们还表明，控制泵浦重复率和腔自由光谱范围（FSR）之间的去相干化提供了一个简单的机制来调谐输出梳的中心频率。使用一个半径仅为6 cm的光纤微型谐振器，我们实验上提出了光谱平坦的梳，带宽为3太赫兹，其中心频率可以调谐超过2太赫兹。通过在其0.54 GHz FSR的谐波下驱动腔，我们能够产生具有在0.54和10.8 GHz之间可选的线间距的梳。能够同时调谐输出梳的中心频率和频率间隔，突出了该平台的灵活性。此外，我们还证明了在大泵浦腔去色散条件下，同一腔也支持一种新形式的拉曼辅助反常色散腔孤子。
2020-10-28 physics.optics
Four-wave mixing parametric oscillation and frequency comb generation at visible wavelengths in a silica microbubble resonator
在可见光波长的微谐振器中产生频率梳已经在诸如计量、感测和成像的各种领域中找到了应用。为了在微谐振器中实现基于四波混频的克尔梳，色散必须处于反常状态。在这项工作中，我们展示了色散工程的微泡谐振器（MBR）制造的双CO $_2$激光束技术。通过将MBR的壁厚减小到1.4 $μ$ m，零色散波长移动到短于764 nm的值，使得在765 nm附近的相位匹配成为可能。当MBR模的光学\textit{Q}因子大于$10^7$时，在泵浦功率为3 mW时，在765 nm处观察到四波混频。通过增加泵浦功率，实现了参量振荡，并在可见光波段产生了14条梳线的频率梳。
2016-06-10 physics.optics
Microwave and RF Applications for Micro-resonator based Frequency Combs
利用非线性光学以全光学方式产生和处理信号的光子集成电路已经实现了远远优于可能的电子性能的性能，特别是在速度方面。我们回顾了最近的成就，在新的CMOS兼容的平台，更适合于比SOI的非线性光学，专注于射频（RF）和微波为基础的应用，利用微谐振器为基础的频率梳。我们强调了它们的潜力以及为许多关键应用实现实用解决方案所面临的挑战。这些材料系统开辟了许多新的功能，如片上光学频率梳产生和超快光脉冲产生和测量。我们回顾了最近的工作，光子RF希尔伯特Transformer的宽带微波同相和正交相位产生的基础上，集成频率光梳。梳产生使用的非线性微波谐振器的基础上，CMOS兼容，高折射率对比度，掺杂石英玻璃平台。梳状滤波器的高质量和大频率间隔使滤波器具有多达20个抽头，使我们能够演示具有超过5倍频程（3 dB）带宽和几乎均匀相位响应的正交滤波器。
2015-12-19 physics.optics
Microring resonator as a Rayleigh mirror for broadband laser-cavity comb generation
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology, (National Research University)（莫斯科物理技术学院（国立研究大学））
利用微环谐振器作为瑞利镜，实现宽带激光谐振腔梳生成，展示自启动梳生成及方法简化。
2025-12-11 physics.optics
A Scanning Cavity Microscope
除了荧光之外，对单个纳米系统的光学性质进行成像可以提供丰富的信息。然而，用于吸收和分散的微小信号是具有挑战性的观察，并且只有需要复杂噪声抑制的专门技术可用。在这里，我们使用扫描光学微腔中的信号增强来演示超灵敏成像。利用探测光与光学谐振器内的样品的多次相互作用，我们实现了1700倍的信号增强衍射极限显微镜相比。我们证明了定量成像的消光截面的金纳米粒子的灵敏度低于1纳米2，我们展示了一种方法，以提高空间分辨率可能低于衍射极限，通过使用高阶腔模式，我们提出了测量的双折射和消光对比度的金纳米棒。所展示的吸收和色散信号的同时增强，为纳米材料、分子和生物纳米系统的光学研究提供了诱人的潜力。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Universal Optical Frequency Comb
我们证明，回音壁模式谐振器可以用来产生基于四波混频过程的光学频率梳，在几乎任何频率，位于透明窗口的谐振器主机材料。我们从理论上展示了如何设计的谐振器的形态，以产生一个家庭的光谱等距模式与异常的群速度色散适当的梳代。我们目前的实验结果为中心的频率梳在794 nm，以支持我们的理论研究结果。
2010-09-16 physics.optics
Three-dimensional, self-similar, light in unstable canonical optical resonators
不稳定正则光学谐振器的本征模在其横向强度横截面中具有分形结构[Karman等人，Nature 402，138（1999）]。在一个特定的平面，即放大的自共轭平面中，该结构可以根据成像和衍射的组合来解释[Courtial和Padgett，PRL 85，5320（2000）]。在这里，我们表明，这种组合的成像和衍射同时发生在纵向上，导致在三维自相似分形结构的中心周围的放大的自共轭平面。
2013-08-22 physics.optics
Temporal solitons in a coherently driven active resonator
本文提出存在于低于激光阈值、相干驱动激光器中的有源腔孤子，并通过有源光纤谐振器实验与广义 Lugiato-Lefever 方程模拟验证其高峰值功率和高稳定性。
2024-06-18 physics.optics
Laser-scanning optical-frequency-comb microscopy for multimodal imaging
本文提出一种采用光学频率梳激光器的激光扫描显微镜技术，通过双梳光谱干涉图实现单次测量的多模态成像，并展示其在多种光谱成像应用中的潜力。
2024-05-28 physics.optics
Enabling Arbitrary Wavelength Optical Frequency Combs on Chip
在微谐振腔中产生亮孤子克尔频率梳的一个必要条件是谐振腔模式的反常群速度色散。这种条件在可见光和紫外光中很难实现，因为大多数光学材料在这些波长区域中具有大的法向GVD。我们克服了这一挑战，借用的想法，从强色散耦合系统在固态物理和光学。我们发现，光子复合环形谐振器可以拥有大的反常GVD在任何所需的波长，即使每个单独的谐振器的特点与正常的GVD。基于这一概念，我们设计了一种在铷D1线（794.6nm）附近的氮化硅薄膜复合环形谐振器锁模频率梳，并提出将这种光梳用作芯片级光钟的飞轮。
2015-09-25 physics.optics
Micro-resonator soliton generated directly with a diode laser
报道了一种具有超低噪声、高功率光纤耦合和快速调谐的外腔半导体激光器。这些特性使得能够在具有单孤子态的石英微谐振器中产生光学频率梳。实验中既没有使用光调制器，也没有使用放大器。这一演示大大简化了孤子产生装置，并代表了一个完全集成的孤子梳系统向前迈出了重要的一步。
2017-11-16 physics.optics
Stable dark and bright soliton Kerr combs can coexist in normal dispersion resonators
利用Lugiato-Lefever模型，分析了正常色散区中三阶色散对暗孤子和亮孤子克尔频率梳的存在性和稳定性的影响。在没有三阶色散的情况下，在一个扩展的参数范围内只存在暗孤子，而三阶色散允许稳定的暗孤子和亮孤子共存。可逆性被打破，连接顶部和底部均匀解决方案的开关波的形状被修改。亮孤子的产生是由于开关波剖面中振荡的产生。最后，在足够强的三阶色散存在下，暗孤子的振荡不稳定性也得到了抑制。
2016-09-29 physics.optics
Optical frequency combs in quadratically nonlinear resonators
光学频率梳是近几十年来最引人注目的发明之一。最初被认为是由锁模激光器发射的短脉冲的训练的光谱对应物，频率梳随后也通过三阶参数过程在连续泵浦的微谐振器中产生。最近，在连续波激光泵浦的光学谐振腔中直接产生光学频率梳的实验已经得到证实。在这里，我们提出了一个简洁的介绍，这样的二次梳和物理机制，其形成的基础。我们主要回顾了我们最近的实验和理论工作的形成和动力学的这种二次频率梳。我们实验证明了梳产生在两种配置：一个腔的二次谐波产生，其中梳产生周围的泵浦频率和它的二次谐波，和一个简并光学参量振荡器，其中梳产生周围的泵浦频率和它的次谐波。实验得到了全面的理论分析的支持，旨在模拟二次梳的动力学，在频域和时域，提供有用的见解，这类新的光学频率梳合成器的物理。二次梳建立了一类新的高效频率梳合成器，具有独特的功能，可以直接访问新的频谱区域，并激发新的应用。
2020-04-09 physics.optics
Surface Acoustic Wave Frequency Comb
我们报告实现一个有效的三端谐振耦合两个长寿命的光学模式和高频表面声波（SAW）模式的同一单片晶体回音壁模式谐振器。耦合导致光机械振荡和单色SAW的产生。该机械模式与其它等距SAW模式的强非线性相互作用导致机械超参数振荡以及谐振器中SAW脉冲训练和相关联的频率梳的产生。我们将观察从谐振器逸出的调制光的调制的梳可视化。
2011-06-08 physics.optics
Mid-infrared optical frequency comb generation from a chi-2 optical superlattice box resonator
中红外（MIR）波段的光学频率梳（OFC）由于其在波长和频率域的革命性精度而在精密光谱学、气体传感和分子指纹等应用中至关重要。基于微谐振器的OFC通过在紧凑且具有成本效益的封装中包含如此高的精度，向实际应用迈出了进一步。然而，色散工程仍然是一个挑战，传统的卡-3微环谐振器和MIR泵浦激光器是必需的。在这里，我们开发了一个不同的平台的卡-2光学超晶格盒谐振器产生MIR OFC的光参量下转换。在近材料限制的品质因数为2.0*10^7的情况下，可以产生在2060 nm附近具有超过250 nm跨度的宽带MIR OFC，其中仅需要普通的近红外激光器作为泵浦。细齿间距对应于1.566 GHz处的可测量的射频拍音，并且还导致细光谱分辨率。其线宽测量为6.1 kHz，这揭示了低梳状噪声，与干净的时间波形一致。这种中红外光纤耦合器具有370 mW以上的高输出功率，可用于远距离传感和测距应用。
2019-04-01 physics.optics
Advanced dispersion engineering of a III-Nitride micro-resonator for a blue/UV frequency comb
提出了一种系统的色散工程方法来设计用于蓝色/UV频率梳的III族氮化物微谐振器。这种努力的动机是满足对紧凑、相干、多波长光子源的需求，用于光学传感、计时和量子计算应用的光子集成芯片中的$^{171}{\textrm{Yb}}^{+}$离子。挑战在于克服由其他理想的材料表现出的正常材料分散，即，低损耗和大克尔系数）AlGaN族材料，因为这是产生亮孤子克尔梳的先决条件。所提出的方法利用耦合波导中的避免交叉现象，以实现在所需的波长范围内的强反常色散。由此产生的设计揭示了广泛的色散响应可调谐性，并实现了与目前最先进的生长和AlGaN半导体的制造方法。对连续波激光泵浦下腔内光场时空演化的数值模拟表明，这种结构能够产生宽带蓝/紫外亮孤子克尔频率梳。
2020-06-12 physics.optics
Systematic design study of all-optical delay line based on Brillouin scattering enhanced cascade coupled ring resonators
提出了一种改善光纤中边耦合间隔谐振腔序列（SCISSOR）与受激布里渊散射（SBS）增益介质相结合的慢光性能的技术。我们使用两种不同的数据保真度指标，包括大开眼界和互信息，评估了SCISSOR-只有和SCISSOR + SBS系统的不同数量的级联谐振器从1到70的设备性能。一个实际的系统设计，证明了通过分析其性能的分数延迟，功率传输，和数据保真度。我们观察到，这两个指标的结果是一致的。基于实际资源和保真度约束下的系统优化，由70个级联谐振器组成的SCISSOR在10 Gbps的信号比特率下提供22 dB衰减的分数延迟8。组合的最佳SCISSOR（具有70个谐振器）+ SBS系统在相同的约束下提供了高达17的改进的分数延迟，单位功率传输。
2010-01-30 physics.optics
In-resonator variation of waveguide cross-sections for dispersion control of aluminum nitride micro-rings
我们提出并论证了一种在氮化铝微环谐振器中通过组合不同波导截面来控制色散的技术。分别具有正常色散和异常色散的窄波导和宽波导与锥形波导连接并封闭在环形谐振器中以产生接近零的总色散。多模波导中的模式耦合也得到了有效的抑制。该技术提供了新的自由度和增强的灵活性，在工程的微梳谐振器的色散。
2015-11-07 physics.optics
Multistability and coexisting soliton combs in ring resonators: the Lugiato-Lefever approach
我们报告说，Lugiato-Lefever方程描述的频率梳产生的环形谐振器与本地化的泵和损耗项也描述了同时的非线性共振，导致多稳定性的非线性模式和共存的孤子，与频谱不同的频率梳。
2017-07-14 nlin.PS physics.optics
Analysis of carbon content in direct-write plasmonic Au structures by nanomechanical scanning absorption microscopy
化学成分的测定对于高精度器件制造和先进工艺开发的质量控制至关重要。对于可靠的化学成分表征，靶材料的一定相互作用体积对于诸如能量色散X射线光谱（EDX）和电子能量损失光谱（EELS）的常规技术是必要的。然而，这仍然是纳米结构的挑战。因此，我们提出了一种替代技术，用于测量有限体积的纳米结构的化学组成。通过测量纳米结构的光吸收的差异，由于化学成分的差异与纳米机械谐振器的谐振频率失谐以及分析光学建模的帮助，我们证明了表征直写聚焦电子束诱导沉积（FEBID）金纳米结构中的碳含量的可能性。
2020-10-22 physics.ins-det physics.optics
Reconfigurable Non-Hermitian Soliton Combs using Dissipative Couplings and Topological Windings
本文提出一类基于非互易耦合谐振腔阵列工程化耗散与色散的新型非厄米孤子梳，通过调节谐振腔间跳跃相位即可实现梳齿线数量与频率间隔的制造后大幅可重构。
2025-05-30 nlin.PS physics.optics
Photonic-crystal-reflector nano-resonators for Kerr-frequency combs
我们展示了克尔频率梳产生与纳米制造的法布里-珀罗谐振器与光子晶体反射器（PCR）端镜。PCR群速度色散（GVD）被设计为抵消在薄的450 nm氮化硅器件层上制造的矩形波导的强法向GVD。反射器为谐振腔提供了克尔梳产生所需的高光学品质因数和异常GVD。我们报告的设计，制造和表征的设备，在1550 nm的波长波段，包括GVD光谱和品质因数。克尔梳的产生是通过用连续波（CW）激光激发器件来实现的。PCR的多功能性使克尔非线性谐振器过程的一般设计原理和材料独立的设备基础设施成为可能，为光的操纵开辟了新的可能性。可见光和多光谱带谐振器似乎是PCR方法的自然延伸。
2019-04-17 physics.app-ph physics.optics
Frequency comb generation via synchronous pumped $χ^{(3)}$ resonator on thin-film lithium niobate
针对脉冲驱动片上克尔梳受限于微环谐振器调谐范围的问题，提出利用薄膜铌酸锂上的 χ⁽³⁾ 谐振器，通过可调谐飞秒脉冲发生器同步泵浦产生宽带频率梳，克服了受激拉曼散射的限制。
2024-04-25 physics.app-ph physics.optics
Origin and stability of dark pulse Kerr combs in normal dispersion resonators
我们使用Lugiato-Lefever模型分析了具有正常群速度色散的光学谐振腔中的暗脉冲克尔频率梳。我们表明，在时域中，这些对应于互锁开关波之间的上，下均匀状态，并解释这一事实如何解释他们的许多实验观察到的属性。调制不稳定性在它们的存在中不起任何作用。此外，我们提供了一个详细的地图，表明在参数空间中可以找到稳定的暗脉冲克尔梳，以及它们是如何不稳定的频率失谐值的增加。
2016-02-23 nlin.PS physics.optics
