Measurements of microjoule-level, few-femtosecond ultraviolet dispersive-wave pulses generated in gas-filled hollow capillary fibers
近年来，在充气中空毛细管光纤（HCF）中通过色散波发射产生高能紫外光脉冲，在紫外光谱学和光化学领域有着巨大的应用前景，受到了广泛的关注。虽然这种技术提供高能量，超快紫外脉冲的能力得到了广泛的认可，但是μ J级色散波（DW）脉冲的几fs持续时间却无法直接测量。在这篇文章中，我们证明了使用几个啁啾镜，可以在大气环境中获得几飞秒的紫外DW脉冲，而不使用真空室。脉冲的时间分布，使用自衍射频率分辨光学门控设置测量，表现出全宽半最大脉冲宽度为9.6 fs在384 nm和9.4 fs在430 nm，接近傅里叶变换的限制。此外，理论和实验研究揭示了驱动脉冲能量和HCF长度对所测DW脉冲的时间宽度和形状的强烈影响。在大气环境中获得的紫外光脉冲具有μ J量级的脉冲能量、飞秒量级的脉冲宽度和宽带波长可调谐性，具有广阔的应用前景。
2022-06-11 physics.optics
Transverse writing of three-dimensional tubular optical waveguides in glass with slit-shaped femtosecond laser beams
本文报道了基于横向飞秒激光直写技术在ZBLAN玻璃中制备埋管光波导的研究。用聚焦飞秒激光脉冲照射ZBLAN，导致改性区域的折射率降低。利用飞秒激光脉冲狭缝成形包层的方法，在包层的四个侧面形成了变模区的管状光波导，保证了单模波导的模场尺寸小至~ 4 μm。
2016-05-11 physics.optics
Electro optic effect measurements for waveguide inscribed in X-cut LiNbO3 substrate using femtosecond laser direct writing process
本工作代表了飞秒激光微加工技术在波导制作中的一个特殊应用。更具体地说，我们报告的基础上的单模光波导结构的制造埋在X切锂晶体的飞秒激光直写方法的光调制器的发展。这里，在优化的写入条件下使用近场强度分布测量方法测量折射率分布的变化。已观察到折射率变化（Δn）在10-4的范围内。最后，通过在基片上分别构图电极结构，分析了飞秒写入光波导在632.8 nm和1550 nm波长下在外加电场作用下的强度调制特性。
2023-03-21 physics.app-ph physics.optics
Aberration-free three dimensional micromachining in glass with spatiotemporally shaped femtosecond laser pulses
我们观察到，在玻璃中聚焦在时间和空间域同时啁啾的飞秒激光束可以有效地抑制由空气和玻璃样品界面处的折射率失配引起的光学像差。然后，我们展示了三维微处理在玻璃中具有几乎不变的空间分辨率为0.25毫米和9毫米之间的大范围的穿透深度，没有任何像差校正。
2018-05-10 physics.optics
Fabrication of an integrated high-quality-factor (high-Q) optofluidic sensor by femtosecond laser micromachining
本文报道了一种高品质因数的微环谐振器的研制。例如，在临界耦合条件下测量的Q因子为约3.24x10^6），其使用飞秒激光三维（3D）微加工集成在微流体通道中。光进出微谐振器的耦合是通过与微环可靠组装的光纤锥体实现的。光纤与微环的组装是通过CO_2激光将光纤锥焊接在微环的侧壁上实现的。集成微谐振器在空气中测量时保持3.21x10^5的高Q因子，这对于许多传感应用来说仍然足够了。我们通过对掺杂有微量盐的纯净水进行体折射率传感来测试集成光流体传感器的功能。结果表明，可以实现~1.2x10^-4折射率单位的检测限。我们的研究结果展示了高Q值微谐振器与复杂的微流体系统，使用飞秒激光三维微加工集成的能力。
2014-04-18 physics.optics
Full path single-shot imaging of femtosecond pulse collapse in air turbulence
在Single Shot中，我们测量了高功率飞秒激光脉冲在空气中的完整传输路径，包括脉冲崩溃的演化。这种技术能够单次检查参数的影响，波动的一个镜头到镜头的基础上，如脉冲能量，脉冲持续时间，和空气折射率引起的折射率扰动。我们发现，即使在实验室空气中相对较短的传播距离，湍流起着重要的作用，在确定脉冲崩溃的位置。
2020-01-30 physics.optics
Refractometry with filled antiresonant capillary fibers
该研究提出利用填充低折射率材料的反谐振毛细管光纤透射光谱进行折射率测量，并用于确定不同水和甘油浓度琼脂凝胶的色散及一阶Sellmeier系数。
2025-07-28 physics.optics
Role of ion migrations and structural reorganisations in femtosecond laser direct-written chalcogenide glass waveguides
首次解释了飞秒激光在镓镧硫化物（GLS）玻璃中直写正折射率波导的形成。拉曼光谱和电子探针显微分析（EPMA），分别提出了结构变化和离子迁移的证据。二维拉曼光谱图揭示了GaS 4主带对称振动的峰位移和半峰全宽变化。玻色子带的2D图首次被成功地用于识别和理解高折射率玻璃波导中的材料致密化分布。最后，EPMA提供了由于硫的离子迁移的证据和阴离子（S 2-）迁移引起的材料改性的观察也是第一次报告。
2018-06-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz Wave Guiding by Femtosecond Laser Filament in Air
飞秒激光丝在空气中产生强太赫兹脉冲。实验研究了飞秒激光灯丝产生的太赫兹脉冲波形与灯丝长度的关系。发现了太赫兹脉冲的超光速传播，表明灯丝在空气中产生了太赫兹波导。数值模拟证实了这种波导的形成是由于灯丝内部折射率沿径向的非均匀分布。基于我们的研究结果，这种太赫兹脉冲产生方法的基本物理机制和控制技术可能会被重新审视。这也可能为太赫兹波在空气中的长距离传播开辟新的途径。
2013-10-21 physics.optics
Raman-enhanced spectral compression of high-energy femtosecond laser pulses in molecular gases
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Wuhan National Laboratory for Optoelectronics（武汉光电国家研究中心）；Cornell University（康奈尔大学）；Xi’an Institute of Applied Optics（西安应用光学研究所）
本文提出了一种基于气体中非线性传播的高能光谱压缩技术，通过拉曼效应改善压缩过程，实现光谱宽度压缩至5nm，为高能窄带光源提供新方向。
2026-03-21 physics.optics
Timing and energy stability of resonant dispersive wave emission in gas-filled hollow-core waveguides
数值研究了抽运激光不稳定性对充气空芯波导中共振色散波发射产生的超短激光脉冲的能量和到达时间噪声的影响。我们发现，对于低泵浦能量，泵浦能量的波动被强烈放大。然而，当产生过程饱和时，共振色散波的能量可以比泵浦脉冲的能量显著地更少噪声。这适用于各种生成条件，同时仍然产生几个飞秒脉冲。我们进一步发现，即使保守估计的泵浦脉冲能量噪声，所产生的脉冲的到达时间抖动仍然远低于一个飞秒，并且光电离和等离子体动力学可以导致特殊的稳定性，对于某些生成条件。通过将我们的分析应用到按比例缩小的系统中，我们证明了我们的结果适用于基于小芯微结构光纤和大芯中空毛细管光纤的频率转换方案。
2021-04-22 physics.optics
Spectral broadening of 2 mJ femtosecond pulses in a compact air-filled convex-concave multi-pass cell
基于多程单元（MPC）的时间脉冲压缩器是近年来出现的一种强大而通用的解决方案，用于解决Yb基高功率超快激光器的长脉冲问题。然而，高能量（通常大于100 μ J）脉冲的光谱展宽仅在复杂的设置中实现，即，在大而昂贵的压力控制真空室中，以避免强烈的聚焦、电离和对镜子的损坏。在这里，我们提出了一个简单而紧凑的（60厘米长）多通细胞在环境空气中工作的2兆焦耳脉冲的光谱展宽。我们使用凹凸（CX/CC）设计取代了传统的带有凹凸（CC/CC）反射镜的Herriott单元，其中光束始终保持较大，从而最大限度地减少损坏并在环境空气中工作。我们展示了在100 kHz重复频率（200 W的平均功率）从2.1 nm（脉冲持续时间为670 fs）到24.5 nm的光谱带宽，支持133 fs的脉冲与96%的传输效率的光谱展宽2.1 mJ的脉冲。我们展示了这些脉冲的可压缩性下降到134 fs，并验证了光束的光谱均匀性类似于以前报道的CC/CC设计。据我们所知，这是CX/CC MPC压缩机的第一份报告，在空气中的高脉冲能量运行。由于其简单，占地面积小，成本低，我们相信这个演示将在超快激光社区产生重大影响。
2022-11-25 physics.optics
Single-stage few-cycle nonlinear compression of milliJoule energy Ti:Sa femtosecond pulses in a multipass cell
本文报道了在充氩的多程池中，Ti：Sa啁啾脉冲放大系统产生的兆焦耳能量脉冲的非线性时间压缩。脉冲从30 fs压缩到5.3 fs，对应于两个光学周期。压缩后的光束具有良好的空间质量和均匀性。这些结果为Ti：Sa脉冲的鲁棒和能量可扩展压缩到几个周期的范围铺平了道路。
2021-09-10 physics.optics
Direct characterisation of tuneable few-femtosecond dispersive-wave pulses in the deep UV
充气空芯介质波导中的色散波发射（DWE）是一种很有前途的可调谐相干宽带辐射源，但迄今为止，利用这种技术产生的飞秒脉冲还没有得到证实。利用真空频率分辨光学门控技术，通过DWE产生了3fs深紫外光脉冲。通过数值模拟，我们发现在波导中使用压力梯度对于产生短脉冲至关重要。
2019-03-04 physics.optics
Nonlinear refractive index of electric field aligned gold nanorods measured with a Hartmann-Shack wavefront aberrometer
动态控制等离子体悬浮液的非线性折射率的能力可以实现创新的非线性传感和信号发送纳米技术。在这里，我们实验确定的有效非线性折射率的金纳米棒悬浮在一个指数匹配油对齐使用电场，展示了一种方法来调制的非线性光学性能的悬浮液。利用哈特曼-夏克波前像差仪在高重复频率飞秒激光准直光束中进行了非线性光学实验。在800 nm处探测悬浮液，与纳米棒的长轴吸收峰重叠。我们发现，金纳米棒悬浮液的有效非线性折射率线性依赖于取向序参量，S，这可以理解的热致非线性响应。我们还表明，非线性响应的幅度可以变化~ 60%。
2018-07-06 physics.optics
Strong Raman-induced non-instantaneous soliton interactions in gas-filled photonic crystal fibers
为了研究连续两个强孤子在填充拉曼活性气体的空芯光子晶体光纤中的传输，我们建立了一个基于微扰理论的解析模型。基于两个孤子之间的时间延迟，我们发现尾孤子动力学可以经历不寻常的非线性现象，如光谱和时间孤子振荡和输运到领先的孤子。整体动态可以导致具有均匀时间周期和均匀或啁啾空间周期的折射率的时空调制。
2015-06-10 physics.optics
Femtosecond nonlinear losses in multimode optical fibers
多模光纤由于其传输高功率激光束的能力以及新型的基于非线性光学的应用，引起了人们越来越多的兴趣。然而，当光束强度超过某一临界值时，与其折射率的不可逆修改相关联的光纤击穿发生，由多光子吸收触发。这些工艺已被大量用于纤维材料的微结构化。在这里，我们表明，强度略低于击穿阈值，非线性吸收强烈影响传播光束的动力学。我们实验分析了这种亚阈值制度，并强调了梯度折射率光纤中的空间自成像对增强非线性光学损耗所起的关键作用。研究了多模光纤中飞秒脉冲在近红外波段的非线性功率传输特性。我们表明，一个有效的N光子吸收的分析模型是能够很好地描述实验数据。
2021-03-31 physics.optics
High Repetition-Rate Pulse Shaping of a Spectrally Broadened Yb Femtosecond Laser
本文利用两级充气空芯光纤展宽光谱，并通过声光调制器脉冲整形器，对高功率Yb激光系统实现少周期脉冲的压缩与整形，产生约10 fs、50 uJ的脉冲。
2023-11-17 physics.optics
Extreme Ultrafast Dynamics of the Refractive Index in Transparent Conductive Oxides: Theory and Experiment
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Max Born Institute（马克斯·博恩研究所）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Purdue University（普渡大学）
本文针对透明导电氧化物（TCO）中光诱导折射率的极超快变化问题，建立基于电子微观动力学的简化模型并开展模拟，预测并实验观测到导带内电子带内调制引发的折射率超快振荡，验证了理论的预测性，可用于设计新型极超快现象相关实验。
2026-08-25 physics.app-ph physics.optics
Distance measurement in air without the precise knowledge of refractive index fluctuation
在空气中进行远距离测量时，折射率的波动限制了测量的精度。在本文中，我们提出了一种技术，使我们能够测量空气中的绝对距离，而无需空气湍流的知识。该技术基于飞秒频率梳，环境条件的波动由两个独立工作的参考干涉仪监测。由空气折射率波动引起的光路长度的偏差由参考干涉仪的反馈来补偿。然后将测量的光程长度锁定到在测量过程之前的优化时刻确定的某些环境条件。
2016-11-17 physics.ins-det physics.optics
Sensitivity enhancement in optical micro-tube resonator sensors via mode coupling
提出并研究了一种填充液体、内涂低折射率材料的石英微管作为耦合微谐振器传感器，以大大提高生化传感器的灵敏度。分析了其独特的耦合现象，并利用其将器件的折射率灵敏度提高到967 nm/RIU。通过优化两个微谐振腔之间的耦合强度，折射率灵敏度进一步提高到1100 nm/RIU已实现。这种模式耦合策略使我们能够设计出具有超高灵敏度的坚固的厚壁微管传感器，这在实际的生化传感应用中是有用的。
2012-12-16 physics.optics
Ultra-broadband transient absorption down to 200 nm enabled by soliton dynamics in gas-filled hollow capillary fibers
University of Basel（巴塞尔大学）；Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）
该研究利用充气空心毛细管光纤的孤子动力学，实现了覆盖200-800 nm的超宽带飞秒瞬态吸收，分辨率达9 μOD，成功解析Fe(II)配合物的DUV超快自旋交叉动力学，为研究DUV波段光物理化学动力学提供了新方法。
2026-08-28 physics.optics
Impact of Nitrogen-Vacancy Color Centers on the Optical Kerr Effect in Diamond: A Femtosecond Z-Scan Study
本文利用飞秒Z扫描技术研究NV色心浓度对金刚石光学克尔效应的影响，发现非线性折射率呈四重旋转对称且随NV浓度增加而降低，并归因于NV中心作为红失谐二能级系统的负贡献。
2025-01-02 physics.atom-ph physics.optics
Angle-resolved photoemission spectroscopy with 9-eV photon-energy pulses generated in a gas-filled hollow-core photonic crystal fiber
本文利用充气空芯光子晶体光纤中光孤子的传输特性，研究了一种新的紫外辐射源，并将其应用于角分辨光电子能谱（ARPES）。只有几μJ能量的近红外飞秒脉冲在充气光纤内产生5.5至9 eV的真空紫外（VUV）辐射。这些脉冲被用来测量的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的能带结构的信噪比与高次谐波从气体射流获得。两个数量级的效率增益承诺在数百kHz甚至MHz的重复率下进行时间分辨的ARPES测量，光子能量覆盖大多数材料的第一布里渊区。
2015-04-28 physics.optics
Efficient ($\sim$10$\%$) Generation of Vacuum Ultraviolet Femtosecond Pulses via Four-Wave Mixing in Hollow-Core Fibers
本文利用充氦拉伸空芯光纤中的四波差频混频，在Luna.jl模拟优化下实现了钛宝石激光160 nm第5次谐波的高效产生，267 nm泵浦转换效率约10%。
2024-03-28 physics.optics
Raman-free, noble-gas-filled PCF source for ultrafast, very bright twin-beam squeezed vacuum
我们报道了一种基于高压充氩空芯Kagomé型光子晶体光纤中调制不稳定性的新型孪生光束源。该源是拉曼自由的，并表现出很强的光子数相关的飞秒脉冲压缩真空与记录亮度约2500光子每模式。超宽带（~50 THz）孪生光束是频率可调谐的，包含一个空间和少于5个频率模式。
2015-11-19 physics.optics quant-ph
Thermally-induced nonlinear spatial shaping of infrared femtosecond pulses in nematic liquid crystals
通过红外脉冲飞秒激光器（m）的ITO涂层的弱光吸收，证明了在无源液晶（E7）盒中的光致热非线性效应。产生强的空间自相位调制，从而在远场观察到多环图案。非线性的符号根据激光偏振而改变。的折射率和温度梯度测量作为激光强度的函数，我们观察到，温度可以增加接近的双相变。该工艺的保真度和稳定性为空间成形器件开辟了新的前景，并为基于超快液晶的电光应用限定了工作波长范围。
2019-09-28 nlin.PS physics.optics
Resonant dispersive wave emission in hollow capillary fibres filled with pressure gradients
充气空芯波导中的共振色散波（RDW）发射是产生从真空紫外到近红外的飞秒激光脉冲的一种有效技术。在这里，我们调查深紫外RDW发射在一个中空的毛细管纤维充满纵向气压梯度。我们获得广泛的恒定压力的情况下，通过应用一个令人惊讶的简单的缩放规则的气体压力和研究的能量依赖的色散波谱的详细模拟相似的排放。我们进一步发现，除了使无色散传输到实验目标，降低梯度也减少了波导本身内的脉冲拉伸，并且可以通过使用短波导产生持续时间为3 fs的变换限制脉冲。我们的研究结果阐明了这种频率转换技术的基本动力学，并将有助于充分利用它在超快科学及其他领域的应用。
2020-08-21 physics.optics
Microjoule-level mid-infrared femtosecond pulse generation in hollow-core fibres
我们展示了一种基于光纤的方法，产生了微焦耳级单脉冲能量的3-4 μm光谱范围内的中红外飞秒脉冲。这是在一段充气反共振空芯光纤中实现的，该光纤由两微米的光源泵浦。在光纤的结构共振附近色散的快速变化在中红外线中产生相位匹配点，其介导频率下转换。我们获得了中心波长为3.16 μm的飞秒脉冲，脉冲能量大于1 μJ，转换效率高达9.4%。辐射的波长仅由包层元件的电介质壁厚度确定，而产率受其他实验参数的影响。这与空芯光纤的高功率处理能力相结合，使得可以通过增加泵浦的脉冲能量或重复率来功率缩放中红外输出。该技术为构建全光纤中红外超连续谱光源提供了一条新的途径，有望成为高灵敏度分子光谱学研究的新工具。
2022-04-06 physics.optics
Ultra-broadband supercontinuum generation in gas-filled photonic-crystal fibers: The epsilon-near-zero regime
在这封信中，我们从理论上表明，惰性气体内的空心光子晶体光纤的非线性光电离过程可以利用在获得宽带超连续产生通过泵浦接近中红外制度。在这种情况下，克尔非线性和光电离非线性之间的相互作用大大增强。光电离连续修改介质色散，其中折射率开始显著降低并接近ε近零状态。随后，由于伴随的慢光效应，由克尔效应引起的自相位调制被增强。作为这种相互作用的结果，获得包括具有多个色散波发射的宽带光的输出光谱。
2020-12-02 physics.optics
On the Saturation of the Nonlinear Refractive Index in Atomic Gases
针对飞秒光纤维中非线性折射率饱和和随后的强度钳位现象的起源一直存在争议的问题，通过数值求解含时薛定谔方程，研究了强超短激光脉冲在氢原子中诱导的原子非线性极化.特别强调的是在中心激光频率对应于800 nm波长的非线性偏振的有效建模。在这里，最近提出的模型的高阶克尔效应（HOKE）和两个版本的标准模型的飞秒双折射，包括多光子或隧道电离率，进行了比较。我们发现，周围的钳位强度的瞬时HOKE模型不再现从量子力学结果得到的非线性响应的时间结构。相反，标准模型中包含的非瞬时电荷贡献确保了合理的定量一致性。因此，所观察到的总电子响应的饱和的物理起源被证实主要是由自由或接近自由电子的贡献。
2013-01-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Broadband calibration-free cavity-enhanced complex refractive index spectroscopy using a frequency comb
本文提出宽带腔增强复折射率光谱技术，利用频率梳和傅里叶变换光谱仪直接测量法布里-珀罗腔透射模式，实现多个分子谱带吸收与色散谱的免校准同时测定，并在CO2三个合频带上验证了方法有效性。
2018-05-02 physics.optics
Direct generation of intense extreme ultraviolet supercontinuum with 35 fs, 11 mJ pulses from a femtosecond laser amplifier
报道了光子能量从35 eV到50 eV的强极紫外超连续谱的产生。例如，通过将来自飞秒激光放大器的35 fs、11 mJ脉冲松散地聚焦到填充有氪气的10 mm长的气室中来支持持续时间为~271 μ s的隔离阿秒脉冲。驱动脉冲通过气室后光谱和时间特性的显著变化表明传播效应在促进EUV超连续谱的产生中起着重要作用。
2012-02-20 physics.atom-ph physics.optics
Generation of terahertz radiation from ionizing two-color laser pulses in Ar filled metallic hollow waveguides
数值研究了电离双色飞秒脉冲在充氩金属空芯波导中传输产生太赫兹辐射的过程。我们观察到频谱的低频部分的强烈重塑。也就是说，经过几毫米的传播，频谱从数百GHz扩展到~150 THz。对于较长的传输距离，近单周期的近红外脉冲与波长约4.5 μ m的获得适当的光谱滤波，效率高达0.25%。
2010-02-24 physics.optics physics.plasm-ph
Pulse compression by photoexcitation-induced dynamics of Bragg mirrors
本研究提出利用动态布拉格镜的光激发诱导动力学压缩强短光脉冲，通过载流子激发引发镜边界反向移动实现脉冲压缩，数值模拟显示几飞秒范围内可达6倍压缩效果，并探究了脉冲参数的影响。
2025-01-15 physics.optics
Nonlinear optical refractive index measurements of pure water via Z-scan technique at 800 nm
本文开发了一种低成本、简单的Z扫描闭孔三阶非线性表征技术，在800 nm、140 fs、80 MHz条件下测得纯水的非线性折射率n₂为(8±1.4)×10⁻²⁰ m²/W，并证明高阶非线性影响可忽略，为低功率高重频系统表征三阶非线性材料奠定基础。
2025-02-05 physics.optics
When does the choice of the refractive index of a linear, homogeneous, isotropic, active, dielectric medium matter?
对于线性、均匀、各向同性、有源、介电材料的折射率有两种选择。任何一种选择都足以获得频域解：（i）平板、球体和其他有界物体的散射;（ii）导波在均匀填充、横截面均匀、具有完美导电壁的直波导段中的传播;以及（iii）由于平面透镜的成像。对于半空间问题，正确的选择确实很重要，但这个问题是不现实的。
2007-11-27 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
Ultrafast absorptive and refractive nonlinearities in multi-walled carbon nanotube film
通过使用飞秒激光脉冲在波长范围从720到780 nm，我们已经观察到的吸收和折射非线性的多壁碳纳米管薄膜主要沿垂直于石英衬底表面的方向生长。Z扫描表明，在激光辐照度从几吉瓦/厘米^2到300吉瓦/厘米^2的范围内，吸收和折射非线性都是负的和立方的。三阶非线性极化率chi-（3）的量级为10^-11 esu。简并泵探测测量显示弛豫时间为2 ps。
2003-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Density Effects on the Negative Refractive Index of a Split Ring Resonator Metamaterial
基于互补介质的完美透镜和隐身是负折射率材料的可能应用。超材料是通过调整有效介电常数和磁导率来实现这一特性的天然候选材料。超材料的$n<0$的微调受到粗粒夹杂物的限制，粗粒夹杂物使电磁参数作为其密度的函数而离散。我们研究了在微波频率下超材料的负折射率与晶格周期线密度的关系。在波导截止频率以下的频带中，通过填充有开口环谐振器阵列的波导来获得负折射率。通过在1 GHz的带宽上调谐密度，保持了典型的完美透镜效应的特殊值$n=-1$。观察到超材料在其上操作的截止密度。第二个临界密度以上的传输饱和被发现接近Pendry限制。这些结果的密度的负折射率超材料开辟了新的途径，微调本构参数在所需的值，通过变换光学。
2010-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Designing microstructured polymer optical fibers for cascaded quadratic soliton compression of femtosecond pulses
计算了折射率引导型微结构聚合物光纤的二次谐波色散。二次非线性被假定为来自极化的聚合物，这在这项研究中被选择为环烯烃共聚物Topas。我们发现泵浦和二次谐波之间存在很大的相位失配。因此，潜在的级联二次谐波产生的研究，特别是孤子压缩的fs脉冲。我们发现，从级联的二次非线性的时间孤子的激发需要一个有效的二次非线性为5 pm/V或更多。如果使用具有低克尔非线性折射率的聚合物，这可能会减少。我们还发现，群速度失配可以最小化，如果选择的微结构光纤的设计参数，使相对孔尺寸大，孔间距是在泵浦波长的顺序。几乎所有的设计参数的组合导致级联效应在稳定的制度，在那里可以找到有效的和干净的孤子压缩。因此，我们没有看到任何好处，选择光纤设计的群速度失配最小化。相反，数值模拟表明，使用相对孔尺寸为0.4的标准无休止单模设计，具有nJ脉冲能量的$λ=800$ nm 120 fs脉冲被出色地压缩到几个周期的持续时间。
2008-11-18 physics.optics
Spatio-temporal measurement of ionization-induced modal index changes in gas-filled PCF by prism-assisted side-coupling
我们报道了利用棱镜辅助的侧面耦合来研究充氩空芯光子晶体光纤中光电离的时空动力学。通过发射四种不同的LP核心模式，我们能够探测电离事件后从几百皮秒到几百微秒的时间尺度上的模式折射率的时间和空间变化。我们的实验分析的基础气体密度波，并找到良好的协议与定量和定性的流体动力学预测。此外，我们观察到在MHz范围内持续几微秒的周期性调制，表明由气体密度波驱动的纤维结构的纳米级振动。
2020-06-12 physics.optics physics.plasm-ph
Optimizing Spectral Phase Transfer in Four-Wave Mixing with Gas-filled Capillaries: A Trade-off Study
该研究通过计算模拟充气毛细管中红外到紫外飞秒脉冲的四波混频，调节输入能量比与光谱相位，在中等能量区兼顾相位传递保真度与5%–15%转换效率。
2024-05-09 physics.optics
Low bend loss waveguides enable compact, efficient 3D photonic chips
我们提出了一种新的方法来制造低弯曲损耗飞秒激光写入波导，利用激光诱导折射率修改的差分热稳定性。该技术由两步工艺组成;第一步涉及制造大型多模波导，而第二步包括热后退火工艺，该工艺消除了折射率分布的外环，从而实现C波段的单模操作。通过使用这个程序，我们报告波导与尖锐的弯曲（下至16.6毫米半径）和高（80%）的归一化吞吐量。这个过程被用来制造一个高效的3D，光子器件称为光瞳重映射器，第一次具有可忽略的弯曲损耗。该工艺还将允许基于10 - 100个波导的复杂芯片以短的制造时间在紧凑的足迹中实现。
2013-02-11 physics.optics
Efficient, broadly-tunable source of megawatt pulses for multiphoton microscopy based on self-phase modulation in argon-filled hollow-core fiber
本文提出一种基于充氩空芯光纤自相位调制的飞秒脉冲源，仅调节气压即可在850–1700 nm实现数兆瓦峰值功率输出，并在1300 nm获得960 nJ、50 fs脉冲，用于小鼠脑深部1.1 mm成像。
2024-10-01 physics.optics
Control of ultrafast pulses in hydrogen-filled hollow-core photonic crystal fiber by Raman coherence
本文对充气kagomé型空芯光子晶体光纤中超短脉冲之间的拉曼相干作用进行了实验和数值研究。泵浦脉冲首先建立拉曼相干性，在以泵浦脉冲的群速度行进的气体中创建折射率光栅。改变第二探测脉冲的到达时间允许在其沿光纤传播时对其演变进行高度控制，特别是孤子自压缩和色散波（DW）发射。在所报道的实验中，DW在~300 nm处发射，其中心频率随泵浦-探测延迟振荡。结果表明，在宽带引导充气kagomé-PCF中产生的强拉曼相干性可用于控制超短探测脉冲的动力学，即使在难以进入的光谱区域，如深紫外和真空紫外。
2017-03-13 nlin.PS physics.optics
Temporal condensed matter physics in gas-filled photonic crystal fibers
本研究发现充气空芯光子晶体光纤中拉曼效应诱导的脉冲传输方程与周期势场电子的凝聚态问题时空互换后等价，证明可通过纯光学方式在时域实现Wannier-Stark梯等典型凝聚态现象。
2014-12-02 nlin.PS physics.optics
Resonant Self-Diffraction of Femtosecond Extreme Ultraviolet Pulses in Cobalt
该研究利用自由电子激光飞秒EUV脉冲在钴膜中实现共振自衍射，观测到59 eV M$_{2,3}$边的效率峰及边后精细结构，并以电子温升模型加以解释。
2025-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Programmable spectral phase transfer to the ultraviolet by gas-filled-fibre four-wave mixing
University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University（斯坦福大学SLAC国家加速器实验室）；California NanoSystems Institute（加州纳米系统研究所）
本文提出利用气体填充空心毛细纤维四波混频技术，将近红外的编程光谱相位转换至紫外区，展示了在不依赖窄带泵浦的情况下，实现紫外脉冲形变的可行性，并验证了两种非平凡相位模式的转换。
2026-03-20 physics.optics
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
Shaping frequency correlations of ultrafast pulse-pumped modulational instability in gas-filled hollow-core PCF
通过调节气压、泵浦脉冲啁啾、光纤长度和参量增益，改变充氩空芯kagomé型光子晶体光纤中超快脉冲泵浦调制不稳定（MI）孪生光束的时频模结构.与实芯系统相比，压力相关的色散景观带来了更大的灵活性，频率相关性的剪裁，我们证明了泵浦脉冲啁啾可以用来调谐飞秒泵浦源的联合频谱。我们还描述了由此产生的模式内容，不仅通过测量多模二阶关联函数g（2），但也通过直接重建的形状和权重的时频施密特（TFS）模式。我们表明，模式的数量直接影响的拍摄到拍摄的脉冲能量和频谱形状的波动MI。使用这种方法，我们控制和监测的TFS模式的数量范围内从1.3到4只使用一根光纤。
2017-05-05 physics.optics quant-ph
Three-Dimensional Light Bullets in Arrays of Waveguides
我们报告的第一个实验观察的3D-LB，飞秒脉冲激发的系统具有准瞬时立方非线性和周期性的，横向调制的折射率。LB激发的严格证据是基于与我们的数值模拟完全匹配的时间选通图像和光谱。此外，我们揭示了一种新的演化机制，迫使LB遵循不同的色散/衍射条件，直到他们离开他们的存在范围和衰减。
2011-01-04 physics.optics
Crater-shaped Enrichment of $\mathrm{V}_\mathrm{Si}$ Color Centers in $4H$-SiC using Single-Pulse Near-Infrared Femtosecond Laser Processing
本研究提出三维分子动力学模型，结合半椭球壳数学模型模拟飞秒激光与 $4H$-SiC 相互作用，揭示了激光加工后表面陨石坑形区域 $\mathrm{V}_\mathrm{Si}$ 色心富集的机制。
2024-07-28 physics.optics
van der Waals Nanogap Loading of a \ce{TiO2} Nanobar Metasurface for Dual-Channel Fano Refractive Index Sensing
Bangladesh University of Engineering and Technology（孟加拉国工程与技术大学）
本文研究了一种基于TiO$_2$纳米棒对和20nm BeS间隙插入层的双极化介电超材料传感器，通过介电对称性破缺实现极化选择性激发两种不同共振，同时追踪两个极化通道的折射率变化。
2026-06-29 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
