Broadband SBS Slow Light in an Optical Fiber
研究了在光谱展宽激光泵浦下，室温光纤中受激布里渊散射产生的慢光。加宽泵浦场的光谱增加了斯托克斯放大谐振的线宽$Δω_p$，从而增加了慢光带宽。当线宽变得比布里渊频移$Ω_B$大几倍时，出现一个物理带宽限制，使得反斯托克斯吸收谐振基本上抵消了斯托克斯放大谐振，从而抵消了慢光效应。我们发现，部分重叠的斯托克斯和反斯托克斯共振，实际上可以导致慢光延迟带宽产品的增强时，$Δω_p \simeq 1.3 Ω_B$。使用这种一般的方法，我们增加了布里渊慢光带宽超过12 GHz的标称线宽$\sim$ 30 MHz的单色泵浦。我们可控延迟75 ps长的脉冲高达47 ps，并研究了宽带SBS慢光系统的数据模式依赖性。
2006-07-18 physics.optics
Nonlinear stimulated Brillouin scattering in a single-mode optical fiber
我们预测和实验观察到的受激布里渊散射在单模光纤中，从考虑声子产生的高阶过程所产生的非线性变体。该效应在高激光激发下表现为对于等于光纤中常规布里渊频率的一半的失谐的斯托克斯增益的出现，在相反的失谐处没有伴随的反斯托克斯吸收，并且需要反向传播的泵浦光束用于相位匹配。我们认为这可能是一种新的非线性光学效应，以前没有观察到。
2014-02-27 physics.optics
Phase Synchronization of Stimulated Raman Process in Optical Fiber For Long Pulse Regime
研究了短脉冲（<1ps）和长脉冲（> 1ps）下噪声种子Stokes波相干特性的演化。数值求解了这两个区域的泵浦波和斯托克斯波演化的非线性方程。模拟包括量子噪声通过将噪声种子在泵浦场，其中一个光子每模式与随机相位。的光谱相位波动的斯托克斯波的两个区域，其特征在于通过执行多个模拟，最后，程度的一阶相互相干计算作为波长的函数，为不同的条件。我们的统计分析表明，噪声种子受激拉曼过程，这在短脉冲区域的相干性退化的作用，表现出强的相位同步在长脉冲区。在长脉冲范围内，斯托克斯波的相位同步表现为从非相干谱到相干谱的转变。
2019-05-21 physics.optics
Incoherently pumped high-power linearly-polarized single-mode random fiber laser: experimental investigations and theoretical prospects
提出了一种利用宽带非相干放大自发发射（ASE）光源泵浦的百瓦级线偏振随机光纤激光器（RFL），并从理论上展望了其功率放大潜力。RFL采用半开腔结构，由一段330 m长的保偏无源光纤和两个保偏高反射率光纤布拉格光栅组成。中心波长为1178 nm的二阶斯托克斯光在泵浦极限下的最大功率为100.7 W，半峰全宽为2.58 nm，偏振消光比为23.5 dB。泵浦光对二阶斯托克斯光的最终量子效率为89.01%。据我们所知，这是第一次演示线性偏振高阶RFL与百瓦输出功率。理论研究表明，采用100 m长的无源光纤非相干泵浦RFL，可以获得300 W量级的线偏振单模一阶斯托克斯光。
2017-01-15 physics.optics
Background-penalty-free waveguide enhancement of CARS signal in air-filled anti-resonance hollow-core fiber
本文研究了空气填充反共振空芯光子晶体光纤中的相干反斯托克斯拉曼光谱。我们比较的振动相干反斯托克斯拉曼信号的N $_2$，在2331厘米$^{-1}$，在环境空气中产生的（没有纤维存在），在一个2.96厘米的旋转光纤中产生的。我们发现，由于增加了相互作用路径，在光纤中产生的信号增强了170倍。值得注意的是，在旋转光纤中获得的N $_2$信号显示出近零的非共振背景，这是由于激光场和光纤包层之间的重叠接近零。通过我们的研究，我们发现旋转光纤的特性使其成为一个理想的候选人的相干拉曼光谱信号增强。
2022-06-23 physics.optics
Background-free coherent anti-stokes Raman spectroscopy and microscopy by dual-soliton pulse generation
提出了一种基于全光纤产生双孤子脉冲的相干反斯托克斯拉曼光谱无背景探测方案。由于保偏光子晶体光纤（PM-PCF）的强双折射和高非线性，在反常色散区，利用高阶色散和沿两个本征偏振轴的非线性效应，可以同时产生两个红移孤子脉冲，同时允许它们之间的频率距离和时间间隔可调。该方案利用了这两个孤子脉冲的轻微频移和适当的时间走离的独特组合，利用紧凑的全光纤相干激发源实现对非共振背景的鲁棒和有效的抑制。DS-CARS的能力实验证明了无背景CARS光谱和明确的CARS显微镜的聚合物珠在指纹区域。
2016-04-11 physics.optics
Improving efficiency of supercontinuum generation in photonic crystal fibers by direct degenerate four-wave-mixing
数值研究了零色散波长647 nm附近的低功率30 ps脉冲泵浦下光子晶体光纤中超连续谱的产生。我们展示了如何通过设计色散来显著提高效率，以允许由简并四波混频（FWM）直接从泵浦产生的广泛分离的谱线加宽和合并。通过适当修改的色散分布的额外的四波混频斯托克斯和反斯托克斯线的生成结果在有效的800 nm宽的SC的生成。模拟结果表明，预测的有效SC生成是更强大的，可以生存的光纤缺陷建模为随机波动的色散系数沿光纤长度。
2003-04-07 physics.optics
Spontaneous Raman scattering in SDM fibers
University of L’Aquila（拉奎拉大学）
本研究将单模光纤中的自发拉曼散射模型扩展至多模光纤，用于评估光链路中的散射噪声，并通过实验验证其有效性。
2026-02-20 physics.optics
Spatial Division Multiplexing for Multiplex Coherent Anti-Stokes Raman Scattering
本文提出利用少模微结构光纤的空间模式复用技术，将窄带泵浦光与宽带超连续谱分别在不同模式中传输并合并，成功实现了自参考多路相干反斯托克斯拉曼散射微光谱学，并分析了其光谱分辨率、信噪比及放大效应。
2023-03-31 physics.optics
Dramatic Raman Gain Suppression in the Vicinity of the Zero Dispersion Point in Gas-Filled Hollow-Core Photonic Crystal Fiber
1964年，Bloembergen和Shen预测，如果声子的产生和湮灭（通过非弹性散射）的速率精确平衡，拉曼增益可以被抑制。只有当每个过程所需的动量相同时，这才是可能的，即，由泵浦-斯托克斯散射产生的声子相干波与在泵浦-反斯托克斯散射中湮灭的声子相干波相同。在大体积气体电池中，这只能在与泵轴成斜角的有限相互作用长度上实现。在这里，我们报告了一个简单的系统，提供了显着的拉曼增益抑制在长共线路径长度的氢。它由一个充气的空芯光子晶体光纤组成，其零色散点被压力调节到接近泵浦激光波长。在一定的精确压力下，基模中斯托克斯光的产生被完全抑制，从而允许探索其他弱得多的非线性过程。
2015-08-26 physics.optics
Raising the stimulated Brillouin scattering threshold power by longitudinal compression gradient in a fiber amplifier
本文提出利用纵向压缩应变梯度提高光纤中受激布里渊散射阈值功率的新方法，推导了背向散射斯托克斯波功率谱密度解析表达式，并通过实验验证无源光纤阈值提高约3倍、放大光纤提高约2倍。
2023-07-03 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
Dominance of backward stimulated Raman scattering in gas-filled hollow-core photonic crystal fibers
气体中的后向受激拉曼散射提供了一种有前途的途径，通过对着泵浦脉冲反向传播来压缩和放大斯托克斯种子脉冲，如已经在各种平台中，主要是在自由空间中证明的那样。然而，在完全可控的共线环境中，当被噪声播种时，控制这个过程的动力学尚未被研究。在这里，我们报告的第一个明确的观察有效的噪声种子后向受激喇曼散射在充氢空芯光子晶体光纤。在高气压下，当后向拉曼增益与前向增益相当，但低于前向增益时，我们报告从窄带532 nm泵浦到683 nm处的后向斯托克斯的量子转换效率超过40%。当向后过程由少量向后反射的向前产生的斯托克斯光播种时，效率增加到65%。在高泵浦功率下，以干净的基模发射并且光谱纯的后向斯托克斯信号出人意料地总是比其前向传播对应物强。我们将这一惊人的观察归因于相互作用场的独特时间动力学，这导致拉曼相干性（以移动的细周期布拉格光栅的形式）朝着光纤的输入端的强度增长。对这一过程的充分理解，以及新型反共振引导空芯光纤的快速发展，可能会导致有效的气体基拉曼激光器和放大器的改进设计，工作在从紫外到中红外的波长。
2018-01-24 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
Theory of Stimulated Brillouin Scattering in Fibers for Highly Multimode Excitations
本文建立了适用于任意输入和光纤结构的受激布里渊散射理论，证明高度多模激发可通过增益展宽和较弱模间增益显著提高SBS阈值，并在160模式光纤中实现6.5倍提升。
2023-04-18 physics.optics
All chalcogenide Raman parametric Laser, Wavelength Converter and Amplifier in a Single Microwire
紧凑、高能效和光纤兼容的激光器、波长转换器和放大器是未来光纤系统和网络的重要组成部分。非线性光学效应，如拉曼散射和参量四波混频，提供了一种实现这种器件的方法。在这里，我们使用一个单一的硫属化物微丝实现的设备，提供的功能的斯托克斯拉曼参量激光器，四波混频反斯托克斯波长转换器，和超宽带斯托克斯/反斯托克斯拉曼放大器或超连续谱发生器。该器件的工作依赖于拉曼和克尔增益（比石英光纤大五个数量级）、精确设计的色散和硫属化物微丝的高光敏性。拉曼参量激光器在52 \muW（207 mW）的创纪录低阈值平均（峰值）泵浦功率和> 2%的斜率效率下工作。通过非线性四波混频过程产生了强反斯托克斯信号。作为放大器或宽带源，当在1550 nm的波长下泵浦时，该器件覆盖>330 nm（47 THz）的波长（频率）范围。由于该装置的基本操作原理是非线性光学过程，因此预期该装置在硫属化物玻璃的整个透射窗口（λ~1 × 10 \mum）上操作。
2013-07-31 physics.optics
2.1 um CW Raman Laser in GeO2 Fiber
报道了用22W掺铥光纤激光器泵浦的高浓度GeO2光纤拉曼激光器中第一阶斯托克斯光的产生效率为33%。在2.105 μ m处的输出功率为4.6 W。
2007-06-21 physics.optics
Removal of guided acoustic wave Brillouin scattering to the quantum-noise limit using symmetric interferometry in twisted photonic crystal fibers
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander-Universität（弗里德里希·亚历山大大学）
提出扭曲光子晶体光纤(t-PCF)作为首个能完全消除混合扭转径向GAWBS的光纤系统，通过对称干涉仪中的自参考和Stokes检测将GAWBS相位噪声补偿至量子噪声极限。
2026-07-07 physics.optics
Relative Intensity Noise in a Multi-Stokes Brillouin Laser
研究了多斯托克斯布里渊光纤环形激光器的相对强度噪声特性。实验分析了各斯托克斯波的强度噪声，研究了级联布里渊散射过程的噪声动力学。我们观察到高达20 dB/Hz的强度噪声降低相比，RIN输入泵浦激光器。我们研究了光纤环品质因数对激光RIN特性的影响，如振幅减小和弛豫频率。基于一组耦合模方程的数值模型复制了实验观察，证实了多斯托克斯布里渊激光器的B类行为。我们的研究能够确定最佳的参数值操作的多斯托克斯激光器在低噪声制度。
2018-10-26 physics.ins-det physics.optics
Generation of a VUV-to-visible Raman frequency comb in hydrogen-filled kagomé photonic crystal fiber
我们报道了在266 nm泵浦的充氢kagomé型光子晶体光纤中产生的纯振动拉曼梳，从真空紫外（184 nm）延伸到可见光（478 nm）。在紫外区，较高的拉曼增益增强了受激拉曼散射和分子调制过程。由于光纤-气体系统在紫外光中的压力可调正常色散景观，高阶反斯托克斯带优先在高阶光纤模式中产生。这些结果为基于可调谐光纤的深紫外光和真空紫外光源的应用铺平了道路，例如，光谱学和生物医学。
2016-10-07 physics.optics
Distributed analysis of nonlinear wave mixing in fiber due to forward Brillouin scattering and Kerr effects
前向受激布里渊散射（F-SBS）是一种三阶非线性光学机制，它在两个共同传播的光场和一个共同介质中的导声模之间耦合。受激布里渊散射引起光纤中的非线性波混频，并与克尔效应引起的四波混频叠加。在这项工作中，我们报告的分布映射的非线性波混合过程涉及这两种机制沿标准单模光纤，在分析，模拟和实验。测量是基于一个多音，光时域反射仪设置，这是高度频率选择性。结果表明，F-SBS导致的非线性波混频过程比单纯的克尔效应驱动的混频过程更为复杂。动力学强烈依赖于光场分量之间的精确频率失谐。当失谐量选择在F-SBS共振附近时，过程变得不对称。功率从较高频率的输入泵浦波耦合到较低频率的输入泵浦波，并且斯托克斯波边带的放大比反斯托克斯波边带的放大更明显。结果适用于一类新的分布式光纤传感器，基于F-SBS。
2018-11-15 physics.optics
Generation of THz radiation through molecular modulation in hydrogen-filled hybrid anti-resonant fibers
提出在充氢混合空芯反谐振光纤中利用受激拉曼散射与分子调制产生窄带THz脉冲，实现相位匹配和最高60%理想转换效率。
2023-10-23 physics.optics
Spontaneous Rayleigh seeding of stimulated Rayleigh scattering in high power fiber amplifiers
我们估计的斯托克斯波的受激热瑞利散射（STRS）产生的热波动，瞬时改变在核心的折射率分布的光纤芯的启动功率。横向温度梯度经由热光效应产生横向折射率梯度，并且如果波动频率位于STRS增益带中，则它可以将光从模式LP $_{01}$耦合到LP $_{11}$以到达种子STRS。这种自发瑞利种子可能比量子背景更强，并且可能影响光纤放大器的模式不稳定性阈值。这种新的种子估计可以被并入STRS模型中以改进阈值计算。
2013-09-03 physics.optics
Spontaneous Brillouin Scattering in a Few-Mode Optical Fiber
Department of Natural Sciences, International Christian University（国际基督教大学自然学部）
该研究通过异频检测在 few-Mode 光纤中观测并定量分析了自发布里渊散射，揭示了前向和后向散射机制及其物理特性，为量子应用和光机械学提供了新视角。
2026-01-10 physics.optics quant-ph
Wave-front shaping in nonlinear multimode fibers
最近在波前成形方面的显著进展使得能够控制线性介质内的光传播以通过散射物体聚焦和成像。特别地，多模光纤中的光传播包括复杂的模间相互作用和丰富的时空动态。多模光纤中物理现象的控制及其应用尚处于起步阶段，为利用复杂模式相互作用提供了机会。在这项工作中，我们展示了一个波前整形方法控制多模光纤中的非线性现象。使用空间光调制器在光纤输入和遗传算法优化，我们控制一个高度非线性的受激拉曼散射级联和它的相互作用与四波混频通过一个灵活的隐式控制的叠加模式耦合到光纤。我们第一次展示了多功能的光谱操作，包括移位，抑制和增强斯托克斯和反斯托克斯峰。这些演示说明了波前整形控制和优化非线性波传播的能力。
2017-07-14 nlin.AO physics.optics
Parallel fast random bit generation based on spectrotemporally uncorrelated Brillouin random fiber lasing oscillation
本文通过在布里渊随机光纤激光器中协同利用级联受激布里渊散射和准相位匹配四波混频，实现了31个光谱-时间不相关通道的混沌频率梳，并行随机比特生成总速率达1.085 Tbps，突破了多波长激光源用于并行随机比特生成的相关性障碍。
2024-07-03 nlin.CD physics.optics
Multimodal Nonlinear Microscope based on a Compact Fiber-format Laser Source
我们提出了一种多模态非线性光学（NLO）激光扫描显微镜，基于紧凑的光纤格式激发激光器，并在单个平台上集成相干反斯托克斯拉曼散射（CARS），受激拉曼散射（SRS）和双光子激发荧光（TPEF）。我们展示了它的能力，同时获得CARS和SRS图像的混合物的6-μm的聚（甲基丙烯酸甲酯）珠和3-μm的聚苯乙烯珠。然后，我们将其应用到可视化细胞壁和叶绿体的伊乐藻水生植物通过SRS和TPEF模式，分别未加工的新鲜叶片。所展示的NLO显微镜使用现成的组件自行开发，可完全访问光路，并确保其易于重新配置和灵活性。
2017-08-14 physics.optics
Integrated liquid-core optical fibers --- ultra-efficient nonlinear liquid photonics
我们开发了一种新型的基于液芯光纤的液体光子学集成平台。该平台是通过将液芯光纤熔接到标准单模光纤而创建的，使其完全集成和实用-这是一个重大挑战，极大地阻碍了液体光子应用的进展。作为一个例子，我们在这里报告的实现超低阈值拉曼产生使用集成CS2填充LCOF泵浦的亚纳秒脉冲在1064 nm和532 nm。斯托克斯产生的测量能量阈值约为1 nJ，比文献中先前报道的氢气值低约三个数量级。集成LCOF平台为超低功率非线性光学开辟了新的可能性，例如用于显示器的高效白光生成、中红外生成、慢光生成、参量放大、全光开关和波长转换，使用与石英玻璃相比具有数量级更大的光学非线性的液体。
2011-11-01 physics.optics
Discovery of Soliton Self-Mode Conversion in Multimode Optical Fibers
非线性光波传播表现为量子噪声产生的大量频率，选择所需的非线性产物通常需要用外来波播种介质，采用空间或光谱滤波器，或在谐振腔中操作。这对于多模系统尤其如此，因为它们的状态密度很高。在这里，我们报告的发现的自作用效应，源自量子噪声，导致两个不同的，空间相干的本征模的频率分离的一个拉曼斯托克斯位移之间的超短孤子脉冲的完整的非线性光学转换。系统的非线性空间重构发生在模数超过10，000的光纤中，这通常被认为是混沌的，指出了模间群速度色散在多模非线性光学的选择规则中的基本作用。我们展示了宽带频谱平移的载波频率的70%，并产生记录，兆瓦峰值功率脉冲在生物学上至关重要的1300 nm的光谱窗口，直接从一个灵活的光纤。更一般地，这种新颖的非线性耦合机制可以应用于光纤或片上波导，并且促进从可见光到中红外的功率可缩放的空间相干超短脉冲生成。
2018-05-15 physics.optics
Polarization Effects on Thermal-Induced Mode Instabilities in High Power Fiber Lasers
详细研究了偏振对掺镱光纤放大器中热致模不稳定性的影响。基于一个同时考虑两主轴方向电场的稳态理论模型，分析了偏振效应对Stokes波增益的影响，结果表明，光纤激光器的偏振特性对MI阈值没有影响。实验验证了理论分析的正确性，并对纤芯/内包层直径为30/250 μ m、纤芯数值孔径为0.07的保偏和非保偏光纤激光器进行了实验研究，实验结果与理论分析结果吻合较好。测得MI阈值功率为367~ 386 W。
2015-03-30 nlin.CD physics.optics
Implementation of temporal ptychography algorithm, I$^2$PIE, for improved single-beam coherent anti-Stokes Raman scattering measurements
提出了一种基于全正常色散光子晶体光纤的超快超连续谱光源单光束相干反斯托克斯拉曼散射（SB-CARS）光谱测量系统的信背比改进方法。在使用基于时间重叠关联的新的脉冲重建算法I $^2$ PIE时，对信号到背景的改进出现。一个简单的SB-CARS策略被用来测量对二甲苯的光谱，其中使用的超连续谱脉冲被压缩使用多光子脉冲内干涉相位扫描（MIIPS），并首次尽我们所知，我$^2$ PIE使用相同的单光束设置。利用I $^2$ PIE实现，与MIIPS相比，信号与背景比提高了近4倍。更值得注意的是，积分SB-CARS光谱强度增加了6.5倍。
2020-09-10 physics.optics
Fiber-based electro-optic dual-comb light source for fast linear and nonlinear spectroscopy
University of Lille（里尔大学）；Aix Marseille University（艾克斯-马赛大学）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
提出全光纤保偏电光双光梳光源，兼顾10 THz带宽与2.5 MHz采集速度，适用于快速线性和非线性光谱学。
2026-09-09 physics.optics
A Radiation-Balanced Silica Fiber Amplifier
我们报告我们认为是第一个辐射平衡光纤放大器-一个设备，提供光增益，同时没有经历温度上升。增益介质是具有高度掺杂Yb 3+（2.52wt.%）的21 μ m直径芯的石英光纤。并且共掺杂有2.00重量% Al降低浓度猝灭。用1040 nm光对放大器进行芯泵浦，以在1064 nm处的芯中产生反斯托克斯荧光（ASF）冷却和增益。使用具有mK分辨率的定制慢光FBG传感器，在沿放大器光纤的多个位置处进行温度测量。用2.62 W泵浦的4.35 m光纤产生17 dB的增益，而平均光纤温度保持略低于室温。这一进步是朝着创建许多应用所需的超稳定激光器迈出的基本一步，特别是低噪声传感和高精度计量。
2021-03-03 physics.app-ph physics.optics
High-sensitivity frequency modulation CARS with a compact and fast tunable fiber-based light source
提出了一种利用光纤光源实现频率调制相干反斯托克斯拉曼散射（FM CARS）的方法。利用该光源，可以通过仅5 ms内的波长调谐来解决700 cm $^{-1}$和3200 cm $^{-1}$之间的拉曼共振，这允许使用帧到帧波长切换进行FM CARS测量。此外，通过纤维光学集成了高灵敏度FM CARS测量功能，以保持稳定可靠的操作。该光源实现了FM CARS测量，在锁定放大器（LIA）带宽为1 Hz时，灵敏度提高了40倍。对于在1 MHz LIA带宽下进行帧到帧波长切换的快速成像，可以验证18倍的对比度增强，使该光源成为医疗诊断或环境传感的常规和实验室外FM CARS测量的理想选择。
2021-06-16 physics.ins-det physics.optics
Transport Model for the Propagation of Partially-Coherent, Polarization-Gradient Vector Beams
本文将单色光束弯曲传输模型扩展至部分相干多色情况，通过重新定义统计量并提出新的线偏振梯度定义，预测了光束曲率随退偏振消失，并推广了广义Stokes参数的传输结果。
2023-01-10 physics.optics
Geometric Phases in Optics: Polarization of Light Propagating in Helical Optical Fibers
本研究针对螺旋单模光纤中传播的光，推导了偏振特性、斯托克斯参数及光学几何相位（GPIO）的解析表达式，分析了曲率、扭转、双折射、参数波动等因素的影响及GPIO与庞加莱球立体角的关系。
2024-10-07 physics.optics quant-ph
Enhanced Control of Transient Raman Scattering Using Buffered Hydrogen in Hollow-Core PCF
许多关于拉曼活性气体和惰性气体混合物中受激拉曼散射的报告表明，添加色散缓冲气体会增加高阶斯托克斯和反斯托克斯边带的相位失配，导致优先转换到前几个斯托克斯线，伴随着由于与缓冲气体分子碰撞而导致的拉曼增益显着降低。在这里，我们报告，提供的色散可以精确控制，有效的拉曼增益充气空芯光子晶体光纤（PCF）实际上可以显着增强时，缓冲气体的加入。当相互作用场之间的非线性耦合很强时，这种违反直觉的行为就会发生，并且可以导致与纯拉曼活性气体类似的性能，但总气压要低得多，从而可以抑制竞争效应，如拉曼反向散射。我们报告在所有发射的边带的高模态纯度，随着反斯托克斯转换效率高达5%，在可见光和2%的紫外线。结果指出，一类新的气体基波导器件中的压力可调谐的非线性光学响应，有益地调整通过添加其他气体。
2017-06-23 physics.optics
Laser-induced anti-Stokes fluorescence cooling of ytterbium-doped silica glass by more than 6 Kelvin
固体的激光冷却是在相干激光照射材料时实现的，并且热量通过产生的反斯托克斯荧光提取。在过去的一年中，净固体激光冷却首次在掺镱石英玻璃中在体样品和光纤中得到成功证明。在这里，我们将以前发表的结果提高了一个数量级，并报告了低于环境温度的6K以上的冷却。这一结果是迄今为止我们所知的石英玻璃的固体激光冷却中达到的最低温度。我们提出的细节上进行的实验，使用20 W的激光器在1035 nm波长和温度测量使用热摄像机和差分发光测温技术。
2020-11-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Artificial Intelligence Enabled Spectral Reconfigurable Fiber Laser
人工智能和激光的结合为形成具有突破性功能的智能光源提供了强大的方法。基于多模光纤中光的光谱空间操控，研制了一种超宽带可重构和可编程光谱的拉曼光纤激光器。所提出的光纤激光器使用级联受激拉曼散射的非线性增益，瑞利散射的随机分布反馈，和基于MMF的智能光谱滤波器的点反馈。通过由遗传算法控制的波前成形，选择波长的光可以聚焦在MMF中，形成滤波器，该滤波器与激光器的有源部分一起以高自由度主动地成形输出光谱。我们实现了级联RFL的任意频谱整形（例如，通过调整泵浦功率和智能滤波器的自动优化，可以实现从1阶到3阶斯托克斯发射的连续可调谐单波长和多波长激光器（具有可定制的线宽、模式分离和功率分布）。我们的研究在具有多本征模和非线性增益的光纤平台中使用人工智能控制的光操纵，将空间控制映射到光谱域，并将MMF中光的线性控制扩展到主动光发射，这对于光通信，传感和光谱学的应用具有重要意义。
2022-04-11 cs.SY eess.SY physics.app-ph
High-resolution multimodal flexible coherent Raman endoscope
相干拉曼散射显微镜是一种快速、无标记和化学特异性的成像技术，在未来的体内光学组织学研究中具有很高的潜力。然而，由于吸收和散射，其进入组织的成像深度限于亚毫米范围。在光纤内窥镜系统中进行相干拉曼成像是对活体组织内部进行深入成像并提供当前显微镜工具无法获得的信息的关键步骤。然而，相干拉曼内窥镜的发展一直受到光纤传输激发脉冲和信号收集中的几个问题的阻碍。在这里，我们提出了一个灵活的，紧凑的，多模式的非线性内窥镜（4.2毫米外径，71毫米刚性长度）的基础上共振扫描空芯Kagomé晶格双包层光纤。光纤设计允许通过同一光纤无失真、无背景地传输飞秒激发脉冲和反向收集非线性信号。通过将微型物镜与插入光纤芯中的二氧化硅微球透镜组合，使得亚微米空间分辨率与大视场成为可能。我们实现了相干反斯托克斯拉曼散射、双光子荧光和二次谐波产生成像，分辨率为0.8 μm，视场为320 μm，成像速率为0.8帧/秒。这些结果为术中无标记成像应用于实时组织病理学诊断和手术指导铺平了道路。
2017-08-11 physics.med-ph physics.optics
