Optical vortex Brillouin laser
在过去的几十年里，光学涡旋已经得到了广泛的研究，它提供了一个额外的自由度，在许多应用中非常有用，例如光镊和量子控制。受激布里渊散射具有窄线宽和强非线性响应，已被用于实现准连续波（CW）激光。本文报道了基于手性光子晶体光纤的布里渊激光器中光涡旋和声模的稳定振荡。手性光子晶体光纤支持螺旋布洛赫模（HBM），螺旋布洛赫模携带圆偏振光涡旋并显示圆双折射。我们实现了一个窄线宽布里渊光纤激光器，稳定地发射第一和第二阶涡旋携带HBM。角动量守恒选择规则规定泵浦和后向布里渊信号具有相反的拓扑电荷和自旋。此外，我们表明，当手性PCF被放置在一个激光环形腔中，与激射相关的线宽变窄允许的布里渊增益的峰值，对应于声学模式进行测量，分辨率为10 kHz和精度为520 kHz。这一结果为新一代涡旋载SBS系统在量子信息处理中的应用铺平了道路，涡旋载非互易系统。
2022-04-25 physics.optics
Stimulated Brillouin scattering from surface acoustic waves in sub-wavelength photonic microwires
光纤中的布里渊散射是光与声之间的基本相互作用，具有从光学传感器到慢光和快光的重要意义。在通常的光纤中，光既激发又感受剪切和纵向体弹性波，从而产生前向引导声波布里渊散射和后向受激布里渊散射。在一个亚波长直径的光纤，情况发生了巨大的变化，因为我们在这里报告的第一个实验观察受激布里渊散射表面声波。这些瑞利型超声波以3400 m.s $^{\mathrm{-1}}$的比速度在导线表面传播，并以约6 GHz的多普勒频移反向散射光。由于这些声共振对表面缺陷或特征高度敏感，因此表面声波布里渊散射为各种传感应用开辟了新的机会，但也在其他领域，如微波光子学和非线性等离子体。
2014-01-10 physics.optics
Brillouin spectroscopy of optical microwires
我们描述了一种易于实现的技术，允许一个完整的实验表征的亚波长直径锥形光纤。我们的方法是基于一个直接和快速的数值分析的后向布里渊频谱测量使用高灵敏度的单端外差相干检测。它可以在原位进行，没有任何操作，也没有光学微纤维的光学对准。据报道，对于直径从500 nm到1.2微米的纤维，灵敏度高达几纳米。这种新的方法可以帮助设计和表征光纤锥广泛应用于许多应用，如光学传感，原子捕获，量子光学，等离子体。
2017-06-13 physics.optics
On-chip multi-stage optical delay based on cascaded Brillouin light storage
存储和延迟光信号在数据中心、相控阵天线、通信和未来的计算架构中起着至关重要的作用。在这里，我们展示了一种基于级联布里渊光存储的延迟方案，该方案在光子集成电路内的任意位置实现多级延迟。重要的是，光域和声域之间的这些多个谐振传输仅通过外部光控制脉冲来控制，从而允许延迟的级联，而不需要沿着光路对准多个结构谐振。
2018-04-24 physics.optics
Brillouin Optomechanics in Coupled Silicon Microcavities
光学和机械波的同时控制使得一系列基础和技术突破成为可能，从超稳定频率参考装置的演示到激光冷却实验中量子经典边界的探索。最近，已经在布里渊区的集成纳米波导和微腔中观察到这种光-机械相互作用，其中短波长机械模式在几GHz处散射光。在这里，我们工程师耦合光学微腔光谱，使低阈值激发的机械行波模式，通过后向受激布里渊散射。探索后向散射，我们提出了支持超高频模式（$\sim25$ GHz）和大的光机械耦合率（$g_0/2π\sim 50$ kHz）的微腔设计。
2016-09-29 physics.optics
Fiber-Optic Interferometry Using Narrowband Light Source and Electrical Spectrum Analyzer: Influence on Brillouin Measurement
我们使用一个简单的光纤干涉仪组成的电频谱分析仪和窄带光源，这是常用的观察布里渊增益谱的干涉图样。该干涉图案扩展到远超过对应于石英光纤中的布里渊频移的频率范围（在1550 nm处约11 GHz）。使用石英单模和聚合物光纤传感，然后，我们实验证明，独特的噪声在一个自外差为基础的布里渊测量与未优化的偏振态起源于参考光和菲涅尔反射光之间的干涉。通过采用比光源的相干长度长的延迟线以及通过在传感光纤的开口端附近人为地施加高损耗，可以几乎完全抑制这种噪声。
2014-09-26 physics.optics
Transformation optics simulation method for stimulated Brillouin scattering
我们开发了一种新的方法，使全波模拟受激布里渊散射和相关现象在频域，有限元环境。该方法使用变换光学技术来实现时间谐波坐标变换，该时间谐波坐标变换调和电磁和机械有限元求解器所使用的不同参考系。我们展示了如何将这种策略成功地应用于散装和制导系统，比较结果与预测的既定理论。
2016-10-14 physics.optics
Simplified configuration of Brillouin optical correlation-domain reflectometry
我们开发了一种简单且具有成本效益的布里渊光学相关域反射计（BOCDR）配置，其设置不包括标准BOCDR系统中使用的额外参考路径。来自传感光纤的开口端的菲涅尔反射光被用作参考光。从理论上阐明了空间分辨率、测量范围及其比值的局限性，并论证了空间分辨率< 100 mm、测量范围为4.1 m、具有高信噪比的分布式应变测量。
2014-09-01 physics.optics
A silicon Brillouin laser
布里渊激光振荡器提供强大而灵活的动力学特性，是各种光学系统中锁模激光器、微波振荡器和光学陀螺仪的基础。然而，在传统的硅光子波导中，布里渊相互作用非常弱，抑制了硅基布里渊激光器的发展。最近出现的混合光子-声子波导揭示了布里渊相互作用是硅中最强和最可剪裁的非线性之一。在这里，我们利用这些工程非线性，以证明布里渊激光在硅。此外，我们表明，这种基于硅的布里渊激光器进入一个有趣的制度的动力学，其中光学自振荡产生声子线宽变窄。我们的研究结果提供了一个平台，以开发一系列的应用单片集成在硅光子电路。
2018-09-19 physics.optics
Stimulated Brillouin Scattering Thresholds in Optical Fibers for Lasers Linewidth Broadened with Noise
用于加宽光源的线宽的相位和/或强度调制技术是抑制光纤中的受激布里渊散射（SBS）的公知方法。用于以简单方式实现显著带宽增强的常用技术是使用滤波噪声源进行相位调制。我们将在这里证明，在这种情况下，噪声的随机性质需要包括长度相关的SBS阈值增强校正。这种效应对于大多数高功率光纤放大器所共有的短光纤长度变得特别显著。
2013-01-24 physics.optics
Crosstalk-free multi-wavelength coherent light storage via Brillouin interaction
受激布里渊散射驱动光信号与声学声子之间的相干相互作用，并且这种效应可以用于在声波中存储光信息。当在布里渊过程中同时采用多个光学频率时，会出现一个重要的考虑因素：在这种情况下，由每个光学波长寻址的声学声子可以通过远小于声学声子线宽的频率分离，这可能导致光学模式之间的串扰。在这里，我们将基于布里渊的光存储的概念扩展到多个波长信道。我们的实验和理论表明，在空间扩展的声子的长度上的累积相位失配允许每个光波长通道，以解决一个不同的声子模式，确保可忽略的串扰，即使声子在频率上重叠。此外，我们证明了严格的相位匹配条件，使光声传输的相干性在紧密间隔的多个声频保存。宽带脉冲的这种特定相位失配具有深远的影响，允许在基于布里渊的光存储、多频布里渊传感、多波长布里渊激光器、并行微波处理和量子光子-声子相互作用中进行密集波长复用。
2018-10-05 physics.optics
Monitoring cis-to-trans isomerization of azobenzene using Brillouin microscopy
Heidelberg University（海德堡大学）；Max Planck School Matter to Life（马克斯·普朗克物质与生活学院）
利用布里渊显微镜监测联苯胺的顺式-反式异构化过程，并通过实验验证其在原位监测中的有效性。
2024-06-25 physics.optics
Full-field Brillouin microscopy based on an imaging Fourier transform spectrometer
本文提出基于成像傅里叶变换光谱仪的全场布里渊显微方法，利用布里渊光谱对称性实现每秒40,000条光谱的高速采集，较共聚焦方法提升约三个数量级，并保持高空间分辨率。
2024-09-03 physics.optics
Multi-point Dynamic Strain Sensing using External Phase Modulation-based Brillouin Optical Correlation Domain Analysis
我们报告了一种新的技术，同时在多个位置检测动态应变变化。我们的技术是基于布里渊光学相关域分析，通过外部相位调制，以产生多个独立访问的相关峰内的传感光纤。仿真结果表明，该方法可以从多个位置独立地精确测量布里渊频移，并通过控制实验验证了相应的结果。在1 km长的光纤中产生了两个相关峰，通过映射这两个相关峰的空间分布，实验验证了它们的独立可调谐性。我们演示了动态应变变化的检测高达50 Hz（仅限于我们的测试设置）在两个位置，每个位置的空间分辨率为6米，超过1.1公里长的光纤。
2018-07-27 physics.optics
Phase-locking in cascaded stimulated Brillouin scattering
级联受激布里渊散射（SBS）是一种复杂的非线性光学过程，其导致产生由声学谐振频率频移的若干光波。这些布里渊频移光波之间的四波混频（FWM）可以产生具有稳定光谱相位的等距光学频率梳，即布里渊频率梳（BFC）。在这里，我们调查的相位锁定的BFC的光谱分量，考虑四波混频相互作用所产生的克尔非线性以及耦合的声场。推导的耦合模方程，包括所有相关的非线性相互作用的第一次，我们研究的各种非线性过程的贡献锁相，并表明，不同的制度，可以得到依赖于长度尺度上的字段振幅变化。
2015-10-26 physics.optics
Brillouin amplification supports $1\times10^{-20}$ accuracy in optical frequency transfer over 1400~km of underground fibre
我们研究了连接布伦瑞克和斯特拉斯堡的1400~km地下光纤环路上的光频率传输。大型自主光纤布里渊放大器（FBA）是中间放大的唯一手段，允许长达数天的相位连续测量。在大约三周的测量周期内，我们发现传输频率的分数偏移的加权平均值为$(1.1\pm0.4)\times10^{-20}$。在最好的情况下，我们发现$6.9\times10^{-21}$的不稳定性和$4.4\times10^{-21}$的分数频率偏移在平均时间约为30~000~s。这些结果代表了一个上限，可实现的不确定性超过1400公里时，使用一个链的远程布里渊放大器，并允许我们调查系统的影响，在$10^{-20}$水平。
2015-04-07 physics.optics
Analysis of Cascaded Brillouin Scattering in Optical Fibres
级联布里渊散射在光子学的许多领域中越来越受到关注（例如，参见[1]和[2]），并且已经由许多小组进行了实验研究。例如，在增益辅助实验中，已经观察到多达800条不同的线[3]，而在无源腔中，最近已经证明了几条布里渊线的锁模[4]。我们表明，虽然每对线通过创建一个声学声子的相互作用，所产生的声场仍然可以写为只有两个波（向前和向后传播波）的总和。这种新的分析结果在一组强耦合的振幅方程的字段，在这里导出的第一次在光纤的上下文中。此外，我们表明，以前的作者误解了声场的性质，导致不正确的耦合方程组。
2015-04-16 physics.optics
Superluminal signal conversion in stimulated Brillouin scattering via an optical fiber ring resonator
本文报道了光纤环形腔中受激布里渊散射（SBS）中斯托克斯光和泵浦光的超光速现象。在我们的实验中，当抽运功率从SBS阈值增加到更高功率时，Stokes光在8m单模光纤中先延迟33.79ns，然后以93.34ns的提前量传播。这首次证明了即使在负群速超光速传播中，光相互作用也是由群速决定的。重要的是，这意味着超光速信息交换的可能性，因为结果还表明，不同波长之间的信号转换可以实现在负群速度传播。
2012-10-18 physics.optics
A microrod-resonator Brillouin laser with 240 Hz absolute linewidth
我们展示了一个超低噪声的微棒谐振腔激光器上的受激布里渊散射光学非线性提供的增益振荡。已知微谐振器布里渊激光器提供出色的频率噪声基底，其受到基本热波动的限制。在这里，我们展示了实验证据，热效应也主导了接近载波的频率波动。实验中使用的直径为6 mm的微棒谐振腔具有约100 μm的大光模面积$^2$，因此其10 ms的热时间常数可以滤除近载频光频噪声。结果是240 Hz的绝对激光线宽，对应的白频率噪声基底为0.1 Hz $^2$ /Hz。我们解释了这种激光器的稳态性能的测量其操作状态和模式失谐和线形。我们的研究结果突出了一个机制，噪声是常见的许多微谐振器设备，由于腔内功率和模式频率之间的固有耦合。我们证明了通过稳定腔内功率的反馈回路来降低这种噪声的能力。
2015-09-29 physics.optics
Dual-microcavity narrow-linewidth Brillouin laser
超低噪声可调谐激光器是精密光谱学、标准量子极限位移测量和先进光学原子钟开发中的革命性工具。其他应用包括激光雷达、相干通信、频率合成以及应变、运动和温度的精密传感器。虽然所有应用都受益于较低的频率噪声，但许多应用还需要坚固紧凑的激光器。在这里，我们介绍了一个双微腔激光器，利用一个芯片集成的二氧化硅微谐振器产生可调谐的1550 nm激光通过受激布里渊散射（SBS）和第二微谐振器的SBS光的频率稳定。这种配置将分数频率噪声降低到10 Hz偏移处的$7.8\times10^{-14} 1/\sqrt{Hz}$，这是基于微谐振器的激光器的噪声性能的新状态。我们的系统还具有太赫兹可调谐性和芯片级集成的潜力。我们证明了我们的双微腔激光器的效用，通过执行赫兹级分辨率的光谱学。
2014-10-10 physics.optics
Cascaded forward Brillouin scattering to all Stokes orders
非弹性散射过程，如布里渊散射，往往可以在级联制度的功能，这是可能发生在某些集成的光声器件。我们发展了一个哈密顿形式的级联布里渊散射有效的量子和经典制度。通过将布里渊散射视为单个声学包络和单个光学包络的相互作用，覆盖所有斯托克斯和反斯托克斯阶，我们得到了一个紧凑的模型，非常适合于数值实现，扩展到包括其他光学非线性或短脉冲，以及在量子光学领域的应用。然后，我们从理论上分析了模内前向布里渊散射（FBS）的任意波导和没有光色散。在没有光学色散的情况下，我们找到了一个精确的解析解。利用微扰方法，我们进一步解决了弱色散的情况。我们的工作导致几个关键的结果内模式FBS。对于可忽略的色散，我们表明，级联的模内FBS的结果在一个纯相位调制，并讨论如何这需要具体的实验方法观察光纤为基础的和集成的FBS。此外，我们讨论了如何建立在这两类波导连接到彼此和腔光力学和拉曼散射的更广泛的背景下的描述。最后，我们得出了一个意想不到的惊人的相似之处FBS和波导阵列中的离散衍射现象，这使得FBS在量子光学的未来研究的一个有趣的候选人。
2016-08-25 physics.optics
On-chip optical isolator and nonreciprocal parity-time symmetry induced by stimulated Brillouin scattering
本文利用高Q值微环芯腔中的受激布里渊散射，实现了芯片级可调谐全光隔离器，并首次在耦合微腔中实现非互易宇称-时间对称性，为超紧凑光子器件提供新平台。
2018-06-08 physics.optics
All-optical pulse compression of broadband microwave signal based on stimulated Brillouin scattering
从理论和实验两方面研究了光纤中受激布里渊散射（SBS）脉冲压缩技术。宽带微波信号被电光调制到注入光纤一端的泵浦光波上。光纤中的声波继承了泵浦光的振幅和相位信息，声波与泵浦光的耦合导致了泵浦光和微波信号的自相关过程。通过对SBS耦合方程的推导表明，泵浦光放大后的短脉冲探测光具有自相关公式的性质。宽带微波信号的全光脉冲压缩是在检测到的探测脉冲与无SBS相减后实现的。进行了概念验证实验。在4.3GHz载波频率下，成功实现了扫频范围为1GHz的线性调频微波信号的脉冲压缩，与理论分析结果吻合较好。
2015-12-25 physics.optics
Stimulated Brillouin scattering revisited: Strong coupling regime and Rabi splitting
光波导中的受激布里渊散射是光与声波之间由电致伸缩和光弹性介导的基本相互作用。在本文中，我们重新审视这种非弹性散射过程的通常理论，以得到一个联合系统，其中声波是强耦合到光波之间的干涉图案。我们特别表明，当光声耦合率与声子阻尼率相当时，系统进入强耦合区，从而避免了色散曲线的交叉和拉比分裂。我们进一步发现，光声拉比分裂原则上可以观察到使用后向受激布里渊散射在亚波长直径的锥形光纤与中等峰值泵浦功率。
2015-09-02 physics.optics
Brillouin scattering in multi-core optical fibers
在波长为1550 nm的入射光作用下，测量了一根长约3 m的7芯石英基多芯光纤（MCF）的两个纤芯（中心纤芯和外纤芯）的布里渊增益谱，研究了布里渊频移（BFS）及其与应变和温度的关系。两个核的BFS为~10.92 GHz，中心核的BFS应变和温度依赖系数分别为484.8 MHz/%和1.08 MHz/K，而外核的BFS应变和温度依赖系数分别为516.9 MHz/%和1.03 MHz/K。所有这些值与二氧化硅单模光纤中的值没有很大的不同，这是预期的，因为芯由相同的材料（二氧化硅）组成。两个纤芯之间应变的BFS依赖性的差异可能源于应变施加到光纤时结构变形的差异，这是MCF的独特特性。最后展望了基于微碳纤维布里渊散射的分布式应变和温度传感的发展前景。
2014-09-27 physics.optics
Fast-light Enhanced Brillouin Laser Based Active Fiber Optics Sensor for Simultaneous Measurement of Rotation and Acceleration
我们已经开发了一种主动快光光纤传感器（AFLIFOS）的概念设计，它可以同时或单独作为陀螺仪（差模效应）和加速度，应变和其他共模效应的传感器。两个布里渊激光器在相反的方向和分离的频率由几个自由光谱范围用于该传感器。通过将两个辅助腔耦合到光纤主腔，我们产生了两种激光模式的超光速效应。本文建立了AFLIFOS优化设计的详细理论模型，并证明了在优化条件下，当主光纤谐振腔周长的有效变化为0.1nm，对应于半径为1 m的环形谐振腔的旋转速率为0.4度/秒时，两种布里渊激光器的灵敏度增强因子分别为$\sim{187}$和$\sim{-187}$。通过调整参数，如周长和耦合系数，有可能获得更高的增强。
2016-10-24 physics.optics
Highly localized Brillouin scattering response in a photonic integrated circuit
通过受激布里渊散射（SBS）的光波和声波的相互作用最近已经到达片上平台，这开辟了从集成微波光子学和片上窄线宽激光器到基于声子的光学延迟和信号处理方案的新的应用领域。由于SBS是一种随相互作用长度呈指数级变化的效应，因此短长度尺度上的片上实现具有挑战性，需要精心设计具有优化的光声重叠的波导。利用布里渊光相关域分析（BOCDA）原理，实现了800 μm高空间分辨率的SBS光谱的局域测量，并在光子集成电路（PIC）中实现了沿螺旋波导的布里渊光谱的分布式测量。这种方法提供了访问本地光声性能的波导，包括布里渊频移（BFS）和线宽，为进一步开发高品质的光子声子波导SBS应用的基本信息。
2017-07-31 physics.optics
High-resolution low-coherence Brillouin optical correlation-domain reflectometry with suppressed systematic error
本研究提出利用低相干光抑制BOCDR固有系统误差，实现约3 cm空间分辨率的分布式应变测量。
2023-04-20 physics.ins-det physics.optics
Theoretical study on the stimulated Brillouin scattering in a sub-wavelength anisotropic waveguide: Acousto-optical coupling coefficients and effects of transverse anisotropies
对亚波长各向异性波导中的受激布里渊散射（SBS）进行了理论研究。考虑了波导材料的光学、光弹性和机械各向异性。首先，将SBS中由于光弹效应和运动界面效应引起的声光耦合系数的积分公式推广到光学各向异性波导中。然后，利用推广的公式，对具有强横观各向异性的椭圆纳米线中的SBS进行了数值模拟。在模拟中，弹性场的计算包括机械各向异性。在数值结果中发现了明显的强横向各向异性效应。最值得注意的是，一些弹性模式的SBS增益被发现是非常敏感的波导轴和主材料轴之间的小错位。详细的物理解释这一有趣的现象提供。这种有趣的现象意味着一种有吸引力的方式，更灵敏的SBS增益调谐，而不显着改变声子频率。
2017-09-21 physics.optics
Chip-integrated Brillouin Saser Gyroscope
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Tsinghua University（清华大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
该研究提出了一种基于saser检测的芯片集成布里渊激光陀螺，通过低损耗约束实现光学和声学模式的高效抑制噪声，从而提升陀螺性能。
2025-11-20 physics.optics
Proposal for Forward Brillouin Inter-Modal Scattering in Non-suspended Lithium Niobate Waveguides at Visible Wavelengths
针对可见光波段非悬浮铌酸锂波导中前向布里渊散射的挑战，提出周期性宽度调制实现准相位匹配，预测1.1毫米内用1毫瓦声功率完成模间光转换，推动集成声光器件发展。
2025-10-09 physics.optics
Brillouin Scattering in Hybrid Optophononic Bragg Micropillar Resonators at 300 GHz
我们介绍了一个单片布里渊发生器的基础上，半导体微柱腔嵌入一个高频纳米声谐振器工作在数百GHz的范围。两个嵌套谐振器的概念允许独立设计的双频布里渊频谱和光学器件。我们开发了一种光学自由空间技术来表征自发布里渊散射在这个单片器件，并提出了一种测量协议，最大限度地提高布里渊产生效率的存在下，光致热效应。本文所研究的布里渊发生器结构紧凑，功能多样，可以很容易地集成到光纤和片上结构中。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Brillouin amplification in phase coherent transfer of optical frequencies over 480 km fiber
我们描述了使用光纤布里渊放大（FBA）的相干传输的光频率超过480公里长的光纤链路。FBA使用传输光纤本身对弱信号进行高效的双向相干放大，泵浦功率约为30 mW。在一个测试装置中，我们测量了FBA的增益和可实现的信噪比（SNR），并将其与广泛使用的单向掺铒光纤放大器（EDFA）和我们最近建造的双向EDFA进行了比较。我们还测量了由FBA引入的相位噪声，并使用了一种新的和简单的技术来稳定FBA泵浦激光器的频率。然后，我们仅使用一个中间FBA站，在总光纤长度为480 km的广域网上传输稳定的激光频率。在补偿光纤引起的噪声之后，频率以低于2x 10 -18的不确定性和不稳定性sigma（tau）= 2x 10 -14/（tau/秒）被传送到用户端。
2010-05-21 physics.optics
From Sommerfeld and Brillouin forerunners to optical precursors
在介质磁化率弱、共振窄的双重极限下，理论上考虑了阶跃调制脉冲在单共振吸收介质中产生的索末菲和布里渊先导。结合直接拉普拉斯-傅立叶积分和计算的鞍点法，我们建立了一个明确的解析表达式的传输场在任何时候都有效，即使当两个先驱显着重叠。我们研究如何他们的完全重叠，发生较短的传播距离，起源形成的独特的瞬态目前命名为共振前兆或动态拍。我们得到的表达，这种瞬态相同的通常在缓慢变化的包络内，尽管初始不连续的入射场包络。本文还简要地讨论了超短脉冲入射产生的动力学拍频和π脉冲
2013-04-04 physics.optics
Accurate estimation of measurement position in Brillouin optical correlation-domain reflectometry based on Rayleigh noise spectral analysis
针对BOCDR中调制频率与测量位置关联不精确的问题，提出基于瑞利噪声频谱变化的方法，并通过分布式应变测量验证其有效性。
2024-07-22 physics.optics
Diamond Brillouin Lasers
通过受激布里渊散射（SBS）实现的光与声波之间的相干相互作用是在GHz频率下操纵光的基本工具。它的窄带和噪声抑制特性最近使微波光子功能的集成器件的硫系玻璃，二氧化硅和硅的基础上。金刚石具有更高的声学和带隙频率以及优异的热性能，有望提高频率，带宽和功率;然而，制造具有与布里渊频移匹配的谐振的低损耗光学和声学引导结构目前具有挑战性。在这里，我们使用强烈的腔增强拉曼产生驱动金刚石布里渊激光器没有声学指导。我们的多功能配置-自由空间布里渊激光器的首次演示-在71 GHz斯托克斯频移上提供数十瓦的连续布里渊激光输出，用户可在单斯托克斯和布里渊频率梳输出之间切换。这些结果为高功率、高相干激光器和布里渊频率梳打开了大门，也是迈向片上金刚石SBS器件的重要一步。
2018-06-30 physics.optics
Intracavity Brillouin gain characterization based on cavity ringdown spectroscopy
我们报告了一种基于腔衰荡方法的技术，可以直接在激光腔中表征布里渊增益系数。在一次实验中，可以从测量数据中提取材料增益、光腔参数和激光特性。
2019-06-21 physics.optics
Optical wave splitting due to transient energy convection between the pump and Stokes waves in stimulated Brillouin scattering
本文从理论上证明了在受激布里渊散射中，光波和声波在介质的不同点上可以同时发生受激Stokes散射及其逆过程，从而导致泵浦波和Stokes波之间的能量流动是瞬态的和交替的。此外，还发现在三波耦合过程中，受激Stokes散射及其逆过程总体上交替占主导地位，但由于声子寿命有限，最终的净能量流必须是从泵浦波到Stokes波。当三种波中的任何一种发生$π$相移时，抽运波和斯托克斯波之间的能量流动方向将转向相反的方向。因此，我们认为，泵浦波和Stokes波之间的瞬态能量对流会导致输出泵浦脉冲和Stokes脉冲的光波分裂，并且由于能量回流可以为Stokes波和声波提供额外的耗散以实现增益-损耗平衡，因此也是产生布里渊孤子的原因。
2017-08-16 physics.optics
Noise factor of Brillouin amplifiers
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Northern Arizona University（北亚利桑那大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Yale University（耶鲁大学）
本文研究了布拉格放大器中由声子热机械波动引起的噪声因子，推导出噪声因子与声子热占据数的关系，并扩展了理论框架以考虑更广泛的参数空间。
2026-04-14 physics.optics
Theory of Rayleigh-Brillouin optical activity light scattering applicable to chiral liquids
本文将瑞利光学活性理论从稀薄手性气体推广到稠密手性液体，通过引入分子动力学与关联效应，建立了适用于纯液体的瑞利-布里渊光学活性光散射理论。
2024-04-30 cond-mat.soft physics.optics
Brillouin scattering induced transparency and non-reciprocal light storage
受激布里渊散射（SBS）是光与声波之间的一种非常基本的相互作用基本相互作用，主要由电致伸缩和光弹效应引起，其相互作用强度比其他非线性效应大几个数量级。虽然基于SBS的全光控光技术在光纤和波导中已经得到了广泛的应用，但相干光声相互作用仍然是一个挑战。在这里，我们实验证明了布里渊散射诱导透明（BSIT）的高品质的光学微谐振器。由于回音壁腔中的三重共振，增强了光子-声子相互作用，使光存储到声子中，声子寿命可达10 μ s。另外，由于相位匹配条件的限制，存储的循环声学声子只能与特定方向的光相互作用，导致光的存储和恢复是非互易的。我们的工作为低功耗集成全光开关、光隔离器、光环行器以及量子存储器铺平了道路。
2014-08-12 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
Picosecond acoustic dynamics in stimulated Brillouin scattering
最近的实验表明，存储的光脉冲在声学声子的基础上受激布里渊散射提出了一些问题的频谱和时间的能力，这样的协议和常规用于描述它们的理论框架的局限性。在这项工作中，我们考虑的光脉冲的时间宽度相当于声学振荡周期的光子-声子散射的动力学。我们重温了广泛采用的经典形式主义的耦合模式，并证明其故障。我们提出了一个简单的扩展，概括的配方，并找到潜在的可测量的后果，涉及超短脉冲的布里渊实验的动态。
2021-03-09 physics.optics
Optical frequency transfer via a 660 km underground fiber link using a remote Brillouin amplifier
在通过光纤的长距离光学连续波频率传输中，远程双向Er $^+$掺杂光纤放大器通常用于减轻信号衰减。我们展示了第一次使用远程光纤布里渊放大器，放置在一个服务器室沿链路的光频率的超稳定传输。使用它作为远程放大的唯一手段，在一个660公里的地下光纤环路上，我们在放大之间桥接了250公里和160公里的距离。在几天的不间断测量中，我们发现频率传递的不稳定性（具有1 s门控时间的$Λ$加权数据的艾伦偏差）为大约$1\times10^{-19}$，并且对于长于3000 s的平均时间更小。修正的Allan偏差在100 s的平均时间达到$3\times10^{-19}$，对应于该平均时间的当前噪声基底。对于大于1000 s的平均时间，修改后的Allan偏差在$10^{-20}$范围内。整体精度的保守值为$1\times10^{-19}$。
2014-07-21 physics.optics
Single-laser stimulated Brillouin scattering microscopy
State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University（浙江大学光学工程學院极端光子与仪器国家重点实验室）；ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University（浙江大学紫金港全球科创中心）；Laboratory of Infrared Material and Devices, Advanced Technology Research Institute, Ningbo University（宁波大学先进技术研究研究院红外材料与器件实验室）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
研究针对受激布里渊散射显微镜频域实现的局限，提出用射频定义的单激光电光调制方法，由同一光载波产生泵浦光和探测光，通过电光边带设置频率差，实现高精度布里渊成像，为其提供新的概念和技术基础。
2026-07-09 physics.optics
Compact Brillouin devices through hybrid integration on Silicon
利用受激布里渊散射已经证明了光学和微波信号处理的一系列独特能力。在可大规模制造的集成电路中利用布里渊散射的期望导致了对硅基材料平台的关注。硅基布里渊波导已经取得了显著的进展，但结果受到电信波长处存在的非线性损耗的阻碍。在这里，我们报告了一种新的方法来超越这个问题，通过集成的高布里渊增益材料，As2S3，到硅芯片上。我们制作了一个紧凑的螺旋设备，在硅电路，实现了一个数量级的改善布里渊放大。为了建立这种方法的灵活性，我们制造了一个环形谐振器，其自由光谱范围与布里渊频移精确匹配，从而首次在硅集成电路中演示布里渊激光。将有源光子器件与此处所示的SBS器件相结合，将能够创建具有增强功能的紧凑、可大规模制造的光路。
2017-02-17 physics.optics
Guided acoustic and optical waves in silicon-on-insulator for Brillouin scattering and optomechanics
我们数值研究硅波导二氧化硅显示，它是可能的，同时引导光和声波在技术上重要的绝缘体上硅（SOI）材料系统。薄波导或翅片在千兆赫频率下表现出几何软化的机械模式，其相速度低于玻璃中的瑞利速度，从而消除了声辐射损失。我们提出了在玻璃上的缝隙波导，其具有电信光频率和强辐射压力，分别导致后向和前向布里渊散射的布里渊增益在500和50，000 1/（Wm）的量级。
2016-04-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Brillouin Cooling in a Linear Waveguide
由于斯托克斯散射在大多数实际系统中的热力学优势，布里渊散射通常不被认为是可以导致材料冷却的机制。然而，在谐振器上的实验中已经示出，通过反斯托克斯布里渊散射的净声子湮灭可以借助于合适的一组光学和声学状态来实现。另一方面，在线性波导中冷却行进的声子，可能导致操纵单向声子通量的令人兴奋的未来前景，甚至通过声子非互易传输量子信息。在这项工作中，我们提出了一个分析的条件下，低和高群速度的声子布里渊冷却可以实现在线性波导。我们分析了参与前向布里渊散射的光学模式和行进声学模式之间的三波混合相互作用，并揭示了该过程的关键操作机制。我们的计算表明，可测量的冷却可能会发生在一个系统中的声子的空间损失率是相同的顺序作为空间光学损失率。如果这种波导中的布里渊增益达到10 $^{5}$ m $^{-1}$ W $^{-1}$的量级，则可以用几mW的适度泵浦功率观察到声子模式的明显冷却。
2016-10-17 physics.optics
Stimulated Brillouin scattering in chiral photonic crystal fiber
受激布里渊散射（SBS）在传感、微波光子学和信号处理等领域有着广泛的应用。本文首次报道了手性光子晶体光纤中受激布里渊散射的实验研究。结果，圆偏振泵浦光被干净地反向散射成具有正交圆偏振态的斯托克斯信号，这是角动量守恒所要求的。相比之下，无扭曲PCF产生的斯托克斯信号具有不可预测的偏振态，由于其对外部扰动的高灵敏度。利用手征光子晶体光纤实现了圆偏振连续布里渊激光器。这些结果为新一代稳定的圆偏振SBS系统在量子操纵、光镊、光陀螺和光纤传感器等方面的应用铺平了道路。
2021-11-09 physics.optics
Formal selection rules for Brillouin scattering in integrated waveguides and structured fibers
本文推导了结构波导中受激布里渊散射（SBS）的形式选择规则。使用群论的方法，我们展示了波导对称性如何决定的光学和声学模式相互作用的前向和后向SBS。我们提出了一个一般的框架来确定这种相互作用，并给出了重要的例子SBS波导与矩形，三角形和六边形对称。说明了光学模简并度的重要作用。这些选择规则对于基于SBS的器件设计和充分理解结构波导中SBS的物理特性是重要的。
2014-12-12 physics.optics
Frequency conversion of vortex states by chiral forward Brillouin scattering in twisted photonic crystal fibre
本文利用扭曲光子晶体光纤中的手性前向受激布里渊散射激发手性弯曲声子，实现了不同波长下后向传播圆偏振涡旋模式间的频率转换，为经典与量子领域的涡旋态操控提供了新途径。
2024-01-17 physics.optics
Strong optical coupling through superfluid Brillouin lasing
布里渊散射的应用范围从信号处理、传感和显微镜到量子信息和基础科学。这些应用大多依赖于光与声子之间的电致伸缩相互作用。在这里，我们表明，在液体中，光致表面变形可以提供一种替代和更强的相互作用。这使得超低阈值布里渊激光和强声子介导的光学耦合的演示第一次。这种形式的强耦合是布里渊可重构光开关和电路、光子量子接口以及产生合成电磁场的关键能力。虽然适用于液体相当普遍，我们的演示使用超流氦。配置为布里渊陀螺仪，这提供了前所未有的精度测量超流体循环的前景，并探索量子流体动力学的丰富物理，从量子涡量到量子湍流。
2019-07-16 physics.optics quant-ph
Optical coprocessor based on spontaneous Brillouin scattering
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics（理论与应用电动力学研究所）；Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动技术研究院）
基于布里渊散射的光学协处理器通过环形谐振器与波导耦合实现矩阵-向量乘法，利用热声子激发反斯托克斯模式进行并行计算。
2025-12-17 physics.optics quant-ph
Reconfigurable on-chip vortex beam generation via acoustically stimulated Brillouin nonlinear optical radiation
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Center For Excellence in Quantum Information and Quantum Physics（中国科学院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network（安徽省量子网络重点实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）
该研究提出了一种基于声学激发的可重构芯片内涡旋光束生成方法，通过微波调制实现高维OAM叠加的灵活生成。
2025-11-20 physics.optics
