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
Experimental and numerical analysis of the chromatic dispersion dependence upon the actual profile of small core microstructured fibres
用有限元法计算了小芯径微结构光纤（SCMF）基模的色散曲线，并用低相干干涉法测量了色散曲线。指出了色散对SCMF几何参数（节距和直径）变化的高度敏感性。在半微米光谱带宽[1.1 $μ$ m-1.6 $μ$ m]范围内，数值计算结果与实验结果吻合良好。
2010-04-28 physics.optics
Ultrathin, high-speed, all-optical photoacoustic endomicroscopy probe for guiding minimally invasive surgery
光声（PA）内窥镜在临床诊断和手术指导方面显示出巨大的潜力。多模光纤（Multimode Fibers，MMF）由于其体积小、成本低、波前整形技术可实现衍射受限的空间分辨率等优点，在微型内窥镜探头的开发中越来越受到人们的关注。然而，目前基于MMF的PA显微内镜探头要么受到笨重的超声检测器的限制，要么受到成像速度低的限制，这阻碍了它们的可用性。在这项工作中，我们报告了一种高度膨胀和高速PA显微内镜探头的开发，该探头集成在20号医用针头的套管内。该探头包括用于传递PA激发光的MMF和具有用于超声检测的平凹微谐振器的单模光纤。使用数字化激光器装置进行波前整形，能够对MMF远端的聚焦光斑进行快速光栅扫描，以进行组织询问。使用针探头以每秒约3帧的速度实现了覆盖直径为100微米的区域的小鼠红细胞的高分辨率PA成像。在纤维表征之后，通过平移针探针以实时放大视场来进行镶嵌成像。所开发的ECONOPA显微内镜探针通过实时提供组织的功能、分子和显微结构信息，有希望用于指导微创手术。
2022-05-06 eess.IV physics.med-ph physics.optics
Long-range optical trapping and binding of microparticles in hollow-core photonic crystal fibre
光学悬浮的微米和纳米粒子为研究宏观距离上的光子-声子相互作用提供了一个理想的场所。在这里，我们报告的观察远程光学绑定的多个微粒，介导的模间散射和干涉内的空芯光子晶体光纤（HC-PCF）的抽真空的核心。三个直径为1 μm的聚苯乙烯颗粒稳定地结合在一起，颗粒间距离约为40 μm，或比捕获激光波长长50倍。被束缚的粒子阵列可以沿着纤维来回移动超过厘米的距离。当抽真空到6 mbar气压时，可以观察到束缚粒子阵列的集体力学模式。所测得的粒子间的平衡和机械本征频率的距离支持一种新的分析形式主义建模的结合过程的动态。HC-PCF系统提供了一个独特的平台，用于在隔离良好和受保护的环境中研究悬浮粒子阵列的丰富光机械动力学。
2017-09-12 physics.optics
Stimulated Raman Scattering and Molecular Modulation in Anti-resonant Hollow-core Fibres
本文展望了反谐振空芯光纤如何通过长距离小空芯导光克服受激拉曼散射的高强度限制，并系统回顾其在光源、光谱学、材料科学及量子网络等领域的变革性应用与未来趋势。
2024-07-09 physics.optics
Laser Nano-Filament Explosion for Enabling Open-Grating Sensing in Optical Fibre
将强光子阻带嵌入到可以直接访问和感知外部环境的传统光纤中具有挑战性，依赖于繁琐的纳米处理步骤，导致脆弱的薄纤维。超短脉冲激光丝最近提供了在块状透明玻璃内打开高纵横比纳米孔的非接触方式。这种方法已扩展到光纤，导致高密度阵列的激光衍射孔横向穿透二氧化硅包层和引导芯，以提供高折射率对比度布拉格光栅在电信波段。将逐点制造与后化学蚀刻相结合，以直接在紧凑且灵活的光纤内部设计强光子阻带。光纤布拉格光栅与尖锐解决π位移的高分辨率折射率传感从n = 1至1.67的纳米孔很容易润湿，并通过一个完整的光纤包层填充各种溶剂和油。
2020-11-30 physics.app-ph physics.optics
Optical nanofibre integrated into an optical tweezers for particle manipulation, in situ fibre probing, and optical binding studies
颗粒定位的精确控制在许多光学推进和分选应用中是期望的。在这里，我们开发了一个集成的粒子操纵平台，包括一个组合的光学纳米纤维和光镊系统。个别二氧化硅微球被引入到纳米纤维在任意点使用的光镊，从而产生明显的下降的纤维传输。我们表明，这种一致的和可逆的传输调制取决于颗粒和纤维的直径，并可以用作原位纳米纤维或粒度测量的参考点。因此，我们结合扫描电子显微镜（SEM）尺寸测量与纳米纤维传输数据，以提供基于颗粒的纤维评估校准。这种集成的光学平台提供了一种选择性的倏逝场操纵微米级粒子的方法，并促进了光学结合和光粒子相互作用动力学的研究。
2015-06-05 physics.optics
Quasi-guiding modes in microfibers on high refractive index substrate
微纳光纤中的光限幅和光放大已经得到了广泛的研究和应用。然而，典型的微光纤通常是独立的或位于具有较低折射率的衬底上，以确保光限制和导模。在这里，我们用数值和实验证明了在高折射率衬底上的微光纤内限制光的可能性。与对衬底的强泄漏相反，我们发现辐射损耗依赖于微纤维的半径和折射率衬度。因此，可以形成准导模，并且光可以在这样的系统中传播和放大。通过制作锥形石英光纤和染料掺杂聚合物光纤，并将其放置在蓝宝石衬底上，实验研究了光的传输、放大和激光行为，验证了高折射率衬底微光纤中准导模的存在。我们相信，我们的研究对于微米和纳米纤维的应用至关重要。
2015-04-09 physics.optics
Microstructured optical fibres for quantum applications: perspective
本文综述了微结构光纤在量子技术中的最新进展，指出实心和空芯光纤的光学非线性可用于量子资源态生成与频率转换，且空芯光纤凭借低损耗、低延迟和低色散在量子网络链路及原子实验中具有巨大潜力。
2024-05-18 physics.optics quant-ph
Guiding 2.94 $ μ$m using low-loss microstructured antiresonant triangular-core fibers
我们介绍了一种新的简单设计的空芯微结构光纤，目标是引导波长为2.94 $ μ$ m的中红外线。该光纤有一个三角形的核心，通过二氧化硅玻璃网包围一个大的中空毛细管支持。光纤的具体尺寸是基于引导技术确定的，该引导技术基于抗共振机制。对于边长为$100$ $ μ$ m的三角形纤芯，光纤在工作波长2.94 $ μ$ m处具有最小传输损耗$0.08\pm0.005$ dB/m和色散2.3 ps/km/nm。
2016-01-29 physics.optics
Compact Photonic Fibre-based Deformation Sensor Fabricated by Two-Photon Polymerization
Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University（阿斯顿光子技术研究所，阿斯顿大学）；Laser nanoFab GmbH（激光纳米制造有限公司）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Bruker Nano GmbH（布鲁克纳米有限公司）
利用双光子聚合技术在商用光纤插芯上制造高度和宽度约100微米的紧凑型变形传感器，使用OrmoComp和FemtoBond光聚合物实现。
2026-06-15 physics.optics
Sensitivity Comparison of Microwave-Frequency and Optical Fibre Interferometry Based on State-of-the-Art Components
University of West Attica（西阿提卡大学）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）
该研究对比了采用微波振荡器与最先进激光器的光纤干涉仪在70km内的振动灵敏度，发现高光谱纯度激光器仅在10Hz以上性能更优，凸显微波低频优势及混合系统潜力。
2026-09-01 cs.NI physics.optics
Topological supermodes in photonic crystal fiber
拓扑状态通过与光、声或电子的传输密不可分的整数不变量，使无序丰富的介质中的鲁棒传输成为可能。然而，挑战仍然是利用拓扑保护的长度可扩展的平台，如光纤。我们展示，通过建模和实验，在多个光导核心的主机拓扑超模光纤。我们直接测量光子缠绕数不变量表征的体积和观察拓扑引导的可见光超过米的长度尺度。此外，纤维的机械柔性允许我们可逆地重新配置拓扑状态。当光纤弯曲时，我们发现边缘态首先失去其局域化，然后由于无序而重新局域化。我们设想光纤作为一个可扩展的平台，探索和利用光子网络中的拓扑效应。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Modal interferometric refractive index sensing in microstructured exposed core fibres
基于光纤的传感器测量体液和组织中的折射率偏移是生理过程的通用且精确的探针。在这里，我们提出了一个折射率传感器的基础上的微结构暴露芯光纤（ECF）。通过考虑暴露的核心的高折射率涂层，我们的建模演示了引导模式分裂成表面感测模式和与表面隔离的模式。该双模式单光纤解决方案以隔离模式作为参考臂，可提供灵敏度高达60，000 rad/RIU-cm的稳健干涉传感，适用于感测生物体内难以到达的位置（如脊髓、卵巢道和血管）内的细微生理过程。
2019-09-07 physics.app-ph physics.optics
Doped and structured silica optical fibres for fibre laser sources
本文研究在光纤纤芯中对Er3+和Yb3+离子进行微纳结构化，突破传统共掺光纤仅能实现1550 nm单波长发射的限制，演示了1042 nm与1550 nm双波长可控激光输出，为多波长有源光纤制造提供新途径。
2025-01-03 physics.optics
Nonlinear force dependence on optically bound micro-particle arrays in the eva-nescent fields of fundamental and higher order microfibre modes
被捕获在光纤渐逝场中的粒子通过光纤引导场的多次散射在非常长的距离上相互作用。在支持高阶模的单模光纤中，这些相互作用更强，并由于粒子对具有不同传播波矢量的不同光纤模的耦合而表现出质的新行为。本文研究了双模微光纤倏逝场作用下3 μm聚苯乙烯球链的一维纵向光束缚相互作用。对长程相互作用、自序和粒子链速度变化的观察揭示了粒子间强的光学束缚效应，这种效应可以用tritter散射矩阵方法很好地模拟。利用该方法计算了光学力、光学束缚相互作用和束缚粒子链的速度。计算结果与有限元数值模拟结果吻合较好。实验数据和理论分析表明，微纤维中的高阶模不仅可以获得稳定的多粒子捕获或更快的粒子推进速度，而且还可以更好地控制微纤维表面附近粒子群中的每一个被捕获物体。
2016-06-29 physics.optics
Guiding Trojan light beams via Lagrange points
针对无全内反射时非周期全介电结构难以横向约束光的问题，提出利用扭曲排列中的光学科里奥利力形成拉格朗日点导引通道，并可推广至声学、电子束和超冷原子系统。
2024-03-04 physics.optics
Broadband dispersion engineered microresonator on-a-chip
控制光纤波导中的色散对于光纤通信系统以及最近对于从紫外到中红外的连续谱的产生是至关重要的。可以通过改变光纤芯直径或折射率阶跃来设置群速度色散过零的波长。此外，使用多包层光纤，可以采用复杂的方法来操纵高阶色散，以便在宽带宽上形成甚至平坦化色散。在这里，我们介绍的设计和制造技术，允许类似的色散控制芯片集成光学微谐振器，从而展示了更高阶，宽带宽的色散控制的倍频程的频谱。重要的是，我们用于色散控制的制造方法同时允许光学Q因子超过1亿，这对于非线性光学振荡器的有效操作至关重要。近年来，随着人们对芯片可集成光学频率梳的兴趣增加，高Q系统中的色散控制变得越来越重要。
2015-06-23 physics.optics
Evidence of light guiding in ion-implanted diamond
我们证明了通过扫描微束直接离子注入在大块单晶金刚石中制造光波导微结构的可行性，导致离子束损伤晶体的折射率的调制。通过这种掩埋的微通道波导的直接证据是获得相移微干涉方法，允许研究的传播电磁场的多模态结构。通过直接离子写入来定义光学和光子结构的可能性为在块状单晶金刚石中设计量子光学器件开辟了一系列新的可能性。
2016-08-25 physics.optics
Demonstration of fundamental mode only propagation in highly multimode fibre for high power EDFAs
使用掺杂有高浓度Er或Er：Yb的短长度的大芯磷酸盐玻璃纤维代表了实现高功率掺铒光纤放大器（EDFA）和激光器（EDFA）的有吸引力的途径。为了研究这种大芯光纤实现衍射极限输出的潜力，我们提出了基模通过一个20厘米长的无源300微米芯多模光纤的传输实验结果时，输入是一个良好的对齐高斯光束。通过仔细控制光纤几何形状、输入光束参数和对准，我们测得的输出M平方为1.1 ± 0.05。该纤维的数值孔径为0.389，意味着V数为236.8。据我们所知，这是最大的核心光纤，通过它衍射限制基模传播已被证明。虽然这里给出的结果与未掺杂光纤有关，但它们确实为新一代EDFA和EDFA提供了实际基础。
2006-07-23 physics.optics
Video-rate dual-modal forward-viewing photoacoustic and fluorescence endo-microscopy through a multimode fibre
本研究开发了一种基于多模光纤和高速数字微镜器件的视频率双模态前向视场光声与荧光内窥显微镜探针，通过波前整形实现高速高分辨率成像，并展示了其在微创医疗程序中的潜力。
2021-04-25 physics.med-ph 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
Ultrahigh and persistent optical depths of caesium in Kagomé-type hollow-core photonic crystal fibres
填充碱的空芯光纤是一种很有前途的介质，用于研究光-物质相互作用，特别是在单光子水平上，由于光的严格限制和光诱导原子解吸可实现的高光学深度。然而，到目前为止，这些大的光学深度只能产生几秒钟，每天最多一次，严重限制了该技术的实用性。在这里，我们报告的最高观察到的瞬态（$>10^5$长达一分钟）和最高观察到的持续（$>2000$数小时）的光学深度的碱蒸汽在光导几何的日期，使用铯填充的Kagomé型空芯光子晶体光纤的产生。我们的研究结果为需要长操作时间和大原子序数密度的受限几何中的光-物质相互作用实验铺平了道路，例如产生单光子水平的非线性和发展单光子量子存储器。
2015-11-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optical data transmission at 44Tb/s and 10 bits/s/Hz over the C-band with standard fibre and a single micro-comb source
微梳[1 - 4]，即由集成微腔谐振器产生的光学频率梳，提供了其体相对应物[5，6]的全部潜力，但在集成的基底面中。时间孤子态（DKS耗散克尔孤子）[4，7 -11]作为锁模微梳的一种手段的发现使得在许多领域取得了突破，包括光谱学[12，13]，微波光子学[14]，频率合成[15]，光学测距[16，17]，量子源[18，19]，计量学[20，21]等。它们最有前途的应用之一是光纤通信，其中它们实现了大规模并行多路复用数据传输[22，23]。在这里，通过使用一种称为孤子晶体的新型强大的微梳[11]，我们使用单个集成芯片源在标准光纤上实现了前所未有的数据传输。我们展示了一个44.2太比特每秒使用电信C波段在1550 nm的频谱效率，一个至关重要的性能指标，为10.4位/秒/赫兹的线速率。孤子晶体表现出鲁棒和稳定的产生和操作以及高固有效率，其与48.9GHz的低孤子微梳间隔一起使得能够使用64 QAM（正交幅度调制）的非常高的相干数据调制格式。我们证明了在实验室中，以及在现场试验超过75公里的标准光纤安装的大城市光纤网络的无差错传输。这些实验极大地得益于孤子晶体在没有稳定或闭环控制的情况下工作的能力。这项工作证明了光孤子晶体微梳在要求苛刻和实用的光通信网络中的能力。
2020-03-01 physics.app-ph physics.optics
High-performance, adiabatically nanotapered fibre-chip couplers in silicon at 2 microns wavelength
针对硅纳米线波导与光纤模式不匹配导致耦合效率低的问题，提出一种低损耗、宽带且平面的绝热纳米锥形光纤-芯片耦合方法，在2微米波长下实现高传输和宽带宽，并验证了优异的横向错位容忍度。
2022-09-19 physics.app-ph physics.optics
Optomagnetic forces on YIG/YFeO3 microspheres levitated in chiral hollow-core photonic crystal fibre
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Institute of Particle Technology, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学颗粒技术研究所）；Interdisciplinary Center for Functional Particle Systems, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学功能粒子系统跨学科中心）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Institute for Theoretical Solid-State Physics, RWTH Aachen University（亚琛大学理论固体物理学研究所）；Institute of Micro- and Nanostructure Research and Center for Nanoanalysis and Electron Microscopy, Friedrich- Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学微纳结构研究中心及纳米分析与电子显微镜中心）
本研究利用手性空芯光子晶体光纤悬浮YIG/YFeO3微球，通过光学扭矩诱导其旋转和磁化矢量变化，探索磁光物理新现象。
2026-01-07 physics.app-ph physics.optics
Broadband self-switching of femtosecond pulses in highly nonlinear high index contrast dual-core fibre
在本文中，我们展示了一个脉冲能量控制的非线性自开关的飞秒脉冲在波长为1700 nm的高度非线性高折射率对比度的双芯光纤。这种光纤结构由两个微尺寸纤芯和一个固体包层组成，包层由两种内部开发的热匹配软玻璃制成。在光纤长度为35 mm时，在反常色散区观察到了输入脉冲能量从1 nJ单调增加到3 nJ时的双开关现象。空间强度分布测量确定了16.7 dB的切换对比度，并且两个输出通道的注册光谱揭示了150 nm内的宽带切换行为。所得到的结果表明，一种新型的孤子开关，并代表了一个显着的进展，相比以前的实验工作，具有很高的应用潜力。
2020-10-29 physics.optics
Spatio-spectral light-by-light moulding in multimode fibre
本文提出利用多模光纤中基频泵浦波与二次谐波信号间的保守非线性相互作用，通过调控泵浦功率和模式分布实现散斑信号空间质量的增强或抑制，并实验演示了对拉曼斯托克斯级联的光控光调控。
2025-06-04 nlin.AO physics.optics
Profile control of fibre-based micro-mirrors using adaptive laser shooting with $\textit{in situ}$ imaging
本研究提出一种基于原位成像的自适应CO2激光射击算法，通过控制射击间隔实现光纤端面微镜轮廓的高精度加工，成功率达近100%，并制备出精细度高达150,000的FFPC。
2025-09-07 physics.optics quant-ph
High-energy pulse self-compression and ultraviolet generation through soliton dynamics in hollow capillary fibres
光孤子动力学可以导致传输光脉冲的时间和光谱形状的极端变化。它们在玻璃芯光纤中以高达千瓦的峰值功率发生，而在充气微结构空芯光纤中以千兆瓦的水平发生。在这里，我们展示了大芯空心毛细管光纤中的光孤子动力学。这使得能够将孤子效应按几个数量级缩放到多mJ能量和太瓦峰值功率水平。我们实验证明了两个关键的孤子效应。首先，我们观察到自压缩到子周期脉冲，并推断亚飞秒场波形的产生-高功率光学阿秒脉冲产生的途径。其次，我们利用共振色散波发射技术在真空和深紫外（110 nm ~ 400 nm）波段有效地产生了连续可调谐的高能量（1 ~ 16 $μ$ J）脉冲，这些结果有望成为新一代用于超快强场物理和先进光谱学的台式光源的基础。
2020-05-21 physics.optics
An Optical Fibre Pulse Rate Multiplier for Ultra-low Phase-noise Signal Generation
在这封信中，我们报告了一个全光纤的方法来合成超低噪声微波信号的飞秒激光脉冲的光电探测。我们使用级联的马赫-曾德尔光纤干涉仪，实现稳定和有效的重复率倍增。这种技术将光电探测微波信号的信号电平提高了近18 dB，这反过来又使我们能够证明12 GHz信号在1 Hz时的相位噪声电平为118 dBc/Hz，在10 MHz时为-160 dBc/Hz。在相同的偏移频率下，仅光纤倍增器和光电探测系统的本底噪声约为-164 dBc/Hz，这非常接近基本散粒噪声本底
2011-08-26 physics.ins-det physics.optics
Two-dimensional exciton-polariton - light guiding by transition metal dichalcogenide monolayers
过渡金属二硫属化物（TMDC）的单层被证明是能够支持激子共振，二维激子极化激元以下的引导光学模式。这种可见光或近红外模式被限制在离单层大约一微米的范围内，并且传播长度超过100微米。光引导能力使得TMDC单层更加通用和潜在地有吸引力的光子平台。
2015-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
All-optical switching based on soliton self-trapping in dual-core high-contrast optical fibre
对一种新型双芯光纤中基于孤子自陷的超快非线性定向耦合器的性能进行了系统的数值研究。所考虑的高度非线性光纤结构是由一个真正的，有意开发的软玻璃对高折射率对比度在0.4的水平，在近红外。数值研究了皮焦级飞秒脉冲的非线性传输，目的是确定最佳的开关性能的输入参数空间为1400 - 1800 nm的激发波长，和75 - 150 fs的脉冲宽度，分别。对于每一个组合的激发波长和脉冲宽度，开关能量连同最佳的光纤长度被确定和它们的关系的输入和开关参数进行了讨论。在1500 nm激发波长和75 fs脉冲宽度的组合下，考虑43 mm的光纤长度，超短孤子的时间窗口中的最高开关对比度为46 dB。这些结果表示从切换对比度和切换能量的角度来看都有显著的改善，与先前公布的空气玻璃双芯光子晶体光纤的情况相比，其仅在20 pJ的水平。此外，没有包层微结构的更简单的光纤设计以及全固体方法有望改善双芯对称性，因此提供了成功实现低功率、紧凑且简单的开关装置的高可能性。
2019-12-12 physics.optics
Scalable All-Optical Fibre-Mode Data Transmission with Profiles-Preserved Decoding
Tsinghua University（清华大学）
提出一种基于微透镜阵列辅助解码架构的全光学保轮廓解码方法，通过通道相关球面相位补偿实现可扩展的高维光纤模式分离，实验验证了八模传输与语义信息恢复。
2026-05-28 physics.optics
Generation of sub-40 fs pulses at 1.8 μm by chirp-assisted Raman scattering in hydrogen-filled hollow-core fibre
在分子指纹区域进行时间分辨光谱研究或延长高次谐波产生的截止波长的可能性最近推动了高效中红外超快激光器的发展。特别是，基于诸如铥或钬的有源介质的光纤激光器是非常活跃的研究领域，因为它们坚固、紧凑并且可以以高重复率操作。然而，这些系统仍然很复杂，无法提供短于100 fs的脉冲，并且还不像近红外系统那样成熟。在这里，我们报告产生的子40 fs脉冲在1.8微米，量子效率为50%，而不需要后压缩，在充氢空芯光子晶体光纤泵浦的商业300 fs光纤激光器在1030 nm。这是通过压力调谐色散和通过调整泵浦脉冲的啁啾和发射到光纤中的高阶模的比例来避免拉曼增益抑制来实现的。该系统使用的物理模型，结合了主要的线性和非线性的光学响应的贡献进行优化。该方法是平均功率可缩放的，允许调整脉冲形状，并且可以潜在地允许访问更长的波长。
2020-06-30 physics.optics
Remote Nanodiamond Magnetometry
光纤改变了人们与世界互动的方式，现在渗透到许多科学领域。光纤传统上被认为对磁场不敏感，但是从采矿到生物医学的许多应用领域都将受益于基于光纤的远程磁力测量设备。在这项工作中，我们实现了这样一个设备，通过嵌入纳米磁传感器到碲酸盐玻璃纤维。远程磁力测量是在嵌入玻璃基质的纳米金刚石中的磁活性缺陷中心上进行的。应用标准光学磁力测量技术来初始化和检测局部磁场变化，测量灵敏度为26微米特斯拉/平方根（Hz）。我们的方法利用直接的光激发，简单的聚焦元件，和低功耗组件。我们证明远程磁强计的直接报告的磁性基态的氮空位缺陷中心的光纤。此外，我们提出并从理论上描述了一种全光学技术，非常适合于远程光纤传感。我们的研究结果拓宽了光纤的应用，现在有可能成为新一代医疗磁内窥镜和远程采矿传感器的基础。
2016-02-22 physics.optics
A Jones matrix formalism for simulating three-dimensional polarized light imaging of brain tissue
神经影像学技术三维偏振光成像（3D-PLI）提供了一个高分辨率的重建神经纤维在人类死后的大脑。纤维的取向来自组织学脑切片的双折射测量，假设神经纤维-由轴突和周围的髓鞘组成-是单轴双折射的，并且测量的光轴沿神经纤维的方向取向（宏观模型）。虽然实验研究支持这一假设，但髓鞘的分子结构表明，神经纤维的双折射可以通过围绕纤维轴径向取向的多个光轴（微观模型）更精确地描述。在本文中，我们比较使用的宏观和微观模型模拟3D-PLI的琼斯矩阵形式主义。模拟结果表明，宏观模型确保了一个可靠的估计的纤维取向，只要偏振计不解决结构小于单纤维的直径。在光纤束的情况下，可以使用具有更高分辨率的偏振计，而不会损失可靠性。当考虑髓鞘密度时，导出的纤维取向得到了相当大的改善。
2015-10-09 physics.med-ph physics.optics
Improvement of the Tm3+:3H4 level lifetime in silica optical fibres by lowering the local phonon energy
研究了玻璃网络改性剂对石英基掺杂光纤中Tm ~（3+）~ 3 H ~ 4能级近红外荧光量子效率的影响。核心成分的改变影响了Tm 3+离子的光谱性质。向芯玻璃中添加17.4摩尔%的AlO 3/2导致3 H4能级寿命增加至50 $μ$ s，比纯石英玻璃高3.6倍。量子效率从2%提高到约8%。相反，在芯玻璃中8mol%的PO 5/2使寿命下降到9 $μ$ s。Tm 3+的光学性质的这些变化被分配到本地声子能量的变化，他们提交的改性剂位于附近的掺杂位点。使用一个简单的微观模型来计算非辐射去激发率，可以对最大可实现的量子效率进行一些定性预测。
2010-02-28 physics.optics
Light guiding and optical resonances in ZnS microstructures doped with Ga or In
ZnS的高折射率（在可见光范围内约2.4）使得ZnS微结构成为用于制造光导和谐振微腔的良好候选者。研究了几种ZnS结构的导光特性。特别是，在这项工作中的杆和板的行为进行了研究，它已被证明，所研究的结构的形态起着决定性的作用，支持的谐振模式。在ZnS：Ga和ZnS：In结构中，支持Fabry-Perot和Whispering Gallery共振模式。一个很好的协议已被发现之间的实验结果和理论模型用于描述这两种类型的共振，这已被用来估计掺杂材料的折射率。在具有三角形横截面的ZnS：Ga线中，在蓝绿色范围内观察到激光效应。据我们所知，这是第一次在可见光区研究掺杂ZnS的共振模式。
2021-04-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Prospects of phase-adaptive cooling of levitated magnetic particles in a hollow-core photonic-crystal fibre
本研究探讨在空心芯光子晶体光纤中通过相位控制冷却悬浮磁性粒子，实现斯托克斯型冷却，并估计了冷却效率与最终温度，为微磁体在传感和量子态制备中的应用奠定基础。
2025-04-22 physics.optics quant-ph
Observing distant objects with a multimode fibre-based holographic endoscope
全息波前操纵能够将头发丝般细的多模光纤转换成微创无透镜成像仪器，其信息密度比传统内窥镜高得多。它们最突出的应用集中在进入微妙的环境，包括深部脑室，并记录仪器远端附近结构的微米级分辨率图像。在这里，我们介绍一种替代的“远场”内窥镜，能够在大景深范围内对宏观物体进行成像。尺寸为0.2 $\times$ 0.4 mm $^2$的内窥镜轴由两根平行光纤组成，一根用于照明，另一根用于信号收集。该系统在速度、功率效率和信号质量方面进行了优化，同时考虑到了通过阶跃折射率多模光纤传输光的具体特征。成像质量的特点进行了研究，在20和400毫米之间的距离。作为一个概念验证，我们提供成像内的腔的甜椒通常用作一个幻影的生物医学相关的条件。此外，我们测试了一个功能机械时钟的性能，从而验证其在动态变化的环境中的适用性。随着性能达到视频内窥镜的标准清晰度，这项工作铺平了道路，朝着开发微创全息显微内窥镜在临床和诊断应用。
2020-11-06 physics.med-ph physics.optics
Nonlinear integrated optical resonators for optical fibre data recovery
该研究在仿真中采用基于倏逝耦合 GaAs 微环的储备池计算机，实时补偿高速光纤通信中的非线性失真，并在 20 km、12 dBm 条件下使 50 Gbaud 16-QAM 信号误码率低于 FEC 门限。
2024-05-09 physics.app-ph physics.optics
Out-of-plane orientated self-trapped excitons enabled polarized light guiding in 2D perovskites
该研究利用空间限域结晶制备高面外取向自陷激子的二维钙钛矿微片，实现半高全宽超120 nm的宽带偏振光导波。
2024-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fibre-coupled photonic crystal hydrophone
本文展示了一种微米级自由悬浮硅光子水听器，灵敏度与商用水听器相当，体积小多个数量级，可应用于高分辨率声学成像及水下通信。
2025-01-20 physics.app-ph physics.optics
Optical guiding of absorbing nanoclusters in air
介绍了一种基于电泳力的全光捕获和操纵吸收性气溶胶粒子的新方法。我们实验证明，在露天，强大的三维引导的碳纳米颗粒的团聚体的大小跨越两个数量级，从100纳米到10微米，在几毫米的距离，以及他们的加速度高达1厘米/秒的速度和大量的粒子的同时捕获。
2009-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Compressive optical imaging with a photonic lantern
光纤的薄而灵活的性质通常使其成为观察体内生物过程的理想技术，但目前的显微内窥镜方法在空间分辨率方面受到限制。在这里，我们展示了一种新的路线，高分辨率显微内窥镜使用多芯光纤（MCF）与绝热多模单模光子灯笼过渡形成在远端的锥形。我们表明，不同的多模模式的光可以投射从灯笼的输出单独激发的单模MCF核心，这些模式是高度稳定的光纤运动。然后利用这种能力来演示单像素成像的形式，其中使用单像素检测器来检测每个多模图案透射通过对象的光的分数。我们称之为SARA-COIL的自定义压缩成像算法用于仅使用预先测量的多模模式本身和检测器信号来重建对象。
2019-03-01 eess.IV physics.optics
Double Clad Antiresonant Hollow Core Fiber and Its Comparison with other Fibres for Multiphoton Micro-Endoscopy
本研究对比了新型双包层反谐振空芯光纤、单包层反谐振光纤与实芯光纤的多光子显微内窥镜性能，证实双包层反谐振空芯光纤可适配扫描探测配置，适用于高性能无标记多光子显微内窥镜。
2023-11-06 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
