Mode-locking based on a zero-area pulse formation in a laser with a coherent absorber
在连续窄带可调谐染料激光器中，实验上观察到具有大相位弛豫时间T2的碘分子吸收单元的锁模现象。结果表明，锁模是由于光与吸收介质的相干相互作用导致拉比振荡，从而在吸收体中形成零面积（0π-）脉冲。这种锁模机制不同于饱和起主要作用的大多数典型的被动锁模机制。
2016-08-15 physics.optics
Optimization of laser stabilization via self-injection locking to WGM microresonator
自注入锁定是一种动态现象，表示具有无源腔的振荡器的发射频率的稳定，该无源腔使得能够对振荡器腔进行频率滤波相干反馈。例如，半导体激光器到高品质因数（高Q）回音壁模式（WGM）微谐振器的自注入锁定可以导致激光器线宽的多个数量级的减小。这一现象在实验中得到了广泛的研究，但其详细的理论模型，允许提高稳定性能还不存在。在本文中，我们开发了这样一个理论。介绍了在实验中表征自注入锁定效率的5个参数，即后向散射效率、激光器与高Q腔之间的相位延迟、激光器与高Q腔之间的频率失谐、泵浦耦合效率、激光器与微谐振腔之间的光程长度。计算表明，与非最佳自注入锁定情况相比，激光线宽可提高两个数量级。我们提出的最佳自注入锁定制度的实验实现的建议。该理论模型提供了对自注入锁定的更深入的理解，有利于自注入锁定振荡器的多种实际应用。
2020-06-09 physics.optics
Long-term Stabilization of Fiber Laser Using Phase-locking Technique with Ultra-low Phase Noise and Phase Drift
回顾了锁模光纤激光器长期稳定中常用的锁相技术，研究了传统锁相技术对相位噪声的限制。为了突破这一限制，我们提出了一种改进的锁相技术与光学微波相位检测器，以实现超低相位噪声和相位漂移。文中还讨论了这种新型锁相技术的机理和理论模型。长期稳定实验表明，改进后的方法可以实现MLFL的长期稳定，并具有超低的相位噪声和相位漂移。改进的锁相技术的优良锁定性能意味着该技术可以用于稳定锁模光纤激光器与高稳定H-主或光时钟没有稳定性损失。
2014-03-11 physics.optics
Dual-color Q-switched mode-locking in an Erbium-doped fiber laser
本文构建双色调Q锁模掺铒光纤激光器，首次观测到光谱类束缚态包络，并利用耦合Ginzburg-Landau方程数值揭示其形成机制及两种脉冲演化模式。
2024-06-05 physics.optics
Dispersion managed mode-locking dynamics in a Ti:Sapphire laser
我们提出了什么是我们所知的最完整的1-D数值分析的演化和超短激光脉冲在钛：蓝宝石激光振荡器的传播动力学。本研究证实了色散控制的锁模模型，并强调了克尔非线性在产生具有平滑和良好光谱相位的锁模光谱中的作用。一个非常好的协议与初步的实验测量。
2005-11-14 physics.optics
Phase-locking of lasers with Gaussian coupling
本文提出了一种不受阵列几何形状、位置、方向、周期或尺寸影响的稳定同相锁定方法。该方法依赖于在激光器阵列的远场平面中插入腔内高斯孔径。稳定的相位锁定的$90$激光器，其远场图案是由具有极高的功率密度的尖锐的斑点，获得了各种阵列的几何形状，即使在存在近简并的解决方案，几何挫折或叠加的独立的纵向模式。激光器的内部相位结构也可以被抑制，以便获得具有均匀相位和总体高光束质量的纯高斯模式激光输出。该方法可以潜在地提高最近开发的用于解决各种计算问题的激光模拟器的性能。
2021-06-04 physics.optics
Self-injection locking of the gain-switched laser diode
实验上观察到增益开关激光器对高Q光学微腔的自注入锁定。我们发现，由增益开关激光器产生的梳齿经历了显着减少梳齿线宽在这个政权。我们证明了亚kHz量级的梳齿的洛伦兹线宽与非开关自注入锁定激光器一样窄。这种设置允许产生高对比度电可调谐光学频率梳，其具有在从10 kHz到10 GHz的宽范围内的可调谐梳线间隔。针对各种调制参数-调制频率和幅度，以及针对定义自注入锁定的效率-锁定相位、耦合效率、泵浦频率失谐的参数，研究了所生成的梳的特性。
2021-10-13 physics.optics
Low-loss flake-graphene saturable absorber mirror for laser mode-locking at sub-200-fs pulse duration
可饱和吸收体是飞秒激光器锁模的关键元件。含有石墨烯薄片的聚合物膜最近已被用于传输作为激光锁模器，但遭受高的非饱和损耗，限制了它们在低增益激光器中的应用。在这里，我们提出了一种基于纯石墨烯薄片薄膜的可饱和吸收镜。该器件用于掺铒光纤激光器的锁模，产生最先进的亚200 fs持续时间的脉冲。激光特性测试表明，该薄膜具有较低的非饱和损耗（单程13%）和较大的吸收调制深度（45%的低功率吸收）。
2011-11-25 physics.optics
Cavity locking with spatial modulation of optical phase front for laser stabilization
本文研究了通过空间调制光束相位波前的光腔锁定激光稳频技术。该方法的基本原理的理论描述，并特别注意到剩余幅度调制（RAM）所造成的实验缺陷，特别是空间相位调制器的制造误差。所研究的锁定方法具有Pound-Drever-Hall方法和倾斜锁定方法的共同优点，为消除相位调制中的RAM噪声，实现激光器的最终稳定性提供了一种更为巧妙的方法。在成本和便携性是一个实际问题的情况下，所研究的方法允许实现紧凑的激光稳定系统锁定到法布里-P $\acute{\mbox{e}}$旋转腔，而不使用昂贵的笨重的设备，如信号发生器和电光调制器。
2022-07-12 physics.optics
Phase-coherent repetition rate multiplication of a mode-locked laser from 40 MHz to 1 GHz by injection locking
我们已经使用注入锁定倍增的被动锁模飞秒光纤激光器的重复频率从40 MHz到1 GHz，同时保持主激光器和从输出之间的光学相位相干。该系统几乎完全在光纤中实现，并结合了增益和无源饱和吸收。从重复率被设置为主重复率的有理数谐波，从而在主重复率和从重复率的最小公倍数处引起脉冲形成。
2011-11-25 physics.optics
Low frequency-to-intensity noise conversion in a pulsed laser cavity locking by exploiting Carrier-Envelope Offset manipulation
我们报告的依赖性的频率到强度的噪声转换锁定的超快激光对高精细光学谐振腔从载波包络偏移（CEO）频率。通过腔精细度和激光CEO频率的适当组合，可以优化陷获到光学谐振腔中的激光强度的信噪比。的理论描述的问题连同数值模拟和实验结果的目的是一个强大的抑制的强度波动的被困激光场。
2022-01-25 physics.optics
Passive harmonic mode-locking by mode selection in Fabry-Perot diode lasers with patterned effective index
我们展示了被动谐波锁模的量子阱激光二极管设计支持离散梳的法布里-珀罗模式。使用腔有效折射率的非周期性图案化来实现模式光谱的光谱过滤。通过选择6个间隔为基模间隔两倍的模，在重复频率为100 GHz时获得了脉宽为2 ps的近变换极限脉冲输出。
2010-12-17 physics.optics
The mode-locking transition of random lasers
激光器自发锁模的发现，腔中电磁模式的同步振荡已经成为光子学的里程碑，允许实现提供超短脉冲的振荡器。到目前为止，这个过程只发生在标准的激光器中，只有在特定的设备（可饱和吸收体）存在的情况下。在这里，我们表明，锁模也可以自发地出现在随机激光器由微米级的激光共振居住在本质上无序的，自组装的纳米尺寸的颗粒集群。此外，通过设计一种新的模式选择性泵浦机制，我们表明，它是可以连续驱动系统的配置，其中各种激发的电磁模式振荡的形式，几个弱相互作用，共振集体强相互作用的制度。通过实现有史以来最小的锁模器件，我们开辟了新一代小型化和全光控光源的道路。
2013-04-12 physics.optics
Hybrid optical and electronic laser locking using spectral hole burning
我们报道了一种窄线宽激光二极管系统，该系统利用低温Tm：YAG中的光谱孔的光学和电子反馈来稳定。该激光系统具有非常低的相位噪声。两个激光器之间的拍频信号在毫秒时间尺度上的频谱要么受到傅立叶限制，要么受到-111dBc/Hz噪声基底的限制。由此产生的激光器非常适合于涉及稀土离子掺杂剂的量子光学和传感应用。
2010-08-02 physics.optics
Optimization of laser stabilization via self-injection locking to a whispering-gallery-mode microresonator: experimental study
半导体激光器对高品质因数微谐振腔的自注入锁定被广泛用于频率稳定和线宽窄化。我们构建了几个基于微谐振器的激光源，测量的瞬时线宽为1 Hz，并使用它们进行调查和实施的自注入锁定效应。我们分析和实验研究了稳定系数对可调参数，如锁定相位和耦合率的依赖关系。结果表明，精确控制的锁定相位允许微调所产生的频率从稳定的激光二极管。我们还表明，这是可能的，这样的激光源，实现快速连续和线性频率调制的注入电流调谐内的自注入锁定制度。我们概念性地演示了相干调频连续波激光雷达在10公里的距离使用这样的微谐振器稳定的激光二极管在频率啁啾制度和测量速度低至亚微米每秒在未调制的情况下。这些结果可能对尖端技术应用，如空间碎片监测和远距离物体分类、高分辨率光谱学及其他方面有意义。
2022-11-24 physics.optics
Towards CW modelocked laser on chip -- large mode area and NLI for stretched pulse mode locking
高功率集成锁模激光器对于下一代可现场部署和大规模生产的光学系统至关重要。在这里，我们研究完全集成的锁模激光器的设计，有可能产生超短，高功率，高质量的脉冲。我们探索了一种用于产生高功率脉冲的大模场激光器，并研究了色散管理孤子脉冲在净反常和净正常色散腔中的各种锁模机制。在此基础上，我们对基于低损耗氮化硅非线性干涉仪的快速集成可饱和吸收体的一般特性和可调谐性进行了数值和实验研究。我们相信，这项工作指导未来的集成高功率锁模激光器的探索。
2020-06-01 physics.optics
Locking the frequency of lasers to an optical cavity at the $1.6 \times 10^{-17}$ relative instability level
我们将两个独立的Nd：YAG激光器的频率稳定在高精细度法布里-珀罗谐振器的两个相邻的纵模上，并在40 s的积分时间下获得了6.3 mHz的拍频不稳定性。对于单个激光器，这是相对于激光频率的$1.6\times10^{-17}$，以及相对于腔谐振半峰全宽的$1.3\times10^{-6}$。差拍信号的幅度谱具有7.8mHz的FWHM。这种稳定的频率锁定对于下一代光时钟探询激光器和基础物理测试具有重要意义。
2012-03-28 physics.optics
Sequential phase locking scheme for a filled aperture intensity coherent combination of beam arrays
提出了一种新的用于光束阵列相干合成的相位锁定方案。采用类似于LOCSET的不同波束的相位抖动机制，重复使用顺序组合步骤的抖动频率。通过应用附加的相位交替方案，这允许使用标准的同步多通道锁定电子器件来锁相大量通道，即使在所采用的相位致动器的频率带宽受限时也是如此。
2021-01-21 physics.optics
Harmonic Frequency Locking and Tuning of Comb Frequency Spacing through Optical Injection
我们表明，从实验和理论上，一个从激光器注入光学频率梳可以经历两个不同的锁定机制，这两个降低输出光梳的频率间隔。我们报告说，对于某些失谐和相对注入强度，从激光弛豫振荡可以成为无阻尼和锁定到合理的频率的光学梳间距，创造额外的梳音调的非线性动力学注入激光。我们还研究了从激光器的频率锁定在注入梳状线之间，这增加了从激光器的频率的梳。我们的结果表明，阿尔法参数的影响，锁定状态的稳定性，并指出如何弛豫振荡的频率影响这两个锁定机制。这些光学锁定机制可以应用于再生或倍增光梳。
2019-07-05 physics.optics
Recent Advances in Laser Self-Injection Locking to High-$Q$ Microresonators
利用外腔稳定和控制激光频率的方法在基础研究和激光应用中得到了广泛的应用。当大部分激光通过谐振腔时，由于存在一些从谐振腔到激光器的后向散射光，会发生自注入锁定效应，将激光器的发射频率锁定在频率相近的谐振腔模式上。自注入锁定导致激光器的线宽和噪声的显着减少。使用这种方法，锁定到一个普通的半导体激光器的双- $Q$微谐振器可以获得亚赫兹线宽，与国家的最先进的光纤激光器。因此，它为制造具有减小的占地面积和成本的高性能半导体激光器铺平了道路。此外，随着高激光功率，微谐振器的光学非线性极大地改变了激光动力学，提供在同一微谐振器中同时产生脉冲和频率梳的路线。特别是，集成光子学技术，使通过半导体CMOS工艺制造的组件，带来了越来越多的和扩展的兴趣，激光制造使用这种方法。在这篇文章中，我们提出了一个全面的教程，激光自注入锁定的分析和数值方法，以及最新的理论和实验成果的审查。
2022-12-12 physics.optics
Microresonator and Laser Parameters Definition via Self-Injection Locking
高品质因数微谐振腔的自注入锁定是各种最新光子应用的关键组成部分，包括紧凑型窄线宽激光器和微梳光源。为了优化这种装置的结构，需要知道锁定模式的参数，这是一项具有挑战性的任务。我们开发和实验验证了一个原始的技术的基础上的基本原理的自注入锁定效应，它允许确定的关键参数的模式的微谐振器（品质因数，垂直指数）以及激光二极管参数。我们证明了这种方法可以用于传统方法不适用的光谱范围，例如，在中红外。我们稳定了一个2.64 $μ$ m激光二极管的高Q回音壁模式微谐振器的晶体硅。使用详细的技术，微谐振器的品质因数被确定为$5\cdot10^8$。
2020-11-19 physics.optics
All-optical memory based on the injection locking bistability of a two-color laser diode
研究了双色法布里-珀罗半导体激光器的注入锁定双稳特性。非注入主模的振荡导致单模和双色平衡的双稳态。与脉冲调制的注入功率，我们证明了一个全光存储元件的基础上，这种双稳态，其中未注入的主模式切换与35 dB的强度对比度。通过实验和理论分析，我们描述了相关的分岔结构，这是没有发现在单模系统的光注入。
2008-12-10 physics.optics
Passive and hybrid mode locking in multi-section terahertz quantum cascade lasers
在量子级联激光器中，由于载流子弛豫时间过快，被动锁模几乎是不可能的。在这里，我们重新审视这种可能性，并从理论上表明，稳定的锁模和脉冲持续时间在太赫兹（THz）频率的几个周期制度是可能的，在适当的工程绑定到连续QCL。我们实现这一点，利用一个多节腔的几何形状与交替的增益和吸收部分。关键成分是吸收剂与场和环境的非常强的耦合以及快速吸收剂载体恢复动力学。在这些条件下，即使增益弛豫时间比腔往返时间快几倍，产生几个周期的脉冲也是可行的。研究了三种不同的太赫兹量子级联激光器产生超短脉冲的方法，即被动锁模、混合锁模和碰撞锁模。
2017-11-27 physics.optics
Active mode locking of quantum cascade lasers operating in external ring cavity
由锁模激光器产生的稳定的超短光脉冲和频率梳具有许多重要的应用，包括高分辨率光谱学、快速化学检测和识别、超快过程研究和激光计量学。虽然在可见光和近红外范围内发射的紧凑型锁模激光器已经彻底改变了光子技术，但在大多数气体具有强吸收线的中红外范围内操作的系统体积庞大且昂贵，并且依赖于非线性下变频。量子级联激光器是中红外范围内最强大和通用的紧凑型光源，尽管付出了巨大的努力，但实现其锁模操作仍然是一个挑战。在这里，我们报告的第一个演示外腔量子级联激光器主动锁模。该激光器在室温下工作在锁模状态，并且在标准商用激光器芯片的注入电流的全动态范围内工作。
2015-10-29 physics.optics
Spatiotemporal mode-locking in lasers with large modal dispersion
单横模锁模激光器中的耗散非线性波动力学已经得到了广泛的研究，而激光器中的三维非线性动力学的研究还很少。最近，时空锁模（STML）被提出用于具有小模式（即，横模）色散，这被认为是在这些腔中实现STML的关键，因为小的色散可以容易地平衡。在这里，我们表明，STML也可以实现在多模激光器具有更大的模式色散，其中我们发现，腔内可饱和吸收体起着重要的作用，抵消大的模式色散。此外，我们观察到一个新的STML现象的被动非线性自动选择的单模锁模，造成的时空饱和吸收和空间增益竞争之间的相互作用。我们的工作显着拓宽了有用的STML激光器的设计可能性，从而使它们更易于应用，并扩展了可在这些激光器中实现的新型耗散时空非线性动力学的可探索参数空间。
2021-04-08 physics.optics
Analysis of the phase-locking dynamics of a III-V-on-silicon frequency comb laser
我们提出了一个电信混合III-V-硅上的被动锁模激光器与环形腔的相位动力学的详细表征。我们探讨了增益电流和饱和吸收体偏置电压的函数的操作的各种制度。我们使用步进外差测量来量化光谱啁啾和重建脉冲包络。有了这种技术，我们能够识别制度的近变换限制的操作，我们评估的梳状相位关系时，可饱和吸收体偏置电压的变化锁模的退化。最后，我们提出了一个初步的研究，在混合锁模操作的相位锁定和展示变换限制脉冲。
2020-10-20 physics.optics
GHz fundamental mode-locking of a highly integrated Er-doped all-fiber ring laser
本文提出一种全集成腔设计的掺铒光纤环形激光器，利用碳纳米管薄膜锁模，首次实现超过1 GHz的基频重复频率，脉冲宽度682 fs，为紧凑型光纤激光器设计提供参考。
2025-02-04 physics.optics
Phase locking of coupled lasers with many longitudinal modes
详细的实验和理论研究的两个耦合的光纤激光器，每个都有许多纵模，揭示了纵向模式的行为取决于耦合强度以及它们之间的失谐。对于低到中等耦合强度，只有两个激光器共有的纵模锁相，而那些不常见的逐渐消失。对于较大的耦合强度，不常见的纵模重新出现并锁相。当耦合强度接近1时，耦合激光器表现为具有相应密集纵模的单个长腔。最后，我们表明，作为耦合强度的函数的相位锁定的逐渐增加的结果从相位锁定和非相位锁定的纵向模式之间的竞争。
2009-12-16 physics.optics
Optical phase locking of two infrared CW lasers separated by 100 THz
报道了两个相距100 THz的连续红外激光源的锁相实验。我们的方法使用三个独立的谐波产生过程的红外激光频率在周期性极化MgO：LiNbO3晶体产生的第二和第三谐波的两个红外光源。在515 nm附近产生的两个独立的绿色辐射之间的拍音用于将一个IR激光器锁相到另一个IR激光器，具有可调谐的射频偏移。通过这种方式，整个装置作为一个微型频率梳（MFC）发射四个强烈的光辐射（1544 nm，1029 nm，772 nm和515 nm），输出功率比飞秒激光器发射的每个模式的可用功率高至少3个数量级。
2014-05-03 physics.optics
Narrow linewidth semiconductor lasers based on nonlinear self-injection locking
本文提出非线性自注入锁定技术，利用光纤布里渊振荡器反馈和电光调制实现递归线宽压缩，在商用DFB激光器上实现亚赫兹线宽，并给出CMOS兼容集成方案。
2023-09-18 physics.optics
Mode-locking in vertical external-cavity surface-emitting lasers with type-II quantum-well configurations
本文对利用Ⅱ型量子阱结构的垂直外腔面发射激光器锁模脉冲产生进行了微观研究。耦合麦克斯韦半导体布洛赫方程数值求解的II型载流子补充是通过适当选择的水库建模。确定了稳定锁模脉冲的条件，允许脉冲在\unit [100]{fs}范围内。II型配置的设计策略，提出了避免潜在的不稳定的脉冲动力学。
2019-04-02 physics.optics
Frequency Stability Transfer in Passive Mode-Locked Quantum-dash Laser Diode using Optical Injection Locking
在本文中，我们提出了一个实验研究的嵌入式计量应用的固态频率梳的稳定性。该梳是一种基于InGaAs/InP量子点结构的被动锁模激光二极管，其发射的光线路进入以1.55 $μ$ m为中心的9 nm带宽，重复率为10.09 GHz。频率稳定是通过外腔激光二极管与参考频率标准的梳的光注入锁定来实现的。人们观察到光谱纯度从注入激光器转移到注入激光器的相邻模式以及稳定性转移到相邻模式。长期稳定性的测量突出了具有被动锁模过程特有的随机游走行为的频率噪声。在梳的重复频率处的注入激光器的边带的证明还使得可以提出转移机制并且考虑在频率稳定性水平处的频率梳的完全稳定。
2022-01-19 physics.optics
Investigation of the Kerr-lens Mode Locking Ability of Cr:ZnSe Solid-State Laser
通过对Cr：ZnSe激活介质非线性折射率的理论计算，预测了Cr：ZnSe激活介质在2000 - 3000 nm光谱范围内存在较强的离焦级联二阶非线性。在此基础上，提出了克尔透镜锁模的最佳腔结构，可以实现亚100 fs的脉冲持续时间。数值模拟证实了强自相位调制导致的激光器的强失稳过程。超短脉冲产生的稳定性是可能的，由于光谱过滤，增加了脉冲持续时间高达300 fs。
2000-09-18 physics.optics
Can one passively phase lock 25 fiber lasers?
是的，有可能锁相25个光纤激光器，但时间很短。我们的被动相位锁定二维耦合光纤激光器阵列的实验表明，25激光器的平均相位锁定水平是低的（$20%-30%$），但可以超过90%的罕见的瞬时事件。平均相位锁定水平被发现，以减少更多的激光器在阵列中，并增加与阵列的连接。
2010-02-14 physics.optics
Efficient laser noise reduction by locking to an actively stabilized fiber interferometer with 10 km arm imbalance
我们报告了一种激光降噪方法，通过锁定它的主动稳定的光纤为基础的马赫曾德尔干涉仪与10公里的光纤，以实现大的臂不平衡。声光调制器用于干涉仪稳定和外差检测。对于1 Hz的傅立叶频率，环外频率噪声降低了90 dB以上。这种结构在高傅立叶频率和低傅立叶频率下都提供了一种有效的激光降噪方法。稳频激光信号经10 km光纤传输，1 s时的分数频率稳定度为1.12 × 10-16。与干涉仪不稳定时的分数阶频率稳定度相比，提高了一个数量级以上。
2016-05-23 physics.optics
Mirror-assisted tuning of laser stabilization via self-injection locking to WGM microresonator
本文提出在高 Q WGM 微谐振器的下载端口引入可调谐耦合反射镜，以优化自注入锁定光反馈，从而提升激光频率稳定性与功率处理效率。
2023-08-14 physics.optics
Dispersion Managed Mode-locking in all-fiber Polarization-maintaining Nd-doped Laser at 920 nm
本文对掺钕保偏全光纤激光器中色散管理超短脉冲的产生进行了全面的研究。采用啁啾光纤布拉格光栅（CFBG）作为半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为锁模器和第二非透明镜，实现了一种线性激光器方案。920/1064波分复用器确保了完整的1064 nm发射滤波。CFBG的色散补偿是足够的，以达到异常的净色散在最短的激光方案，使我们能够调查锁模制度在-0.05 ps 2 - 0.24 ps 2净色散范围内，通过改变无源光纤的长度。利用这种方法，我们证明了高次谐波锁模色散接近零和大的能量跨度近抛物线形状的单脉冲操作在反常色散区。该研究得到了用于优化激光谐振腔设计和研究腔内脉冲演变的数值模拟的支持。
2023-01-13 physics.optics
Laser diode self-injection locking to an integrated high-Q Fabry-Perot microresonator
本研究将自注入锁定技术扩展到芯片集成高Q值法布里-珀罗微谐振器，通过理论模型与实验验证，实现了受基本热折射噪声限制的窄线宽激光器，与理论高度一致，助力芯片级低噪声激光系统。
2024-11-07 physics.optics
Dynamics of a broad-band Quantum Cascade Laser. From chaos to coherent dynamics and mode-locking
在基于有效半导体Maxwell-Bloch方程的模型中研究了多模量子级联激光器的动力学，包括辐射-介质相互作用的关键特征，如非对称性、频率依赖性、增益和折射率以及由亨利因子提供的相位-振幅耦合。通过考虑自由光谱范围和亨利因子的作用，我们开发了适合于识别允许不稳定的条件的标准，接近阈值，由激光器发射的行波，并导致混沌或规则的多模动力学。在后一种情况下，我们的模拟表明，场振荡与沿激光腔，桥接锁模和孤波传播的自约束结构。此外，我们展示了如何RF调制的偏置电流导致主动锁模产生高对比度，皮秒脉冲。我们的结果与最近的宽带THz准分子激光器实验结果进行了比较，有助于理解中红外和THz波段超短脉冲产生和梳状操作的条件
2017-10-20 physics.optics
At the threshold of distributed Kerr-lens mode-locking in a Cr:ZnS waveguide laser
本研究验证了中红外Cr:ZnS波导激光器基于非线性空间模式耦合实现时空锁模的可行性，发现泵浦光诱导的软光阑可调控空间模式，为分布式克尔透镜锁模及光子弹形成奠定基础。
2023-01-25 physics.optics
Heterogeneous-free narrow linewidth semiconductor laser with optical injection locking
本研究提出一种无异质结构光注入锁定半导体激光器，通过在AlGaInAs多量子阱平台集成TISE激光器与MRR实现单片锁相线宽压窄，线宽较传统分布反馈激光器提升三个数量级，可应用于相干光通信与QKD系统相位编码器。
2025-01-13 physics.optics
Modeling of mode-locking in a laser with spatially separate gain media
本文提出了一种新的激光锁模方案，并通过理论模型讨论了其独特的性质和可行性。大量单频连续波激光器在空间分离的增益介质中通过放大而振荡。它们通过来自一个共同的可饱和吸收体的非线性反馈相互锁相。结果，产生超短脉冲。新方案提供了三个显著的好处：在每种介质中放大的光是连续波，从而避免了与群速度色散和非线性效应相关的问题，这些问题可能会干扰脉冲形状。激光器振荡的频率组以及脉冲重复率由谐振器内部光学元件的几何形状控制，而不是由腔长控制。最后，可以通过打开和关闭增益模块来控制激光器的带宽。该方案提供了一种具有高平均输出功率的锁模激光器的途径，重复率可以缩放到THz范围内，并且带宽可以动态控制。该方法特别适合于使用半导体二极管激光器阵列的实施。
2010-10-01 physics.optics
Non-resonant Optical Injection Locking in Quantum Cascade Laser Frequency Combs
本文提出利用1.55 μm强度调制近红外光实现量子级联激光频率梳的非共振光学注入锁定，该方法免除了专用电子元件需求并大幅降低频率噪声，性能优于传统电调制方法，有望推动中红外光谱与计量学应用。
2025-05-30 physics.optics
Femto/nano-second switchable passively mode-locked fiber laser with analytic modeling by cubic-quintic Ginzburg-Landau equation
报道了一种被动锁模掺铒光纤激光器，其脉宽可在473 fs ~ 76.8 ns范围内切换，通过调节偏振控制器实现了基频锁模、类噪声脉冲、纳秒锁模和双脉宽锁模。飞秒和纳秒脉冲在双宽度锁模中的共存归因于增益平衡。采用五阶Ginzburg-Landau方程对光纤激光器进行了解析建模，计算了脉冲宽度随色散、饱和吸收和自相位调制的变化关系。纳秒脉冲的产生归因于腔内脉冲缩短强度的减弱和激光腔内有效自相位调制的减弱。
2017-12-06 physics.optics
Injection locking and coupling the emitters of large VCSEL arrays via diffraction in an external cavity
光耦合半导体激光器的网络对于基础研究和在材料处理、照明和信息处理中的许多技术应用具有高度的兴趣。尽管如此，迄今为止还缺乏采用可扩展概念的此类元素的大型网络的实验实现。这里，我们呈现了$5 \times 5$正方形晶格阵列通孔中的垂直腔表面发射激光器的网络22。至关重要的是，该阵列允许单独控制每个激光器的泵浦电流，我们利用该泵浦电流在光谱上对齐阵列。利用衍射耦合通过外腔，22激光器相互注入锁定，而且，此外，我们证明了他们的同时锁相到外部注入激光器。VCSEL网络是复杂系统实验研究的一个很有前途的平台，并且作为光子神经网络具有直接的应用。该概念的可扩展性为包括更多单个激光器的系统开辟了未来的可能性。
2022-08-21 physics.optics
Sub-kHz single-frequency pulsed semiconductor laser based on NPRO injection locking
本文提出一种基于NPRO种子注入锁定和泵浦电流直接调制的单频脉冲半导体激光器，实现了亚千赫兹线宽、可调重复频率与脉冲宽度，适用于相干激光雷达、计量与遥感等领域。
2025-03-12 physics.optics
Laser-cavity locking at the $10^{-7}$ instability scale utilizing beam elipticity
超稳激光器是科学技术中精密测量的支柱。这样的激光器通过频率锁定到参考腔来获得其稳定性。迄今为止，最先进的锁定性能是使用基于频率调制的方法实现的，并辅之以有源漂移消除系统。我们展示了一个全被动的，无调制的激光腔锁定技术（挤压锁定），利用误差信号产生的光束椭圆率的变化，和相干偏振后选择噪声弹性。通过比较两个完全相同的原理验证系统，我们发现了$5 \times 10^{-7}$在10 s平均时相对于腔线宽的频率锁定不稳定性。结果超过了过去五十年来设计的方法的表现，为进一步提高激光频率稳定的精度和简单性开辟了一条新的道路。
2022-03-09 physics.atom-ph physics.optics
New approach for the incoherent and coherent combination of Gaussian laser beams and observation of the spatial thinning of the combined beams by modes phase locking
提出一种高斯激光束非相干与相干组合的新配置与理论方法，通过将所有激光指向同一交汇点计算空间组合强度，实现无次级旁瓣的高斯强度分布，并在相干组合中观察到依赖数值孔径的光束空间变薄与强度增强。
2024-04-26 physics.optics
Thermo-optic locking of a semiconductor laser to a microcavity resonance
实验研究了半导体激光器与集成环形光学微谐振腔的热光锁定。该锁保持超过12小时的时间段，而不需要任何电子控制系统。通过微谐振器内的散射中心引起的光反馈实现快速控制，由于光加热而导致的热锁定保持腔和激光器之间的相长干涉。此外，光反馈还可以缩小激光器的线宽，超高质量的微环谐振为超低线宽的片上激光器提供了可能。
2009-09-06 physics.atom-ph physics.optics
Photonic ferromagnetic-like spontaneous mode-locking phase transition with replica symmetry breaking in multimode Nd:YAG laser
最近关于光子实验中的复本对称性破缺（RSB）现象的报道[1-5]促进了对多模激光器中无序作用的理解，并有助于解决与复杂系统的统计物理学的启发性联系[6-13]。当相同准备的系统副本达到不同的状态时，RSB就会出现，从而产生不同的可观测量[14]。在这里，我们证明了在一个传统的多模Nd：YAG激光器在一个封闭的腔中的自发锁模制度的RSB。其基本机制与非相干振荡模式的无腔随机激光器中的RSB玻璃纤维相位完全不同。在这里，一个特定的非均匀分布的增益发生在每个脉冲，和挫折感，因为一个给定的子集的纵向模式的相干振荡占主导地位，同时抑制其他的诱导。然而，当引入高损耗时，仅观察到复制对称的放大的刺激发射。因此，我们建议RSB跃迁可以用作标准多模激光器中阈值的标识符，正如最近提出并证明的随机激光器[1，2]。
2016-11-18 physics.optics
Back-scatter immune injection-locked Brillouin laser in silicon
作为自持振荡器，激光器具有不寻常的自发同步能力。这些非线性动力学是被称为注入锁定的简单而强大的稳定技术的基础，其中激光器的频率和相位可以由注入信号控制。由于其固有的简单性和良好的噪声特性，注入锁定已成为从精密原子光谱到分布式传感等应用中相干放大和高保真信号合成的主力。然而，在集成光子学中，这些注入锁定动力学仍然相对未开发-尽管具有重大的技术和科学影响潜力。在这里，我们首次展示了硅光子布里渊激光器的注入锁定。这种单片器件的注入锁定非常稳健，使我们能够通过布里渊增益带宽的很大一部分来调谐激光发射。利用这些动态特性，我们证明了小信号的放大超过23 dB。此外，我们证明了该系统的注入锁定动力学本质上是非互易的，在全硅系统中产生单向控制和反向散射免疫力。该器件物理学为硅光子学中的相位噪声降低、低噪声放大和反向散射免疫力的新策略打开了大门。
2020-01-14 physics.optics
Frequency locking of tunable diode lasers to a stabilized ring-cavity resonator
我们演示了一种将可调谐半导体激光器的频率锁定到环形腔谐振器的技术。谐振腔被稳定到二极管激光器，二极管激光器又被锁定到原子跃迁，从而使其绝对频率校准。环形腔设计的主要优点是没有激光器的反馈不稳定。该腔具有1.3 GHz的自由光谱范围和约35的$Q$，这给出了激光器的鲁棒锁定。锁定的激光器能够跟踪腔的大扫描。
2002-04-19 physics.atom-ph physics.optics
Laser self-injection locking to fiber Fabry-Perot resonator for frequency comb generation
本研究提出利用分布式反馈激光器对高Q值光纤法布里-珀罗谐振腔的自注入锁定技术，在低至100 mW功率下产生稳定的光学频率梳，并揭示了其孤子态动力学与相位依赖性。
2025-06-26 physics.optics
Self-starting stable coherent mode-locking in a two-section laser
相干锁模（CML）利用自诱导透明（SIT）形成孤子，与传统的基于吸收饱和的方案相比，其脉冲宽度低于增益线宽所允许的极限。尽管有很大的希望，但很难在实验上实现，因为需要复杂的设置。在所有以前的理论考虑CML被认为是非自启动。在这篇文章中，我们表明，如果腔长选择适当，一个非常稳定的（CML）制度可以实现在一个基本的两部分环形腔的几何形状，这个制度是自我发展的非激光状态。脉冲制度的稳定性是由于有限腔尺寸效应而产生的动态稳定机制的结果。
2015-12-25 physics.optics
