A cavity optomechanical locking scheme based on the optical spring effect
提出了一种基于光弹簧效应的腔光机器件主动稳长和频率失谐锁定方案。该方案可以作为替代的Pound-Drever-Hall锁定技术，但相比之下，不需要信号处理的时间尺度上的腔衰减率。因此，它特别适合于稳定微腔，其中该时间尺度可以非常快。误差信号通过光学弹簧效应产生，即，色散耦合到腔内光场的纳米机械振荡器的失谐相关频移。我们解释了锁定的功能原理，并在带宽和增益曲线方面表征其性能。光学弹簧锁定方案可以在各种光学机械系统中在未分辨边带区域中不需要更大的努力而实现。
2020-04-10 physics.ins-det physics.optics
Injection locking of an electro-optomechanical device
腔光力学技术在精密传感领域取得了重大成就，包括探测引力波和将机械系统冷却到量子基态。最近，已经利用光机械相互作用中的固有非线性来探索同步效应，包括振荡器对经由光场递送的参考注入信号的自发锁定。在这里，我们提出了第一个示范的辐射压力驱动的光学机械系统锁定到一个惯性驱动器，与驱动提供了一个集成的电气接口。我们使用注入信号来抑制光机械振荡频率的漂移，在2 Hz偏移处将相位噪声大幅降低超过55 dBc/Hz。我们进一步采用注入音调谐振荡频率超过200万倍的窄线宽。此外，我们发现以前未报告的同步动态，使独立的惯性驱动器从光驱领域。最后，我们表明，我们的方法可以使一个单一的谐振器的不同的机械模式之间的光机械增益竞争的控制。电气接口允许增强的可扩展性，为未来的应用涉及注入锁定精密传感器阵列。
2017-09-01 physics.optics quant-ph
Injection locking of optomechanical oscillators via acoustic waves
注入锁定是一种强大的技术，用于振荡器网络的同步以及使用类似或其他类型的振荡器来控制各个振荡器的相位和频率。在这里，我们提出了第一个示范的注入锁定的辐射压力驱动的光机械振荡器（OMO）通过声波。与先前报道的技术（基于泵浦调制或调制的静电力的直接应用）相反，经由声波的OMO的注入锁定不需要光功率调制或与OMO的物理接触，并且它可以容易地在各种平台上实现。使用这种方法，我们已经锁定的相位和频率的两个不同的模式的微环形二氧化硅OMO的压电换能器（PZT）。我们已经表征了具有三种声激励配置的注入锁定OMO的行为，并且表明即使没有适当的声阻抗匹配，OMO也可以锁定到PZT并且在17 kHz以上调谐，其中仅向PZT馈送-30 dBm的RF功率。所提出的方法的高效率、简单性和可扩展性为一类新的光子系统铺平了道路，该光子系统依赖于多个OMO与单个或多个RF振荡器的同步，其应用于光通信、计量和传感。除了其实际应用之外，通过声波的注入锁定还可以用于量子光学力学的基础研究，其中OMO的热和光学隔离是至关重要的。
2017-12-08 physics.optics
Devil's Staircase in an Optomechanical Cavity
研究了光纤上光机械腔中的自激振荡。虽然当注入腔中的激光功率保持恒定时，SEO的相位随时间随机扩散，但是当激光功率随时间周期性调制时，可能发生锁相。我们研究了锁相对激光功率调制的幅度和频率的依赖性。我们发现，锁相可以诱导一个相对较低的调制幅度，提供的调制频率和SEO的频率之间的比率被调谐接近一个合理的数的相对较低的层次在Farey树。为了解释实验结果，理论上推导出一个一维的地图，它可以评估SEO阶段的时间演变。通过计算一维映射的绕组数，可以在调制幅度和调制频率的平面中映射锁相区域。理论预测和实验结果之间的比较产生部分协议。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Injection Locking and Noise Reduction of Resonant Tunneling Diode Terahertz Oscillator
研究了共振隧穿二极管太赫兹振荡器在小信号注入下的注入锁定特性。由于注入锁定，发射光谱的线宽从自由运行状态下的4.4 MHz急剧减小到小于120 mHz（HWHM）。我们通过实验确定了注入太赫兹波引起的天线注入电压的幅度。锁定范围与注入幅度成正比，与Adler模型一致。随着注入幅度的增加，功率谱中的噪声成分逐渐减少，表现为自由运行状态，而注入锁定成分则交替增加。噪声分量和注入锁定分量在与振荡幅度的$5\times10^{-4}$一样小的阈值注入幅度处具有相同的功率。这种阈值行为可以用马菲佐尼的一般极限环振子的噪声降低模型来定性地解释。
2021-01-13 physics.app-ph physics.optics
Gain-Assisted Optomechanical Position Locking of Metal/Dielectric Nanoshells in Optical Potentials
本研究通过理论与数值方法探究富染料银纳米壳的增益辅助光学力，发现对向传播高斯光束中存在非线性光捕获，高增益下可实现位置锁定，蓝失谐时会出现粒子引导效应，为增益辅助光力学提供新方向。
2025-02-21 physics.optics
Monolithically integrated circuits for Optical injection locking of ring lasers with QKD and QPSK applications
集成环形激光器的光注入锁定是未来的关键技术，但目前还缺乏实验验证。本文介绍了两种实验上实现环形激光器光注入锁定的单片集成光子电路。该电路为今后在量子密钥分发和相干通信中的应用奠定了基础
2023-01-09 physics.optics
Dynamics of soliton self-injection locking in a photonic chip-based microresonator
孤子微梳构成了芯片级的光学频率梳，并且具有影响从频率合成和电信到天文学的无数应用的潜力。通过将泵浦激光器自注入锁定到微谐振腔中来实现孤子的形成，大大放宽了对外部驱动激光器的要求。然而，迄今为止，这一进程的动态尚未得到充分理解。先前的自注入锁定模型无法解释足够大的失谐，孤子形成的关键。在这里，我们开发了一个理论模型的自注入锁定的非线性微谐振器（非线性自注入锁定）的第一次，并表明，自和交叉相位调制的顺时针和逆时针光使孤子的形成。使用集成的孤子微梳直接检测的30 GHz的重复率，组成的DFB激光器自注入锁定到Si3N4微谐振器芯片，我们研究了孤子形成动力学通过自注入锁定，以及重复率的演变，实验。我们揭示了微谐振腔中的克尔非线性显著地改变了锁定动力学，使激光发射频率红失谐。我们提出并实现了一种新的技术，用于测量非线性频率调谐曲线和实时观察微梳状态切换。
2020-11-20 nlin.PS physics.app-ph physics.optics
Numerical investigation into the injection-locking phenomena of gain switched lasers for optical frequency comb generation
我们提出了详细的数值模拟的激光动力学描述光学频率梳的形成注入锁定增益开关激光器。考虑随机载流子复合和自发发射的半导体激光器的速率方程足以描述增益开关激光器的注入锁定行为，并且我们展示了光学频率梳是如何从自由运行状态开始，一直到最终的注入锁定状态。与连续波激光器的锁定，我们表明，增益开关激光器的锁定范围是相当大的，因为注入锁定可以通过注入在频率接近的梳状线之一。梳状线的质量正式评估通过计算FM噪声谱密度，我们表明，在注入锁定条件下的FM噪声谱密度的梳状线趋于脉泽激光器。
2015-03-26 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
Low noise resonant amplification by optical injection-locking and residual phase noise cancellation
Boulder Research Labs, IMRA America, Inc.（IMRA美国公司博尔德研究实验室）
本文提出一种结合注入锁频与残余相位噪声抵消的低噪声高增益共振光学放大器，通过商业半导体激光器实现弱参考信号的谱纯度保持，有效降低相位噪声至38dB。
2026-04-20 physics.optics
Injection locking of a semiconductor laser to a multi-frequency reference beam
注入锁定是用于相干光放大的公知且常用的方法。通常注入锁定是用单频种子光束完成的。在这项工作中，我们表明，注入锁定的情况下，也可以实现多频种子光束时，从激光器提供足够的频率滤波。一个相关的参数原来是自由运行的从激光器和每个注入的频率分量之间的频率失谐。稳定的选择性锁定到一组分离的$1.2\,$ GHz的三个组件获得0和$1.5\,$ GHz之间的（正）失谐值取决于播种功率（范围从10到150微瓦）。这一结果表明，使用不同的从激光器为每条线，一组相互相干的窄线宽高功率辐射模式可以获得。
2013-11-22 physics.optics quant-ph
Numerical study of solitonic pulse generation in the self-injection locking regime at normal and anomalous group velocity dispersion
建立了描述自注入锁定机制中频率梳产生过程的原始模型，并对该过程进行了数值模拟，数值研究了反常群速度色散下自注入锁定机制中耗散克尔孤子的产生。不同制度的孤子激发依赖于锁定相位，后向散射参数和泵浦功率被确定。同时提出并数值证实了自注入锁定可能为正常群速度色散下频率梳的产生提供一种简便的方法。对陈词滥调的生成进行了详细的论证和研究。找到了提供格子激发的参数范围。
2021-04-16 nlin.PS physics.optics
Theory of Optomechanical Locking in Driven-Dissipative Coupled Polariton Condensates
本文理论上研究了固定机械谐波驱动下两个耦合极化激元凝聚体的同步锁定，发现异步锁定相位及阿诺德舌头，并揭示了法里序列导致的魔鬼阶梯失谐，且相互作用有助于实现该锁定。
2024-04-18 cond-mat.other nlin.CD 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
RF Injection Locking of THz Metasurface Quantum-Cascade VECSEL
本文通过射频注入锁定技术，实现了太赫兹量子级联垂直外腔面发射激光器的往返频率锁定，并将光谱从14 GHz展宽至约100 GHz，为主动锁模和皮秒脉冲产生奠定基础。
2023-01-12 physics.optics
Frequency comb injection locking of mode locked lasers
在弱注入区，解决了被动锁模孤子激光器脉冲训练与外注入脉冲训练的双频同步问题。源和目标频率梳通过间隔和偏移频率失配来区分。锁定图映射失配参数空间中的域，其中梳状结构的稳定锁定是可能的。我们分析了锁定行为对源脉冲和目标脉冲的相对频率和啁啾的依赖性，以及相对偏移频率必须主动稳定的条件。锁定稳态的特征在于固定的源-目标时间和映射锁定域的相移。
2012-12-18 nlin.CD physics.optics
Injection Locking of Optoelectronic Oscillators with Large Delay
光电振荡器是一种延迟线振荡器，利用光纤技术实现低相位噪声系统所需的大延迟。寄生侧模是延迟线振荡器的伪像，然而光电振荡器的注入锁定的处理依赖于仅对单模振荡器有效的经典注入锁定理论的应用。由光纤延迟线贡献的大延迟由经典理论仅部分地通过品质因数Q来解释，所述品质因子Q捕获振荡频率附近的往返群延迟。本文提出了一种新的配方的时间延迟振荡器受到注入，描述了所有的基本特征，他们的动态和相位噪声。去掉了通常的单模振荡器和弱注入的假设。这对于正确预测锁定范围、边模抑制和相位噪声谱是很重要的。分析的结果进行了验证，由外部源注入下的光电振荡器提供的实验测量。
2021-10-25 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
Optical injection locking of white light cavity based superluminal lasers
Tel-Aviv University（特拉维夫大学）；Northwestern University（西北大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
该研究分析白光腔（WLC）激光器的光注入锁定特性，推导其稳态锁定范围与动态阿德勒方程，发现其锁定范围和动态响应速度均显著优于传统激光器，具有潜在应用价值。
2026-08-25 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
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
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
Photon-driven broadband emission and RF injection locking of THz quantum cascade laser frequency combs
我们提出了均匀的量子级联激光器（QCL）发射约3太赫兹，显示带宽高达950 GHz的一个稳定的节拍。器件在谐波梳状状态下自发工作，并且当处于密集模式状态时，它们可以注入锁定在腔往返频率处，具有低至-55 dBm的非常小的RF功率。当在负微分电阻的电不稳定区域中操作时，该器件显示超过1.83 THz（$Δf/f=50\%$）的超宽带操作，具有高相位噪声，表现出自持的周期性电压振荡。低CW阈值（115 A $\cdot$ cm $^{-2}$）和宽带梳状操作（$Δf/f=25\%$）使这些源极适合片上频率梳应用。
2019-12-02 physics.app-ph physics.optics
Self-Injection Locking and Phase-Locked States in Microresonator-Based Optical Frequency Combs
基于微谐振器的光学频率梳在过去几年中已经成为广泛研究的主题。已经提出了几个理论模型的梳生成，但是，他们没有全面解决实验结果，显示了各种独立的梳生成机制。在这里，我们提出了频域实验，照亮的过渡到相位锁定状态的微梳，这表明梳状模式的合奏之间的注入锁定的特性。此外，我们证明了存在的等距光学频率梳是相位稳定的，但与非确定性的相位关系之间的个别梳模式。
2013-07-15 physics.optics
Injection locking of quantum dot microlasers operating in the few photon regime
在腔量子电动力学（cQED）机制下，对量子点（QD）微激光器的注入锁定进行了实验和理论研究。我们观察到频率锁定和相位锁定，腔增强自发发射，使同时稳定振荡的主频率和孤立频率的从微激光器。二阶自相关函数的测量证明了这种同时存在的主辐射和从辐射，其中前者与$g^{(2)}(0)=1$具有相干特性，而后者与$g^{(2)}(0)=2$具有热特性。半经典速率方程通过腔增强的自发发射和激光模式中的低光子数解释了这种奇特的行为。
2016-11-02 physics.optics quant-ph
Amplification of nanosecond laser pulse chain via dynamic injection locking of laser diode
报道了一种新的用于高速波长开关的纳秒激光脉冲产生方法，在自由运转条件下，从激光二极管相对于主激光器产生几十GHz的蓝失谐.通过用尾纤电光强度调制器调制连续波主激光器产生的ns脉冲链被注入到从激光二极管中，以快速来回切换从激光器的波长。从激光器的输出光束经温控标准具滤波后得到放大脉冲链。基于我们的动态注入锁定方案，我们产生了一个ns尺度的方脉冲链，有效的ON/OFF比为10^8，考虑到至少60 dB的散射抑制，通过调谐光-原子相互作用与远共振失谐和26.7 dB的抑制比的标准具。通过研究注入锁定的动态过程，确定了注入锁定对注入功率和频率失调的依赖关系。
2016-12-03 physics.atom-ph 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
Terahertz amplification by injection locking of waveguide resonant tunneling diode
针对太赫兹振荡器难以兼顾高功率与低相位噪声的问题，提出利用双波长布里渊激光器对波导共振隧穿二极管进行注入锁定的混合方案，在260 GHz下实现40 dB增益并验证了低相位噪声特性。
2025-09-17 physics.app-ph physics.optics
Injection locking of a high power ultraviolet laser diode for laser cooling of ytterbium atoms
研制了一套波长为399 nm的高功率紫外激光二极管激光冷却镱原子的激光系统。该系统由一个外腔激光二极管和另一个激光二极管组成，外腔激光二极管提供40 mW的稳频输出，另一个激光二极管通过注入锁定将激光功率放大到220 mW。用于优化我们的注入锁定的系统方法也可以应用于任何其他波长的高功率光源。该系统不依赖于复杂的非线性倍频，对实现可传输的光晶格钟具有重要意义，对凝聚态物理和利用冷原子进行量子信息处理的研究也有重要意义。
2014-12-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
WGMR Self-Injection Locking Method Based on Enhanced Optical Feedback with Auxiliary Prism
本文提出用单个镀膜辅助棱镜增强晶体WGMR腔内光反馈，使反馈强度较瑞利散射提高百倍以上，实现7 Hz瞬时线宽、8 GHz锁定范围和-152 dBc/Hz@10MHz相对强度噪声，为自注入锁定提供小型化方案。
2024-03-19 physics.optics
Coherent injection locking of quantum cascade laser frequency combs
量子级联激光器（QCL）频率梳是一个有前途的候选人，化学传感和生物医学诊断，只需要几毫秒的采集时间来记录吸收光谱，没有任何移动部件。它们采用电泵浦，占地面积小，是片上集成的理想平台。到目前为止，光反馈对QCL中频率梳的产生是致命的，并且破坏了模间相干性。这一性质对可能的积分度施加了严格的限制。在这里，我们演示了相干注入锁定的重复频率稳定的RF振荡器。我们首次证明了注入锁定QCL的频谱可以被锁相，从而产生频率梳。我们表明注入锁定不仅是一种全电稳频的通用工具，而且可以减轻光反馈对频率梳的致命影响。一个由注入锁定双梳芯片组成的自检测双梳原型装置，透镜和反射镜展示了片上双梳光谱学的巨大潜力。这些结果为小型化和全固态中红外光谱仪铺平了道路。
2018-08-20 physics.optics
Self-injection locking dynamics with Raman actions in AlN microresonators
Tsinghua University（清华大学）；University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）
本研究在AlN微谐振器中实现了非线性自注入锁定，产生受激发拉曼激光和微梳，展示了高功率输出和低线宽特性，为非线性光声相互作用研究提供新平台。
2025-02-16 physics.app-ph physics.optics
Injection-locking of violet laser diodes with a 3.2GHz offset frequency for driving Raman transitions in 43Ca+
采用光注入锁定技术，将两个连续运转的单模紫光（397 nm）半导体激光器锁定到一个外腔半导体激光器上。双通1.6GHz声光调制器用于在两个从激光器之间提供3.2GHz的偏移频率。在室温下，每个从光束的可用输出高达20 mW，注入功率低至25 μW。用光学外差法测量了两个从光束之间的拍音，在3.2GHz处测得线宽≤ 10 Hz。我们还估计，自由运行的线宽的主激光器约为3 MHz，光学外差与类似的设备。
2012-12-26 physics.atom-ph physics.optics
Monitoring and active stabilization of laser injection locking using beam ellipticity
提出基于传感输出光束椭圆度变化来稳定激光注入锁定的方法，无需修改商用激光器内部结构，可增加无跳模调谐范围并填补低噪声激光行业空白。
2023-07-11 physics.atom-ph 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
Sideband Injection Locking in Microresonator Frequency Combs
本文实验研究了微谐振腔孤子频率梳的边带注入锁定，推导出锁定范围与重复频率控制的解析标度定律，并演示了光学频率分频及相位噪声降低三个数量级，为低噪声微波产生和紧凑光学时钟设计提供指导。
2023-10-19 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
Active control of a diode laser with injection locking
本研究提出一种基于注入锁定的二极管激光器主动稳定方法，借助窄线宽激光滤波器增强的光电探测与主动反馈，无需大型设备即可同时实现高光谱纯度与低强度噪声，可简化其在集成光学系统中的应用。
2021-05-24 physics.ins-det 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
Laser injection locking and nanophotonic spectral translation of electro-optic frequency combs
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Maryland（马里兰大学）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（NIST/马里兰大学联合量子研究所）
本文提出利用激光注入锁频技术提升电光频梳信噪比，并结合纳米光子频谱转换扩展其波长范围，为量子传感器等应用提供高性能解决方案。
2025-04-30 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
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
Synchronization in an Optomechanical Cavity
研究了光纤上光机械腔中的自激振荡。当注入腔中的光功率被周期性调制时，观察到同步。基于Fokker-Planck方程的理论分析评估了自振荡机械谐振器的预期相空间分布（PSD）。采用层析成像技术从测量的反射光功率中提取PSD。时间分辨的状态层析成像测量进行研究的相位扩散和相位锁定的SEO。实验确定了同步发生的失谐区域，并将结果与理论预测进行了比较。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Generating 500 mW for laser cooling of strontium atoms by injection locking a high power laser diode
我们报道了用于锶原子激光冷却的460.86 nm跃迁的500 mW光谱纯激光的产生。为此，我们注入一个高功率的单模激光二极管的光从稳定的扩展腔二极管激光器。为了优化和监控从二极管的注入状态和光谱纯度，我们开发了一种使用单个无源光学元件的新技术。窄带干涉滤波器产生合适的监测信号，而无需任何用于数据后处理的附加电子设备。我们的方法大大简化了注入锁定激光二极管的日常操作，并可以很容易地适应其他波长的利益。
2020-04-24 physics.atom-ph 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
Nonreciprocal Control of Spatiotemporal Floquet Dynamics in Levitated Optomechanical Arrays
Center for Quantum Technology Research and Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurements (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院量子技术研究中心与先进光电子量子架构及测量教育部重点实验室）；Beijing Key Laboratory of Quantum Matter State Control and Ultra-Precision Measurement Technology, School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院量子物质态控制与超精密测量技术北京市重点实验室）；Department of Applied Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学应用物理系）
该研究针对悬浮光机械阵列，利用非互易环实现了保持时间锁定的空间相位控制，揭示了空间相位漂移与光谱分裂的对应关系，为驱动光机械系统的时空动力学调控提供了新途径。
2026-10-16 physics.class-ph physics.optics
Hacking Quantum Key Distribution via Injection Locking
无条件的安全通信，被追求了几千年，然而，由于加密和黑客之间的持续竞争，还没有达到。量子密钥分发（QKD）利用量子力学的叠加和不可克隆的性质，通过结合克劳德·香农严格证明的一次一密算法，可以保证无条件的安全性。人们在构建实用化和商业化的QKD系统方面做了大量的努力，特别是诱饵态被用来检测针对单光子源漏洞的光子数分裂攻击，而测量设备无关（MDI）QKD进一步封闭了检测端的所有漏洞，使得QKD系统看起来有了实际的应用。在这里，我们提出并实验证明了一个MDI-QKD黑客策略的可信源的假设，通过使用注入锁定技术。Eve将随机选择的偏振态的近非共振光子注入发送者的激光器，只有当Eve的选择与发送者的状态匹配时，才能发生频率偏移的注入锁定。通过设置一个移动窗口，然后将光子的频率切换回来，Eve原则上可以在不终止实时QKD的情况下获得所有密钥。我们观察了注入光子的半导体激光器的动态特性，并获得了原始密钥的60.0%的黑客成功率。我们的研究结果表明，无条件安全的矛和盾的竞争可能会继续下去，直到所有潜在的漏洞被发现并最终关闭。
2020-03-04 physics.app-ph physics.optics quant-ph
High-power visible laser via injection locking to a photonic integrated circuit optical parametric oscillator
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（NIST/马里兰大学联合量子研究所）；Tsinghua University（清华大学）
本研究通过将商用可见光法布里-珀罗激光二极管注入锁定到Kerr光子集成电路光学参量振荡器，实现了高功率、低噪声且波长可调的635 nm相干可见光输出，输出功率约40 mW，频率噪声底限714 Hz²/Hz，锁定带宽≥1 GHz。
2026-09-24 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
Polarization purity for active stabilization of diode laser injection lock
二极管激光器的注入锁定通常用于放大低功率激光，但对激光器电流和温度的扰动极其敏感。为了对抗这种扰动，通常对注入锁定二极管的电流施加主动稳定。我们观察到，注入锁定时，二极管激光器的偏振消光比（PER）大大增加，因此PER提供了一个衡量注入锁定质量。我们报告强大的主动稳定的二极管激光器注入锁定PER的基础上，展示了在399 nm波长的注入锁定通常是不太稳定，比在较长的波长的技术。PER提供与标准PID伺服控制器兼容的反馈误差信号，除了通常用于注入锁定的光隔离器之外，不需要额外的光学组件，并且能够实现大的反馈带宽。
2021-06-12 physics.optics
Highly tunable repetition-rate multiplication of mode-locked lasers using all-fibre harmonic injection locking
高重复率的光脉冲序列已经被期望用于各种应用，诸如高比特率光通信、光子模数转换和多光子成像。直接从锁模振荡器产生多GHz和更高重复率的光脉冲序列通常具有挑战性。作为替代方案，谐波注入锁定可以应用于腔外重复率倍增（RRM）。在这里，我们研究了全光纤，高度可调谐谐波注入锁定脉冲RRM的操作条件和可实现的性能。我们表明，从激光器长度的轻微调谐，高度可调谐RRM是可能的，从2到>100的倍增因子。当乘以系数2时，得到的最大SMSR为41 dB。我们进一步表征的相位噪声和相对强度噪声的相乘信号的噪声特性。对于不同的乘法因子，乘法信号的绝对均方根定时抖动范围为20 fs至60 fs（10 kHz - 1 MHz）。凭借其高的可调谐性，简单和强大的全光纤实现，和低过量噪声，演示RRM系统可以找到不同的应用在微波光子学，光通信，光子模数转换，和时钟分配网络。
2018-09-17 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
Simulation of optoelectronic oscillator injection locking, pulling and spiking phenomena
本文基于时延积分微分方程理论，在Simulink中构建OEO注入锁定仿真模型，揭示多模振荡、边模及尖峰脉冲串等经典注入理论未涵盖的现象，并指出Leeson近似在尖峰现象中的失效。
2023-09-24 physics.ins-det physics.optics
