Impulsive rotational Raman scattering of N2 by a remote "air laser" in femtosecond laser filament
我们报告的脉冲旋转拉曼散射的实验实现中性氮分子在飞秒激光灯丝使用强烈的自诱导白光播种“空气激光器”期间产生的800 nm的钛：蓝宝石激光器在氮气中的执行。观察到脉冲旋转拉曼指纹信号，最大转换效率为~ 0.8%。我们的观测结果为利用分子的旋转拉曼散射对大气中化学物种进行远程识别和定位提供了一条很有前途的途径。
2014-02-22 physics.optics
Ice thickness measurements by Raman scattering
一个紧凑的拉曼激光雷达系统与光谱仪用于快速冰厚度测量。冰和液态水的拉曼光谱之间的差异被用来定位冰-水界面，而弹性散射用于空气-冰表面检测。这种方法产生的误差只有2毫米的80毫米厚的冰样品，这表明它是有前途的快速非接触测量技术在现场实验。
2014-04-18 physics.optics
Spontaneous and Stimulated Raman Scattering near Metal Nanostructures in the Ultrafast, High-Intensity regime
拉曼散射中包含原子反转可以显着改变等离子体环境中的场动力学。我们的计算表明，大的本地字段和飞秒脉冲相结合，以产生：（i）内的热点人口反转;（ii）增益饱和;和（iii）转换效率的特征在于开关式过渡到受激制度，跨越12个数量级。虽然在拉曼散射原子反转通常被忽略，我们证明，在某些情况下，充分考虑的动力学的布洛赫矢量是必需的。
2013-05-02 physics.optics
Effects of Raman scattering and attenuation in silica fiber-based parametric frequency conversion
布拉格散射（BS）形式的四波混频已经被预测为能够通过解析量子方法实现量子噪声较少的频率转换。使用一个半经典的量子噪声的描述，占损失和受激和自发拉曼散射，这是目前没有描述在现有的量子方法，我们量化的转换效率和BS的量子噪声特性方面的诱导噪声系数（NF）的影响，这些影响。我们给出了一个近似的封闭形式的BS转换效率，包括损失和受激拉曼散射的表达式，我们推导出明确的表达式拉曼诱导NF从这里使用的半经典方法。
2017-01-04 physics.optics
Systematic control of Raman scattering with topologically induced chirality of light
众所周知，斯托克斯拉曼散射是一种特别强大的非线性，几乎发生在每种材料中，光谱由材料定义，强度取决于材料和光强度。这种普遍性使其成为光谱学中不可或缺的工具，但在一些应用中也成为噪声或寄生发射的顽固来源。在这里，我们表明，轨道角动量携带的光束经历自旋轨道相互作用，可以从根本上改变拉曼散射的选择规则。这使得能够简单地通过控制光的拓扑电荷来定制其光谱形状（超过给定材料中的拉曼位移的一半）以及强度（大约100倍），这是在期望调制拉曼散射的众多应用中的实用能力。
2021-08-06 physics.optics
One-dimensional plasmonic hotspots located between silver nanowire dimers evaluated by surface-enhanced resonance Raman scattering
表面增强共振拉曼散射（SERRS）的热点位于等离子体纳米颗粒（NP）二聚体的间隙或裂缝处的1nm内。我们展示了SERRS热点与体积在一维扩展数万倍相比，标准的零维热点使用间隙或缝隙的等离子体纳米线（NW）二聚体。
2017-01-04 physics.optics
Inverse Raman Scattering in Silicon
受激拉曼散射是一种众所周知的非线性过程，可以利用它在各种介质中产生光学增益。这种效应已被用于生产第一个硅基激光器和高增益放大器。有趣的是，拉曼效应也可以通过称为逆拉曼散射（IRS）的必然过程产生强度相关的非线性损耗。在这里，我们展示了硅中的IRS--一种通过光学产生的自由载流子的存在而进行实质性修改的过程--在泵浦强度为4 GW/cm^2的情况下实现了>15 dB的衰减水平。具有讽刺意味的是，我们发现，自由载流子吸收，抑制硅中的其他非线性效应的不利影响，实际上有利于IRS延迟相干反斯托克斯拉曼散射的污染的发病。载流子允许在宽的强度范围内显著的IRS衰减。硅基IRS可用于制造芯片级波分复用器、光信号逆变器和快速光开关。
2008-10-10 physics.optics
Phase locking of two independent degenerate coherent anti-Stokes Raman scattering processes
我们提出了一个优雅的计划，实现相位锁定的两个独立的简并相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）过程。光学实现涉及修改后的马赫-曾德尔干涉仪，该干涉仪用于将相位相干性从三个完全不相关的激光束转移到两个简并CARS光束中，这两个简并CARS光束独立地产生于两个不同的拉曼活性样品中。这种相位输运干涉仪允许明确的测量和控制的相位差之间的两个锁相简并CARS过程，因此可能会导致在其他相关的研究领域的应用。
2008-12-25 physics.optics
Resonant Raman Scattering from Silicon Nanoparticles Enhanced by Magnetic Response
高折射率介电纳米粒子的光学响应的增强归因于它们的Mie型磁共振和电共振的激发。在这里，我们研究了晶体硅纳米粒子的拉曼散射，并揭示了磁偶极子模式有更强的散射比相同的顺序的电模式的影响。我们实验证明了140倍的增强拉曼信号从个别硅球形纳米粒子在磁偶极共振。我们的研究结果证实了亚波长介电纳米颗粒的光致磁响应对于增强光-物质相互作用的重要性。
2016-01-14 physics.optics
Single-Shot Two Dimensional Time Resolved Coherent Anti Stokes Raman Scattering
单次时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）是一种快速测量分子光谱的可行方法。该方法基于飞秒脉冲的短空间扩展，并将脉冲之间的时间延迟映射到宽光束之间的交叉区域上。所发射的CARS信号的图像包含关于无场分子动力学的全部时间信息，从中提取光谱信息。该方法被证明对液体样品的CHBr 3和CHCl 3和这些分子的低振动态的拉曼光谱进行测量。
2006-12-06 physics.optics
Broadband coherent Raman scattering spectroscopy at 50,000,000 spectra/s
研究通过开发基于锁模Yb光纤激光器的时间拉伸相干拉曼散射光谱学系统，将测量速率提升至50 MSpectra/s，较先前技术提高500倍，实现了对有机化合物分子指纹区的高效宽带激发与灵敏检测。
2023-05-08 physics.optics
Theoretical estimation of stimulated and spontaneous Raman signals in Raman microscopy
本研究针对受激拉曼散射显微术理论不完善的问题，提出了与物镜数值孔径无关的自发拉曼信号和SRS信号理论估算方法，验证了其与现有方法的一致性，并明确了SRS加速因子的物理意义。
2024-03-08 physics.optics
Resonant enhancement of Raman scattering in metamaterials with hybrid electromagnetic and plasmonic resonances
研究了一种由（Al/ZnS/Al）薄膜组成的三层超材料的完美光吸收体，该超材料的顶部铝层被图案化为圆盘纳米天线阵列，用于共振增强沉积在超材料上的C-60富勒烯分子的拉曼散射。超材料被设计为具有由于在拉曼泵浦频率（725 nm）处的等离子体和电磁共振而产生的共振带以及斯托克斯发射带。从C60的拉曼散射的超材料与共振匹配的频带被测量到增强一个数量级以上的非共振吸收带峰值在1090 nm的超材料从C60。由于与传播的表面等离子体激元带的共振，拉曼泵浦被显著增强，而高阻抗匹配的电磁共振被期望有效地耦合出拉曼发射。通过数值模拟研究了等离子体共振和电磁共振形成复合共振的性质和杂交。
2016-03-08 physics.optics
Enhancement of inherent Raman scattering in dielectric nanostructures with electric and magnetic Mie resonances
介电纳米结构中的共振增强拉曼散射最近被证明是发展纳米测温和实验测定其模式组成的有效工具。在本文中，我们开发了一个严格的分析理论的基础上的格林函数方法来计算的拉曼发射晶体高指数介电纳米粒子。作为一个例子，我们考虑硅纳米粒子，由于活跃的光学声子模式具有很强的拉曼响应。我们将拉曼信号发射的增强与纳米颗粒内部Mie模的激发引起的Purcell效应联系起来。我们还采用数值方法计算非弹性拉曼发射在更复杂的几何形状，这不允许一个简单的分析形式的格林函数描述。从硅纳米盘的拉曼响应进行了分析，在所提出的方法，并揭示了各种米氏模式的贡献。
2017-09-22 physics.optics
Direct imaging of molecular symmetry by coherent anti-Stokes Raman scattering
非线性光学方法，如相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）和受激拉曼散射（SRS），能够执行无标记成像，具有化学键特异性。在这里，我们证明了圆偏振光的使用允许检索不仅是化学性质，但也探测样品的对称性，在一个Single Shot测量。我们的mathy-resolved方案提供了简单的访问本地组织的振动键，并因此提供了增强的图像对比度的各向异性样品，以及改进的化学选择性。我们量化了晶体和生物样品上振动键的局部组织，从而提供了自发拉曼和SRS技术无法获得的新信息。这项工作代表了一种新的振动显微镜的光学分辨对比度，在生物诊断中具有潜在的应用。
2015-11-13 physics.optics
Raman Laser Switching Induced by Cascaded Light Scattering
我们发现，在多模拉曼激光器中，级联光散射（CLS）不仅扩展了光学频率范围，而且还可以调制激光动力学。这种现象的起源是基于这样的事实，即许多拉曼激光模式直接相关通过CLS。耦合模方程仅描述单模级联拉曼激光器，不足以描述多模情况。在这项工作中，我们引入额外的条款来解释模式间的相互作用，从而揭示模式切换现象背后的物理机制。此外，模式切换控制单独由一个单一的模式泵回音壁模式（WGM）的石英拉曼激光器被证明。随着腔内泵浦功率的增加，同一模族中两个相邻的WGM之间发生激光开关。
2019-09-15 physics.optics
Shape sensitive Raman scattering from Nano-particles
我们调查的相互作用的形状变化和局部表面等离子体在小的金属颗粒与潜在的一个大的增强拉曼信号从粒子自身的振动。该框架是一个几何的，我们研究的振动运动过程中的几何因素的变化。所得到的横截面被发现是一个可检测的数量级，但远小于弹性横截面。
2016-01-24 physics.optics
Influence of the Raman depolarisation ratio on far-field radiation patterns in coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy
提出了一种全矢量数值方法研究相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微镜的远场辐射模式。我们强调所观察到的介质的拉曼去偏振比的特殊作用，并显示它如何修改薄物体的辐射图案。
2006-10-06 physics.bio-ph physics.optics
Enhanced Raman scattering mediated by large wave-vector surface plasmon polaritons
研究了由波矢远大于光的表面等离子体激元介导的表面增强拉曼散射。这些极化激元的激发和有效的拉曼散射，由于低群速度和电场本地化的表面的情况下，两个附近的表面进行了讨论。拉曼散射不仅取决于分子所看到的电场的强度，而且还取决于表面等离子体激元态密度。
2012-02-20 physics.chem-ph physics.optics
Low frequency coherent Raman imaging robust to optical scattering
本文提出一种对光学散射具有高鲁棒性的低频干涉式脉冲受激拉曼散射（ISRS）成像方法，解决了散射导致泵浦脉冲污染并阻碍光谱提取的问题，在复杂散射样品中仍能获得高信噪比的拉曼光谱。
2024-02-10 physics.chem-ph physics.optics
Stimulated Raman scattering cascade spanning the wavelength range of 523 to 1750~nm using a graded-index multimode optical fiber
我们报告的拉曼级联跨越523至1750 nm波长范围的波长范围内，在一个标准的电信梯度折射率多模光纤的产生。尽管泵浦具有高度多模性质，但拉曼峰在光纤的特定模式中产生，从而证实了受激拉曼散射过程期间的基本光束净化。
2013-07-16 nlin.PS physics.optics
Stimulated Raman scattering in an optical parametric oscillator based on periodically poled MgO-doped stoichiometric LiTaO3
观察了基于掺MgO周期极化化学计量比钽酸锂晶体的单共振光参量振荡器的光谱随泵浦功率的演化。分析了非线性晶体中受激喇曼散射级联喇曼激光的产生。观察到并理解了寄生倍频和和频产生现象。腔内拉曼散射的强烈减少是通过仔细调整腔损耗获得的。
2009-02-20 physics.ins-det physics.optics
Interference spectroscopy with coherent anti-Stokes Raman scattering of noisy broadband pulses
我们提出了一种新的技术比较两个拉曼活性样品。该方法利用了具有噪声光谱的宽带激光脉冲的相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）产生的信号的光学干涉。它不需要光谱分辨检测，也不需要有关样品拉曼光谱或入射光光谱的先验知识。我们从理论上研究了所提出的方法，并在甲苯和邻二甲苯样品上进行了原理验证实验。
2011-04-06 physics.optics quant-ph
Backward Raman scattering in a relativistic electron beam and intense THz light
提出了一种新型的太赫兹激光器。通过可见光激光和相对论电子束之间的后向拉曼散射发射相干太赫兹光。确定了激光强度和电子束密度的阈值条件。该方案可能导致最强的太赫兹相干光源之一。
2020-03-04 physics.optics physics.plasm-ph
On cavity-and-surface enhanced Raman scattering from metamaterial shells
在本文中，我们从理论上表明，拉曼散射的核-壳微米或亚微米粒子与ε-近零的超材料外壳和二氧化硅球形或圆柱形的核心可以结合腔增强和表面增强拉曼散射的有用功能。腔共振与等离子体共振一起导致元壳内部的场的巨大增强，所述元壳作为银或金纳米颗粒层来执行并且对于待检测的分子是可穿透的。这种方法导致有效体积（其中分子受到增强的电场的影响）和在该体积上平均的拉曼增益两者的显著增加。
2009-01-29 physics.ins-det physics.optics
Single-pulse stimulated Raman scattering spectroscopy
我们演示了使用单个飞秒脉冲的受激拉曼散射光谱的采集。高分辨率的振动光谱是通过使用频谱整形对宽带输入脉冲频谱中的窄带频率进行相移而获得的。通过检查与样品相互作用后在光谱中形成的振幅特征来解析振动光谱。使用这种技术，低频拉曼谱线（<100 cm ^-1）可以直接分辨。
2011-03-21 physics.chem-ph physics.optics
Bridging quantum mechanics and nonlinear optics in Raman scattering
Nikon Corporation（尼康公司）；Institute of Pure and Applied Science, University of Tsukuba（筑波大学纯应用科学研究所）；Department of Biosciences and Informatics, Faculty of Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学理工学部生物信息学科）
提出自发拉曼散射的理论框架，通过将自发拉曼散射视为由量子真空场引发的受激拉曼增益或损耗事件，从三阶非线性磁化率推导出自发拉曼截面，并预测了“自发拉曼损耗”现象，建立了与Kramers-Heisenberg-Dirac理论的严格联系。
2026-07-02 physics.optics quant-ph
Photon--Matter Quantum Correlations in Spontaneous Raman Scattering
我们开发了一个哈密顿形式主义，研究能量和位置/动量之间的相关性，一个单一的斯托克斯光子和一个单一的材料激发，作为一对在自发拉曼散射过程中创建。我们的方法可以直观地分离光谱线宽，色散，和收集角度对这些相关性的影响，我们比较模型的预测实验。这些结果对拉曼散射在依赖于光谱非纠缠光子和集体激发的量子协议中的应用具有重要意义。
2019-09-24 physics.optics quant-ph
Doppler-Raman crossover in resonant scattering
我们从理论上考虑光散射的谐振层，周期性地移动在现实空间中。在小的运动频率下，散射光谱揭示了由多普勒效应控制的频移。在较高的运动频率下，散射光谱获得源于拉曼效应的边带。我们调查这两个政权之间的交叉，并提出了一个现实的量子阱结构的观察。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Pondermotive potential and Backward Raman Scattering in dense quantum plasmas
研究了稠密量子等离子体在后向喇曼散射中的响应。当激发的朗缪尔波具有低波矢（高波矢）时，经典理论低估（高估）了后向喇曼散射系数。二阶量子微扰理论表明，有质动力势的二次谐波即使在单粒子运动中也会自然产生，这与经典等离子体相反。
2013-10-18 cond-mat.quant-gas physics.optics physics.plasm-ph
Inverse Design of Nanoparticles for Enhanced Raman Scattering
我们表明，金属谐振器的拓扑优化（TO）可以导致$\sim 10^2\times$的表面增强拉曼散射（SERS）效率的改善相比，传统的谐振结构，如领结天线。TO逆向设计导致了与传统设计非常不同的令人惊讶的结构，其同时优化了入射波的聚焦和拉曼偶极子的发射。我们认为孤立的金属颗粒以及更复杂的配置，如周期性的表面或谐振器耦合到介质波导，和TO的好处是更大的在后一种情况下。我们的研究结果的动机最近严格的上限拉曼散射增强，并阐明在何种程度上，这些界限是可以实现的。
2019-11-19 physics.app-ph physics.optics
Reducing spontaneous Raman scattering noise in high quantum bit rate QKD systems over optical fiber
我们研究了（a）长光纤链路中经典信号的自发拉曼散射导致在同一光纤中传输的量子信道中的显著拉曼噪声和（b）色散对高量子比特率QKD系统性能的影响。降低拉曼噪声的一种方法是降低经典信号功率。这可以通过使用相干调制格式和部署前向纠错技术来实现。此外，在电信波长处具有小拉曼增益的低损耗光纤使得多个量子信道和一个或几个经典信道能够以100 Gb/s的速率在数十公里（可能数百公里）上同时传输。
2017-12-16 physics.optics quant-ph
THz light source based on the two-stream instability and backward Raman scattering
提出了一种新的太赫兹光源方案。中等相对论性电子束中的朗缪尔波通过双流不稳定性激发，激发的朗缪尔波与可见光激光相互作用，通过喇曼散射产生太赫兹光。该方案利用阴极电子束和低强度红外激光，成本比传统技术低。
2020-03-04 physics.optics physics.plasm-ph
An ultra-fast method for gain and noise prediction of Raman amplifiers
提出了一种用于拉曼增益和噪声谱预测的机器学习方法：它保证了高精度（RMSE <0.4dB）和低计算复杂度，使其适合于未来光网络控制器的实时实现。
2019-05-02 eess.SP physics.optics
Relativistic electron beam, Backward Raman scattering and soft x-ray laser
提出了一种软X射线激光方案。强可见光激光和相对论电子束之间的后向喇曼散射通过多普勒频移产生软X射线。设想了最强的软X射线光源之一。
2020-03-04 physics.flu-dyn physics.optics physics.plasm-ph
Ehrenfest+R Dynamics II: A Semiclassical QED Framework for Raman Scattering
在以前的论文中，我们介绍了Eschlafest +R动力学的两个级别的系统，并显示了如何自发发射可以包括在其中，这样，平均后的Eschlafest +R轨迹的合奏，可以恢复相干和非相干的电磁场。在本论文中，我们现在表明，Eschlafest +R动力学也可以正确地描述拉曼散射，其功能是完全没有从标准Eschlafest动力学。与Kramers-Heisenberg-Dirac（KHD）理论相比，Escherifest +R动力学对于共振和非共振拉曼信号都是定量准确的。
2018-09-12 physics.chem-ph physics.optics
On the Experimental Estimation of Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) Cross Sections by Vibrational Pumping
本文对振动泵浦表面增强拉曼散射（SERS）截面的实验估计进行了深入的分析。本文强调了该技术的优点和缺点，指出了主要方面和局限性，并提供了基本的物理概念来解释实验结果。给出了几种常用SERS探针的实例，并对未来可能的发展进行了讨论。
2006-04-23 physics.chem-ph physics.optics
Near unity Raman $β$-factor of surface enhanced Raman scattering in a waveguide
分子振动对光的拉曼光的散射提供了一种强大的技术，通过分子的内部键和对称性来“指纹”分子。由于拉曼散射很弱，因此非常需要增强、引导和利用它的方法，例如通过使用光学腔、波导和表面增强拉曼散射（SERS）。虽然SERS通过将光定位在金属纳米结构中微小的“热点”内来提供显着的增强，但这些微小的相互作用体积仅对少数分子敏感，产生难以检测的微弱信号。在这里，我们表明，从4-氨基硫酚（4-ATP）分子键合到等离子体间隙波导的SERS被引导到一个单一的模式，效率>99%。虽然牺牲了一个限制尺寸，我们发现10 $^4$倍SERS增强在一个广泛的光谱范围内，使波导的更大的传感体积和非谐振模式。值得注意的是，波导SERS（W-SERS）足够明亮，可以对波导中的拉曼传输进行成像，从而暴露出纳米聚焦和Purcell效应的作用。从激光物理学模拟的$β$ -因子，近单位拉曼$β$ -因子观察暴露在一个新的光的SERS技术和点的替代路线来控制拉曼散射。W-SERS直接拉曼散射的能力与基于集成光子学的拉曼传感器相关，其应用于气体和生物传感以及医疗保健。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Realignment-enhanced coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) and three-dimensional imaging in anisotropic fluids
我们应用相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微术来表征液晶中的指向矢结构。
2008-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Stepwise quantum phonon pumping in plasmon-enhanced Raman scattering
等离子体增强拉曼散射（PERS）成为非线性时，声子泵浦和声子受激散射发挥作用。这是理解PERS及其光漂白行为的基础。通过将分子振动相干态量子化为声子数态，我们从理论上预言了PERS强度与激光功率的阶梯关系。实验证据是通过测量一个单层的孔雀石绿异硫氰酸酯分子夹在单独的金纳米球平面天线，在径向偏振激光激发的亚微瓦功率。
2017-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Raman scattering due to a one-magnon excitation process in ${\rm MnV_2O_4}$
在尖晶石磁体${\rm MnV_2O_4}$中观察到低温下由于磁振子激发而产生的非常规拉曼光谱峰结构，其中通过几何挫挫实现非共线自旋态。我们提出了一种新的机制，诱导这样的拉曼散射过程由于一个非共线自旋态的单磁振子激发。通过考虑目前的单磁振子过程，可以很自然地解释在${\rm MnV_2O_4}$中实验观察到的散射的新特征，如选择规则和峰位置。我们还讨论了这种单磁振子过程可能存在于各种非共线自旋结构的材料中。
2010-12-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.optics
