Interferometric method for the complete characterization of highly chirped ultrabroadband pulses
本文介绍了一种干涉测量方法，称为“啁啾外差干涉测量脉冲”（CHIMP），高（单调）啁啾超宽带光脉冲的完整表征。CHIMP通过一个简单的直接算法提供了啁啾测试脉冲（CTP）的光谱相关的群延迟色散（GDD），并通过二次谐波产生（SHG）模拟和实验测量的脉冲中心在800 nm，55 nm的带宽扩展到32 ps的1%的强度水平，对应于830的时间带宽积。
2016-12-26 physics.optics
Spectral compression of single-photon-level laser pulse
实验证明，在周期性极化的铌酸锂（PPLN）波导芯片中，单光子激光脉冲的带宽被压缩了58倍。利用啁啾单光子激光脉冲和相反啁啾的经典激光脉冲，通过和频产生新频率的窄带单光子脉冲。在我们的实验中，在1550 nm的单光子的频率和带宽同时转换。我们的结果标志着在近可见光窗口实现1550 nm量子通信和量子存储之间的相干光子接口的关键一步。
2016-12-07 physics.optics
Generation of Stable Peak-Power Similaritons through Gain-Managed Nonlinearity
本研究证明增益管理非线性放大机制可在有限增益带宽光纤中产生稳定高峰值功率相似子，实现能量十倍提升，推动高能超短脉冲激光技术发展。
2026-10-09 physics.optics
Narrow bandwidth Q-switched Erbium-doped fiber laser based on dynamic saturable absorption filtering effect
提出了一种利用自制的可饱和动态感生光栅（SDIG）实现窄谱宽掺铒光纤（EDF）激光器调Q的方法。SDIG同时集成了饱和吸收和光谱滤波效应，这是第一次通过理论分析和实验结果证实，尽我们所知。进一步的研究表明，调Q辐射的光谱宽度取决于SDIG的长度和泵浦源的输入功率。当SDIG长度为20 cm，抽运功率为250 mW时，获得了最宽谱宽约为29.1 pm的调Q脉冲，是FSA调Q光纤激光器中最宽带宽的脉冲。该方法提供了一种获得窄带宽调Q脉冲的简单方法，在非线性频率变换、多普勒激光雷达和相干组束等方面具有广阔的应用前景。
2020-07-21 physics.optics
Strong-coupling and high-bandwidth cavity electro-optic modulation for advanced pulse-comb synthesis
针对强耦合高带宽腔电光调制效应未充分探索的问题，提出通用脉冲梳合成框架，揭示其高阶非线性动力学与合成维度能带结构的联系，通过机器学习逆设计实现任意梳整形并将平坦度提升十倍，推动相关领域发展。
2025-08-25 physics.app-ph physics.optics
Spectral Bandwidth Reduction of Thomson Scattered Light by Pulse Chirping
基于非相干叠加汤姆逊散射框架下的单粒子跟踪，我们开发了一个完全相对论的三维数值程序，计算并量化了相对论电子束与聚焦的反向传播强激光场正面碰撞时的辐射特性.开发的代码已经根据解析表达式进行了基准测试，该解析表达式基于（1）中导出的激光场的平面波近似。对于足够长的持续时间的激光脉冲，我们发现，散射辐射光谱加宽，由于激光的脉冲性质所产生的干扰。研究表明，通过适当地啁啾散射激光脉冲，可以最小化光谱展宽。
2012-04-04 physics.acc-ph physics.optics
Broadband frequency conversion of ultrashort pulses using high-$Q$ metasurface cavities
使用高品质因数（$Q$ -factor）腔可以显著地增强光的频率转换。不幸的是，可实现的转换效率和转换带宽从根本上受到腔的时间带宽限制的限制，从而限制了它们在超短脉冲的频率转换中的使用。在这里，我们提出和数值演示和频生成的频率转换使用超表面为基础的腔体配置，可以克服这一限制。所提出的实验配置利用支持集体表面晶格共振（SLR）的周期性超颖表面的空间色散响应，并可用于超短脉冲的宽带频率转换。我们研究了等离子体超颖表面，支持高$Q$ SLR（$Q$ =500，线宽为2 nm）中心附近1000 nm，并证明非线性信号的~1000倍增强。此外，我们展示了宽带频率转换与泵浦转换带宽达到75 nm，一个值，大大超过了所研究的腔的线宽。我们的工作开辟了新的途径，利用高$Q$超颖表面也为宽带频率转换的光。
2021-10-26 physics.optics
Ultrafast pulse generation in a mode-locked Erbium chip waveguide laser
报道了大模面积（直径~ 50 μm）的氟锆酸铒玻璃导波激光器锁模输出~1550 nm的变换限制~180 fs脉冲。被动锁模振荡器产生的脉冲带宽为25 nm，重复频率为156 MHz，峰值功率为260 W。可扩展到更高的重复率证明了在1.3 GHz的变换限制410 fs的脉冲输出。为了理解宽光谱输出的起源，通过使用数值解Ginzburg-Landau方程来模拟激光腔。本文报道了一种超快激光器--刻写波导激光器。
2016-10-23 physics.optics
Ultimate accuracy limit of quantum pulse-compression ranging
雷达使用飞行时间测量来从其返回的往返距离延迟推断到远距离目标的距离。它们通常发射高时间带宽积波形，并使用脉冲压缩接收，以在峰值发射功率约束下同时实现令人满意的距离分辨率和距离精度。尽管有许多关于量子雷达的提议，但没有一个人描绘出测距精度的最终量子极限。我们通过连续时间量子分析得出了这一限制，并表明量子照明（QI）测距-一种量子脉冲压缩雷达，利用高时间带宽积传输信号脉冲和高时间带宽积保留空闲脉冲之间的纠缠-实现了这一限制。我们还表明，QI测距提供的均方距离延迟精度，可以是10的dB优于一个经典的脉冲压缩雷达的相同的脉冲带宽和发射能量。
2021-09-22 physics.optics quant-ph
Decadal bandwidth phase matching for frequency resolved optical gating from the near to the long wavelength infrared
超快激光脉冲使研究极端非线性过程成为可能。然而，这些实验中的许多需要电场的完全表征，这通常需要单独的参数光学过程。随着新光源的中心波长范围不断增加，对适合表征这些不同波长的非线性晶体的需求也在增加。在这里，我们报告使用多晶硒化锌作为一个通用的非线性晶体的频率分辨光学选通表征技术，从近到长波长的红外，能够相位匹配的二次谐波产生和频率产生超过十年的带宽，以及超宽带脉冲，所有这些都是晶体取向和输入偏振无关。由于大多数超快激光源都在这个波长范围内，这项工作展示了一种大大简化的方法，可以在中长波长红外线中进行超快脉冲表征。
2022-12-06 physics.optics
Design of efficient single stage chirped pulse difference frequency generation at 7 μm driven by a dual wavelength Ti:sapphire laser
提出了一种适用于双色钛宝石放大器系统的高能单级中红外差频发生器的设计。优化的混频过程是基于啁啾脉冲差频产生（CP-DFG），允许更高的转换效率，更大的带宽和减少的双光子吸收损耗。数值模拟包括脉冲展宽、啁啾脉冲差频产生和脉冲压缩。考虑了市售非线性晶体（GaSe，AgGaS 2，LiInSe 2，LiGaSe 2）的实际设计参数。与传统的钛宝石直接泵浦无啁啾差频光栅相比，量子效率提高了三倍。我们的CP-DFG方案在3 mJ泵浦下直接在7.2 μm处提供高达340 μJ的脉冲能量，并支持高达350 nm的带宽。由此产生的240 fs中红外脉冲具有固有的相位稳定性。
2013-11-04 physics.optics
Real-time reconstruction of intense, ultrafast laser pulses using deep learning
超快激光（$< 500$ fs）使激光物质相互作用的强度超过$10^{18} \rm{Wcm}^{-2}$只有毫焦耳的激光能量。然而，随着脉冲持续时间变短，需要更大的光谱带宽。增加带宽导致时间结构对光谱相位越来越敏感，然而测量激光脉冲的光谱相位是不平凡的。虽然光谱相位的直接测量不能使用平方可积分检测器完成，但相位信息可以通过测量非线性光学效应的光谱响应来重建。我们介绍了一种新的深度学习方法，使用广义非线性薛定谔方程和自相位调制，一种由材料传播产生的$χ_3$非线性。通过对脉冲在已知材料中传播的数值模拟训练神经网络，可以使用光谱变化的特征来重建光谱相位。该技术还对脉冲的局部能量密度敏感，从而能够计算完整的时间强度分布。我们证明了我们的方法在一个模拟的大带宽脉冲进行适度的材料色散，和实验产生的宽带光谱与大量的材料色散。错误率很低，即使引入适量的噪声。利用单片玻璃和光谱仪，可以在强超快激光系统上实时测量Single Shot相位和通量。
2021-04-16 physics.optics
Spectral shaping of an ultrafast modelocked Ytterbium fiber laser output through a passive intracavity optical filter; a simple and reliable route to sub-45 fs pulses
在这里，我们研究了使用无源腔内光学滤波器控制的偏振锁模，超快镱光纤激光器的激光输出光谱。通过滤波器截止频率的策略性放置，可以增加或扩展总体激射带宽。整体激光性能，包括脉冲压缩和强度噪声，研究了短通和长通滤波器的截止频率范围内，通过旋转过滤器调谐。我们证明了腔内滤波器的使用不仅形状的输出光谱，它提供了一个整体更宽的带宽和更短的脉冲在Yb：光纤激光器的路线。这些结果表明，光谱整形是一个有用的工具，例行实现亚45 fs脉冲持续时间的Yb：光纤激光器。
2022-09-30 physics.optics
Pump Pulse Bandwidth-Activated Nonlinear Phononic Coupling in CdWO$_4$
本研究利用二维太赫兹光谱发现 CdWO$_4$ 中三线性声子耦合无需频率匹配条件，泵浦脉冲带宽即可激活耦合，为强太赫兹光相干控制集体模式提供新途径。
2023-10-12 cond-mat.other physics.optics
Two-photon-excited fluorescence (TPEF) and fluorescence lifetime imaging (FLIM) with sub-nanosecond pulses and a high analog bandwidth signal detection
双光子激发荧光（TPEF）显微术和荧光寿命成像（FLIM）是生物分子科学中的重要成像技术。然而，TPEF对精细光源的需求和FLIM的速度限制阻碍了更广泛的应用。我们提出了一种方法来克服这种局限性相结合的一个强大的和廉价的光纤激光器的非线性激发与快速模拟数字化方法快速FLIM成像。所施加的亚纳秒脉冲激光源与用于Single Shot TPEF和Single Shot FLIM成像的高模拟带宽信号检测同步。该光纤激光器输出的1064 nm主动调制脉冲在50 ps ~ 5 ns范围内可调，峰值功率为kW。在通常应用的脉冲长度和重复率下，占空比与通常使用的飞秒脉冲相当，因此峰值功率在相同的cw功率下也相当。因此，当用于TPEF成像时，两种类型的激发平均每次应产生相同数量的荧光光子。然而，在100 ps配置中，每个脉冲产生一千倍以上的荧光光子。在本文中，我们现在表明，每个脉冲的荧光光子数较高，结合高模拟带宽检测，不仅可以使用每个像素的单个脉冲进行TPEF成像，还可以解决FLIM的指数时间衰减。为了评估我们的系统的性能，我们获得FLIM图像的铃兰样品的像素速率为1 MHz的寿命信息直接测量与快速实时数字化仪。与所提出的结果，我们表明，在许多-10 ps到纳秒制度的较长的脉冲可以很容易地应用于TPEF成像，并使新的成像方式，如单脉冲FLIM。
2018-10-11 physics.ins-det physics.optics
Compact Broadband Light Source Based on Noise-Like Pulses
本文报道了基于1.55 μm和1.06 μm类噪声脉冲光纤激光器的宽带光源，分别实现了205 nm和341 nm的20 dB带宽，模拟结果证实了非线性效应的作用，表明NLP适用于高级应用。
2024-09-23 physics.optics
Phase Noise and Intensity Noise of the Pulse Train Generated from Mode-locked Lasers in the Demodulation Measurement
从理论上分析了解调测量中脉冲训练的相位噪声和强度噪声。首次利用傅里叶级数讨论了脉冲不对称性的影响。实验上，不同的带宽和入射功率电平的光电探测器进行了比较，以实现最小的脉冲失真。
2010-07-30 physics.optics
High-Efficiency Second Harmonic Generation of Low-Temporal-Coherent Light Pulse
低时间相干光的非线性频率变换具有广泛的应用前景，引起了人们的广泛兴趣。然而，其物理机制仍然相对未被探索，并且转换效率和带宽极其不足。本文考虑到脉冲的瞬时宽带特性，建立了低时间相干脉冲的二次谐波产生模型，并揭示了它与相干条件的区别。结果表明，低时间相干光的二次谐波不仅由简并的二次谐波过程产生，而且由交叉和频过程产生。在此基础上，我们提出了一种实现低时间相干倍频的方法，具有高效率和宽的带宽，并实验证明转换效率高达70%，带宽为3.1太赫兹（2.9 nm，中心在528 nm）。据我们所知，这是低时间相干二次谐波的最高效率和最宽带宽，其效率几乎与窄带相干条件相同。实验还揭示了宽带低时间相干脉冲在倍频过程中的频谱演化特征，即SH功率谱密度（PSD）与基波PSD的自卷积成正比，这与相干过程的频谱演化特征有很大不同。我们的研究为低相干非线性光学过程的研究打开了一扇大门。
2019-05-13 physics.optics
Distortion free pulse delay system using a pair of tunable white light cavities
最近，一种带宽可调的白光腔（WLC）被证明是通过使用一种色散的腔内介质来调节腔线宽而不降低腔建立因子[G. S. Pati等人，物理修订版信函99，133601（2007）]。在本文中，我们从理论上展示了如何这样的WLC可以用来实现数据脉冲的无失真延迟系统。该系统由两个串联放置的WLC组成。一旦脉冲通过它们，两个WLC中的快光介质都被停用，因此每个WLC现在都充当非常高的反射率镜。数据脉冲在这些反射镜之间反弹，每次经过时的衰减可以忽略不计。捕获的脉冲可以通过激活任一WLC中的快光介质来释放。数值模拟表明，这样的系统可以远远超过在一个典型的数据缓冲器采用慢光遇到的延迟带宽约束。我们还表明，在这个过程中，脉冲几乎保持不失真。
2011-02-26 physics.optics
Low noise all-fiber amplification of a coherent supercontinuum at 2 μm and its limits imposed by polarization noise
本文报道了一个全正常色散超连续光脉冲在钍/钬共掺啁啾全光纤脉冲放大系统中的放大。该系统在1800-2100 nm范围内具有超过300 nm的-20 dB带宽，可直接从输出光纤输出峰值功率超过70 kW的高质量66 fs脉冲。掺杂光纤整个发射带宽的相干播种和硅酸盐玻璃全正常色散光子晶体光纤中超连续谱产生动力学的稳定性导致放大的超短脉冲的优良噪声特性。
2019-10-29 physics.optics
Superbandwidth laser pulses in a dispersive medium: oscillating beyond the Fourier spectrum with unexpected propagation features
本研究探讨了超带宽激光脉冲在色散介质中的传播，发现其电场局部振荡可超越傅里叶频谱，且在某些参数下瞬时频率表现出与相反符号群速度色散介质中传播脉冲相同的动力学特征。
2023-10-24 physics.optics
Fiber-Amplified Pulses Beyond the Gain Narrowing Limit for Seeding an OPA
本研究设计并数值模拟了以抛物线增益管理型非线性光纤放大器为种子源的飞秒非共线OPA，实现宽波段放大与超15%的量子效率，为可见光和近红外OPA的高效应用提供新方案。
2023-05-05 physics.optics
Characterization of the frequency response of channel-interleaved photonic ADCs based on the optical time-division demultiplexer
对通道交错光子模数转换器（CI-PADC）的频率响应特性进行了理论和实验研究。CI-PADC由用于光子采样的光子前端和用于量子化的电子后端组成。光子前端包括用于直接高速采样的光子采样脉冲发生器和用于信道解复用的光时分解复用器（OTDM）。结果表明，光采样脉冲和OTDM对CI-PADC的频率响应均有影响，其综合影响可以通过解复用脉冲串来表征。首先，频率响应可以被划分为多个频率间隔，并且频率间隔的范围等于解复用脉冲串的重复率。其次，CI-PADC的模拟带宽由在OTDM中加宽的解复用脉冲串的光谱带宽确定。此外，OTDM的效果是必不可少的，以扩大模拟带宽的CI-PADC采用光子采样脉冲与有限的光谱带宽。
2021-09-03 eess.SP physics.optics
Frequency-resolved optical gating of highly chirped ultrabroadband pulses
介绍了一种用于高啁啾脉冲频率分辨光门（FROG）测量的简化重建算法。FROG轨迹使用固定相位近似计算，与基于离散傅里叶变换的方法相比，显著减少了数据大小和收敛时间。该方法通过二次谐波产生FROG模拟和测量中心在800 nm处的脉冲进行了验证，其中带宽为55 nm，在1%的强度水平下扩展到32 ps，对应于时间带宽积为830。
2016-12-26 physics.ins-det physics.optics
Spectral Tailoring of Inhomogeneous Optical Response Using Two-Dimensional Coherent Spectroscopy
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究所博帕尔分校）
本文通过二维相干光谱研究了两种光谱调制方法，提出双脉冲方法能更灵活地操控非均匀集体的相干光学响应。
2026-01-09 physics.optics
Frequency-doubled chirped-pulse dual-comb generation in the near-UV: Combined vs separated beam investigations of Rb atoms near 420 nm
本文提出一种近紫外双光梳系统，通过和频产生实现420 nm附近Rb光谱研究，比较合并与分离光束配置，发现合并光束在相位稳定性和探测效率上更优，带宽可达4 cm-1。
2024-11-06 physics.optics
Direct ultrashort pulse generation by intracavity nonlinear compression
从理论和实验上观察到在激光谐振腔中直接产生超短、变换极限脉冲。这构成了一种新的类型的超短脉冲产生锁模激光器：在众所周知的孤子（双曲正割类），色散管理孤子（高斯类），抛物线脉冲加上外部压缩，超短脉冲的解决方案，描述脉冲在激光腔中的演化的非线性波方程观察。稳定的超短、变换极限脉冲存在于比放大器的增益带宽更宽的光谱中，这对于其他激光器具有实际应用。
2009-10-30 physics.optics
A review of ptychographic techniques for ultrashort pulse measurement
本文综述叠层成像类超短激光脉冲测量技术，重点梳理PCGPA、PIE等相位恢复算法及融合高速电子学实现MHz测量的新进展。
2023-04-26 physics.optics
Quantum Frequency Resolved Optical Gating of Few-Cycle Squeezed Vacuum
California Institute of Technology（加州理工学院）；PINC Technologies Inc（PINC科技有限公司）
本文提出量子频率分辨光学门控技术，用于研究超短量子脉冲的时域特性，实现近红外和可见光范围的高带宽测量，展示多模式压缩真空态的特性。
2026-04-08 physics.optics
Broadband Isolated Attosecond Pulses: Generation, Characterization, and Applications
产生最短的孤立阿秒脉冲需要宽的光谱带宽和光谱相位的控制。在这两个方面都取得了快速的进展，导致在2012年产生了世界纪录最短的67 as光脉冲，以及覆盖广泛的极紫外和软x射线波长的宽带阿秒连续谱。这种脉冲已成功地应用于光电子/光离子谱和最近发展的阿秒瞬态吸收谱，以研究物质中的电子动力学。在这篇综述中，我们讨论了最近在产生，表征和应用的超宽带隔离阿秒脉冲的光谱带宽可比的中心频率，它可以在原则上被压缩到一个单一的光学周期的重大进展。
2013-12-05 physics.atom-ph physics.optics
A narrow bandwidth extreme ultra-violet light source for time- and angle-resolved photoemission spectroscopy
在这里，我们提出了一个高重复频率，窄带宽，极紫外（XUV）光子源的时间和角度分辨光电子能谱（tr-ARPES）。通过使用具有相对长脉冲长度（461 fs）的紫外（UV）驱动脉冲的高次谐波产生（HHG）来产生光子能量$hν=10.8, 18.1, 25.3$ eV的窄带宽度脉冲$ΔE=9, 14, 18$ meV。HHG设置采用了一个环形驱动光束在一个紧密的聚焦几何形状在250 kHz的重复率。光子能量选择由一系列可选择的多层带通镜和薄膜滤波器提供，从而避免了由单光栅单色器引入的任何时间展宽。两级光学参量放大器提供从0.65 $μ$ m到9 $μ$ m的$< 100$ fs可调谐泵浦脉冲。通过对高温超导体Bi-2212、WSe $_2$和石墨烯等一系列量子材料的ARPES测量，证明了光源的窄带性能。
2022-05-01 cond-mat.str-el physics.optics
Bandwidth enhancement for parametric amplifiers operated in chirped multi-beam mode
本文讨论了利用参量放大的可调谐性，在多焦耳光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）系统中可以实现的带宽增强。特别是，我们考虑一对单通放大器的基础上磷酸二氘钾（DKDP），泵浦的二次谐波的钕玻璃和调谐放大相邻区域的信号光谱。我们表明，带宽增强高达50%是可能的，在两种配置中;在第一种情况下，两个放大器之一是在其非共线的宽带限制附近操作;为了允许有效的重组和再压缩的传出信号，这种配置需要滤波和相位操纵的放大脉冲的频谱尾部。在第二种情况下，可以简单地通过光谱滤波来实现有效的复合：在这种配置中，放大器的参数（脉冲、晶体取向和晶体长度）的优化不遵循非共线OPCPA的配方。
2008-06-27 physics.acc-ph physics.optics
Theoretical Analysis of Chirped Pulse Effects on Plasma Formation in Water Liquid Jet
本研究通过理论分析，探讨了啁啾脉冲对水喷射中等离子体密度的影响，揭示了啁啾特性与色散效应之间的关系，并为后续实验提供了理论基础。
2025-11-20 physics.optics
Lithium niobate quadratic integrated nonlinear photonics: enabling ultra-wide bandwidth and ultrafast photonic engines
City University of New York（纽约市立大学）；Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
本文探讨了铌酸锂二次非线性光子学在实现超宽带和超快光子引擎中的应用，提出多种策略以提升光子源的性能和适用性。
2026-02-09 physics.optics
Inverse designed photonic crystal waveguides for pulsed operation: dispersion, losses, and controlled light-matter interactions
Queen’s University（女王大学）
通过逆向设计结合高效模式求解器和物理公式，将光子晶体波导设计计算时间降低100倍以上，实现带宽提升一个数量级、损耗降低4倍，并应用于宽带Purcell增强和紧凑型移相器。
2026-06-24 physics.optics
Fields of an ultrashort tightly-focused laser pulse
本文从标量势和矢量势出发，采用一个小参数，假定激光脉冲的带宽很小，导出了真空中超短、紧聚焦、线偏振激光脉冲电磁场的解析表达式。导出的领域进行了比较与那些的拉克斯级数展开和复杂的源点的方法，并被证明是良好的行为和准确的，即使在亚周期脉冲制度。我们进一步证明，来自标量势和由于快速变化的脉冲包络的条款是不可忽略的，可能会显着影响激光物质的相互作用。
2015-10-13 physics.optics
Managing Self-Phase Modulation in Pseudolinear Multimodal and Monomodal Systems
提出了一种新的半解析模型，描述了脉冲在色散管理（DM）传输系统中传播的带宽演化，该系统采用多模梯度折射率光纤（GRIN），具有抛物线折射率。该模型也适用于单模光纤DM系统，代表极限情况下，光束自成像消失。该模型成功地与抛物型梯度折射率光纤的（1+1）D非线性薛定谔方程的直接积分进行了比较，并与飞秒脉冲在5 m长梯度折射率光纤上传输的实验结果进行了比较.在多模光纤中可能的高脉冲功率下，如果不适当管理，则由累积色散和自相位调制的相互作用产生的脉冲带宽变化可能成为最有害的影响。分析模型，数值和实验结果都指向存在的最佳量的色散，必须提供给输入脉冲，以获得其带宽的周期性演变。结果是有希望的产生时空DM孤子在抛物GRIN光纤，其中稳定的，周期性的时间带宽的行为，已经观察到在单模系统中添加到特征空间光束自成像。
2021-01-13 nlin.PS physics.optics
Short pulse generation and mode control of broadband terahertz quantum cascade lasers
我们报告的波导工程技术，使产生的带宽高达1太赫兹和记录超短脉冲长度为2.5 ps的注入种子太赫兹量子级联激光器。报道的技术是能够控制和完全抑制宽带太赫兹量子级联激光器的高阶侧模通过引入侧吸收的金属-金属波导。侧吸收器由相对于激光脊的顶部金属化设置和附加的有损金属层组成。在连续波操作中，侧吸收体导致倍频程跨越激光发射，范围从1.63到3.37 THz，在10 dB强度范围内呈现出顶部725 GHz宽，以及具有442 GHz带宽的频率梳操作。已经进行了数值和实验研究，以优化的影响，侧吸收器上的发射性能，并确定所需的波导损耗的增加。此外，这些研究导致了更好地理解注入种子量子级联激光器的脉冲形成动力学。
2016-05-31 physics.optics
XUV Spectral Compression by Four-Wave Mixing
包括高次谐波产生、自由电子激光、软X射线激光和激光驱动等离子体的极紫外（XUV）源被广泛用于从飞秒化学和阿秒科学到相干衍射成像和EUV光刻的应用范围。这些光源发出的XUV光的带宽反映了所使用的XUV生成过程。虽然来自软X射线激光器和XUV FEL的光通常具有相对窄的带宽，但由几个周期的激光脉冲驱动的等离子体源和HHG源发射宽带XUV脉冲。由于给定XUV源的这些特征性质对应用施加限制，因此非常需要能够修改XUV带宽的技术。在这里，我们证明了一个有效的光谱压缩的宽带XUV脉冲通过四波混频（FWM）的宽带近红外（NIR）脉冲在氪气射流的存在下，利用相位匹配方案的基础上紧密间隔的共振的概念。我们的概念提供了新的可能性定制的光谱带宽的XUV光束。
2020-02-26 physics.atom-ph physics.optics
Efficiently parallelized modeling of tightly focused, large bandwidth laser pulses
利用电磁场的Stratton-Chu积分表示，研究了大带宽激光脉冲经高数值孔径反射镜聚焦后的时空特性。我们回顾了从Stratton-Chu表示导出衍射积分的形式方面，并讨论了在物理光学近似的推导中使用Hadamard有限部分。通过对公式的分析，我们发现，对于抛物柱面镜的特殊情况，描述焦斑附近反射场的被积函数不具有衍射积分的强振荡特性。因此，积分可以用简单有效的求积方法来计算，而不是用专门的、更昂贵的方法。我们报告一个有效的并行算法，评估的斯特拉顿-朱衍射积分的任意时间和空间依赖的入射场的发展。该方法的优点在于，其输入是来自激光链的未聚焦场，这在实验上已知具有高精度。我们使用我们的方法表明，飞秒时间的线偏振高斯光束的反射高数值孔径抛物柱面镜诱导的主导场分量的椭圆度，并产生强的纵向分量。我们还估计，未来的高功率激光设施可能达到$10^{24}\,\text{W/cm}^2$的强度。
2017-02-01 physics.comp-ph physics.optics
A dispersion-engineered multi-pass cell for single-stage post compression of an Ytterbium laser
提出一种色散工程多程池方法，通过直接色散控制首次实现Yb激光器150 fs脉冲单级后压缩至20 fs以下，吞吐率达98%，为少周期领域开辟新途径。
2022-09-30 physics.optics
Instantaneous Frequency representation used for CPA laser simulation
我们提出了一种新的直观的图形方法，其特征在于由一个大的时间带宽积的拉伸脉冲的非线性效应的模拟。例如，它允许精确确定CPA（啁啾脉冲放大）激光链中发生的效应，例如通过非线性克尔效应产生的预脉冲。该方法不限于一阶色散，并且可以处理所生成的预脉冲的所有结果失真。
2021-08-26 physics.optics
Time for pulse traversal through slabs of dispersive and negative ($ε$, $μ$) materials
利用电磁波能量在介质中的平均流，计算了电磁脉冲穿过具有负介电常数（$ε$）和负磁导率（$μ$）的色散耗散介质平板的时间。研究了脉冲带宽和介质中损耗对激光器输出功率的影响。虽然大带宽和大耗散在平滑由于法布里-珀罗谐振而出现的谐振特征方面具有类似的效果，但是大耗散可能导致谐振频率附近的非常小甚至负的遍历时间。我们还研究了斜入射脉冲和倏逝脉冲的穿越时间和维格纳延迟时间。在负$ε$或$μ$的频率范围内的平板等离子体极化激元模式的耦合被示出在谐振条件下导致大的遍历时间。我们还发现，群速度的主要贡献的延迟时间的脉冲通过平板（n=-1）。我们已经检查了穿越时间是积极的和亚光速的脉冲具有足够大的带宽。
2007-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Ultra-broadband, few cycle pulses directly from a Mamyshev fiber oscillator
虽然锁模光纤激光器的性能得到了显著的改善，但有限的增益带宽限制了它们产生接近几个周期甚至更短的超短脉冲。在这里，我们提出了一种新的方法来实现几个周期的脉冲（~5个周期）与超宽光谱（~400 nm）。据我们所知，这是光纤激光器直接产生的最短脉冲宽度和最宽光谱。值得注意的是，一个戏剧性的超短脉冲的演变可以稳定在一个激光振荡器中的独特的非线性过程的自相似演化作为一个非线性吸引子在增益光纤和一个完美的饱和吸收体的作用的马梅雪夫振荡器。
2019-05-24 physics.optics
Raman-scattering-assistant broadband noise-like pulse generation in all-normal-dispersion fiber lasers
本文报道了在一个相对较短的正常色散掺镱光纤激光器中，在强拉曼散射的作用下，观察到了稳定的耗散孤子和类噪声脉冲。我们证明了腔内滤光片可以滤除拉曼散射。此外，通过适当的腔内偏振控制，可以利用拉曼效应产生带宽高达61.4 nm的宽带噪声样脉冲（NLP）。据我们所知，这是在全正常色散光纤激光器中实现的最广泛的NLP
2015-07-30 physics.optics
Generation of 30-fs pulses from a diode-pumped graphene mode-locked Yb:CaYAlO4 laser
采用化学气相沉积单层石墨烯作为可饱和吸收体，在二极管泵浦Yb：CaYAlO4激光器中获得了中心波长为1068 nm（小于10个光周期）的稳定的30 fs脉冲。锁模8.43光周期脉冲的光谱带宽约为50 nm，脉冲重复频率约为113.5 MHz。据我们所知，这是石墨烯锁模激光器和锁模掺Yb体激光器有史以来报道的最短脉冲。我们的实验结果表明，石墨烯锁模是一个非常有前途的实用技术，直接从激光振荡器产生几个周期的光脉冲。
2015-12-19 physics.optics
Bandwidth manipulation of quantum light by an electro-optic time lens
操纵光脉冲的光谱-时间波形的能力使得从超快光谱到高速通信的广泛应用成为可能。将这些概念扩展到量子光有可能使光量子科学和技术取得突破。然而，在经典脉冲整形技术中经常采用的滤波和放大与非经典光不兼容。控制量子光的脉冲模式结构需要有效的手段来实现保持脆弱的量子相干性的确定性、幺正操纵。在这里，我们展示了一种电光方法，通过采用时间透镜来修改非经典光的光谱。特别是，我们展示了高效的波长保持六倍压缩的单光子光谱强度带宽，使单光子通量增加一倍以上的光谱窄带吸收体。这些结果为光谱-时间光子量子信息处理铺平了道路，并促进了量子信息可以存储或操纵的不同物理平台的接口。
2017-07-30 physics.optics quant-ph
Measurement of ultrashort optical pulses via time lens imaging in CMOS compatible waveguides
在45cm长的CMOS兼容高折射率玻璃螺旋波导中，利用时频转换技术实现了亚皮秒光脉冲的时间测量。测量基于C波段的高效四波混频，使用约1W的峰值泵浦功率。我们在100ps的时间窗口上实现了400fs的分辨率，表示时间带宽积> 250。
2017-05-07 physics.optics
Temporal quality of post-compressed pulses at large compression factors
通过自相位调制对超短激光脉冲进行后压缩通常用于产生具有远远超过激光增益限制的光学带宽的激光脉冲。虽然可以常规地实现高压缩因子，但是压缩的脉冲通常遭受时间质量劣化。我们的数值和实验分析的时间质量的不同措施的恶化与压缩因子的增加，并显示如何适当的分散管理和级联的压缩后的过程可以限制这种效果的影响。在大的压缩因子下，脉冲质量下降的饱和度使基于后压缩皮秒甚至纳秒激光系统的新型飞秒激光器架构成为可能。
2022-01-15 physics.optics
Precise pulse shaping for quantum control of strong optical transitions
量子控制技术的发展已经实现了对核自旋和原子超精细基态的近乎完美的单量子比特控制。相比之下，强光学跃迁的量子控制，即使是自由原子，也远非完美。这种量子控制的发展似乎受到可用激光技术的阻碍，该激光技术用于生成具有亚太赫兹编程带宽的隔离的亚纳秒光波形。在这里，我们提出了一个简单而强大的方法所需的脉冲整形，精确堆叠多个延迟皮秒脉冲的基础上。我们的证明的主要演示导致任意形状的光波形与30 GHz的带宽和$100~$ ps的持续时间。我们通过将脉冲与激光冷却的原子连接，从而产生“超分辨”光谱信号，来确认波形的稳定性。这种脉冲整形方法在量子光学、快速激光冷却和锁模激光原子干涉测量中有着广阔的应用前景。
2020-04-11 physics.atom-ph physics.optics
Fully Coherent X-ray Pulses from a Regenerative Amplifier Free Electron Laser
提出并分析了一种新型再生放大自由电子激光（FEL）产生全相干X射线脉冲的方法。该方法利用窄带宽布拉格晶体形成围绕相对短的波荡器的X射线反馈回路。来自聚束训练中的领先电子聚束的自放大自发发射（SASE）被布拉格反射器光谱过滤，并被带回波荡器的开始，以与聚束训练中的后续聚束重复地相互作用。自由电子激光与这些短束团的相互作用不仅放大了辐射强度，而且还拓宽了其光谱，允许在晶体带宽之外有效地传输X射线。这些X射线脉冲的光谱亮度比单程SASE自由电子激光的光谱亮度高出两到三个数量级。
2006-02-12 physics.acc-ph physics.optics
Gigahertz repetition rate, sub-femtosecond timing jitter optical pulse train directly generated from a mode-locked Yb:KYW laser
我们表明，一个1.13 GHz的重复率的光脉冲训练与0.70 fs的高频定时抖动（17.5 kHz - 10 MHz的集成带宽，其中测量仪器限制的本底噪声贡献0.41 fs在10 MHz的带宽）可以直接从一个自由运行，单模二极管泵浦Yb：KYW激光器锁模单壁碳纳米管（SWCNT）涂层镜。据我们所知，这是有史以来测量的具有GHz重复率的最低定时抖动光脉冲训练。如果此脉冲训练用于565 MHz信号（脉冲训练的奈奎斯特频率）的直接采样，则所演示的抖动水平对应于17.8的预计有效位数（ENOB），这远高于50欧姆负载电阻的热噪声限值（~14位）。
2013-11-24 physics.ins-det physics.optics
Ultra-Short Pulse Biphoton Source in Lithium Niobate Nanophotonics at 2$\textμ$m
本文在色散工程化的周期性极化铌酸锂纳米光子学中演示了中心波长2.09 μm、带宽17 THz、亮度8.8 GHz/mW的飞秒双光子源，为可扩展超快量子信息处理开辟了新路径。
2024-06-10 physics.optics quant-ph
Dynamic Dispersion Accumulation in Fiber Loops for Realizing Record-High Frequency Resolution or Ultra-Low Signal Sampling Rate in Dispersion-Based Photonics-Assisted Wideband Microwave Measurement Systems
Shanghai Key Laboratory of Multidimensional Information Processing, East China Normal University（上海多维信息处理重点实验室，华东师范大学）
通过动态色散累积技术，实现高频率分辨率或超低信号采样率，突破基于色散的微波测量系统性能限制。
2026-02-12 eess.SP physics.optics
