Ultrabroadband Milliwatt-Level Resonant Frequency Doubling on a Chip
本文提出一种新型集成器件，通过两个独立微环谐振器分别增强泵浦光与二次谐波，实现超宽带谐振倍频，克服了传统色散约束，在电信波段实现毫瓦级二次谐波产生及Kerr频率梳上转换。
2025-07-15 physics.optics
Vibrational high-harmonics and period-doubling bifurcation probed by time-resolved electron diffraction
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Regensburg Center for Ultrafast Nanoscopy (RUN)（雷根斯堡超快纳米学中心）；Center for Chiral Electronics（手性电子学中心）
利用超快透射电镜中的会聚束电子衍射，实现了对纳米机械振子非线性动力学（包括Duffing行为、多模耦合和倍周期分岔）的时空映射，空间分辨率达纳米级，时间分辨率为5纳秒。
2026-06-29 physics.ins-det physics.optics
Second harmonic generation and pulse shaping in positively and negatively spatially dispersive nanowaveguides: comparative analysis
比较分析了在普通和返波设置的二次谐波产生。本文用数值模拟的方法研究了正/负空间色散混合波导中寻常波和后向电磁波相位匹配的倍频非线性光学反射率和脉冲整形特性。
2015-07-26 physics.optics
Post-compression of high energy terawatt-level femtosecond pulses and application to high order harmonic generation
我们进行了后压缩的高能量脉冲通过使用光场电离的低压氦气在引导几何。我们将这种方法应用到基于TW啁啾脉冲放大的钛宝石激光链中，并表明光谱展宽可以通过输入脉冲能量和气体压力来控制。在优化的条件下，我们直接在真空下产生10 fs的TW级脉冲，并表现出高稳定性的后压缩脉冲宽度。这些高能量后压缩脉冲此后用于在松散聚焦几何结构中执行高谐波产生。在Single Shot的基础上对XUV光束进行了空间和光谱表征，并观察到了结构化的连续XUV光谱。
2015-02-27 physics.optics
Naturally-phasematched second harmonic generation in a whispering gallery mode resonator
我们首次展示了铌酸锂高Q回音壁模式谐振器中的自然相位匹配。在30微瓦的内耦合连续波泵浦功率下，获得了9%的转换效率。所观察到的饱和泵浦功率为3.2 mW，几乎是两个数量级低于国家的最先进的。这表明我们的倍频器作为一个非经典光的源，只需要一个低功率的泵，这很容易可以是量子噪声限制的应用。我们对回音壁模式谐振器中三波混频的理论分析提供了各种模式下倍频的相对转换效率。
2010-09-09 physics.optics quant-ph
A laser system for the excitation of rubidium Rydberg states using second harmonic generation in a PPLN waveguide crystal
本文报道了一个波长为495 nm的激光系统，它适合于铷原子低里德堡态的激发。该系统是基于在周期性极化波导晶体中的种子二极管激光器的倍频。利用铷原子14D_5/2和14D_3/2态的直接双光子激光光谱，获得了高达35 mW的输出功率，并证明了单频特性。测量的精细结构分裂与量子亏损理论计算一致。
2011-02-07 physics.optics
Second-harmonic generation from hyperbolic plasmonic nanorod metamaterial slab
双曲等离子体超材料为设计不寻常的线性和非线性光学特性提供了许多机会。我们发现，模式重叠的基本和二次谐波光在各向异性等离子体超材料板的辐射的二次谐波强度的宽带增强的结果由高达2个数量级的TM和TE偏振的基本光，相比TM偏振照明下的光滑的金膜。这些结果为设计可调谐倍频超材料提供了可能性，其目标是克服与厚非线性晶体中的经典相位匹配条件相关的限制。
2016-01-07 physics.optics
Efficient single-pass third-harmonic generation at 520 nm for pumping doubly-resonant OPO
采用双极化磷酸钛氧钾（PPKTP）晶体，利用1560 nm激光经单程二次谐波（SHG）和单程和频（SFG）产生单程三次谐波（THG），获得了约545 mW的单频可调谐520 nm绿光激光输出。在单次倍频中，采用两个级联的双极化掺氧化镁锂（PPMgO：LN）晶体，获得了~ 3.5W的780.25nm倍频激光输出，最大倍频效率为26.8%。该系统可以提供一个泵浦源（520 nm）的光学参量振荡器在1560和780 nm的双色纠缠连续可变光场的产生和双色本地振荡器零差检测。
2017-02-21 physics.optics
Quadratic phase matching in slot waveguides
我们分析了相位匹配的纳米二次波导中的倍频，包括形式的双折射和支持交叉偏振的基本和二次谐波模式。在AlGaAs棒与空气空隙，我们表明，相位匹配的二次谐波产生可以在很宽的光谱范围内，采用国家的最先进的纳米技术。
2006-10-19 physics.optics
The Lorenz model for single-mode homogeneously broadened laser: analytical determination of the unpredictible zone
我们应用调和展开法导出了Lorenz-Haken方程的解析解。该方法用于描述单模均匀展宽激光器的规则和周期自脉冲机制。当粒子数衰减率之比小于0.11时，周期解出现。我们还证明了Lorenz-Haken耗散系统在特征泵浦速率“2CP”[4]下表现出周期性的趋势，接近第二激光阈值“2C 2 th”（不稳定性阈值）。当抽运参数“2C”增大时，激光器经历了一个倍频序列。这种倍周期的级联导致混沌。我们研究这种类型的解决方案，并指出该系统进行不规则的脉冲解决方案的控制参数的区域。我们以前曾应用这一分析方法推导出激光场展开的一阶、三阶和五阶谐波的振幅[4，14]。在这项工作中，我们扩展了这种方法的目的是获得高次谐波。我们表明，这种迭代方法确实是有限的五阶，上面，所得到的解析解发散的数值直接解决的方程。
2013-07-30 physics.optics
X-waves Generated at Second Harmonic
光倍频的过程可以导致，在非耗尽制度，以产生具有锁定到泵浦光束的群速度的X波包络。它的参数和它的角谱，是直接相关的零阶和一阶色散特性的非线性过程。这构成了光的时空定位的新机制。
2003-02-12 physics.gen-ph physics.optics
Clean few-cycle blue soliton self-compressed pulses generation in hollow-core fibers
本文通过结合宽带倍频、多板连续谱后压缩与空芯光纤蓝色孤子自压缩，实验实现了4.4 fs清洁蓝色少周期脉冲，并展示了该方案在色散控制、效率和简化结构方面的三重优势。
2025-08-27 physics.optics
A photonic integrated circuit for heterogeneous second harmonic generation
本研究提出一种分离式增益结构的光子集成电路，通过基频光在增益段间循环提升转换效率，采用薄膜铌酸锂与直接键合GaAs基激光器实现，可产生515-595 nm可见光，为绿隙相干光源提供了集成化方案。
2024-12-12 physics.app-ph physics.optics
Designing microstructured polymer optical fibers for cascaded quadratic soliton compression of femtosecond pulses
计算了折射率引导型微结构聚合物光纤的二次谐波色散。二次非线性被假定为来自极化的聚合物，这在这项研究中被选择为环烯烃共聚物Topas。我们发现泵浦和二次谐波之间存在很大的相位失配。因此，潜在的级联二次谐波产生的研究，特别是孤子压缩的fs脉冲。我们发现，从级联的二次非线性的时间孤子的激发需要一个有效的二次非线性为5 pm/V或更多。如果使用具有低克尔非线性折射率的聚合物，这可能会减少。我们还发现，群速度失配可以最小化，如果选择的微结构光纤的设计参数，使相对孔尺寸大，孔间距是在泵浦波长的顺序。几乎所有的设计参数的组合导致级联效应在稳定的制度，在那里可以找到有效的和干净的孤子压缩。因此，我们没有看到任何好处，选择光纤设计的群速度失配最小化。相反，数值模拟表明，使用相对孔尺寸为0.4的标准无休止单模设计，具有nJ脉冲能量的$λ=800$ nm 120 fs脉冲被出色地压缩到几个周期的持续时间。
2008-11-18 physics.optics
Frequency Doubling Nanocrystals for Cancer Theranostics
提出了一种基于非中心对称纳米粒子产生二次谐波的非线性光学过程的新型生物光子学方法，并在恶性人类细胞系上进行了演示。所提出的方法允许在不存在光敏分子的情况下直接与DNA相互作用，以通过简单地调谐激发激光波长来实现两种操作模式之间的独立成像和治疗模式切换，并且避免由任何自然或人工光源自发激活的任何风险。
2013-06-27 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
Enhancing broadband second harmonic generation in a thin film lithium niobate racetrack resonator with tunable-coupling
Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM)（瑞士电子和微技术中心）；Photonic Systems Laboratory, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院光子系统实验室）
提出一种结合短周期极化铌酸锂（PPLN）段和可调马赫-曾德尔干涉仪耦合器的跑道型谐振器，通过原位控制耦合条件补偿制造公差并稳定近临界耦合，在保持7 nm带宽的同时实现比非谐振结构高35倍的效率提升。
2026-05-22 physics.optics
Optimally shaped narrowband pulses for Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy in the range 330-750 nm
在存在大量群速度色散的情况下通过二次谐波产生飞秒脉冲的光谱压缩为飞秒受激拉曼光谱（FSRS）提供了方便的窄带拉曼泵浦脉冲源。我们在这里讨论一个简单而有效的修改，大大增加了通用性的二次谐波频谱压缩技术。在二次谐波产生之后添加光谱滤波器产生具有优越的时间轮廓的窄带脉冲。这种简单的修改i）增加了给定脉冲能量的拉曼增益，ii）提高了光谱分辨率，iii）抑制了与缓慢失相振动相关的相干振荡，以及iv）将有用的可调谐范围扩展到至少330-750 nm。
2012-12-20 physics.optics
High-performance ultrafast pulse compression in the visible spectral range for extreme nonlinear optics at kHz-MHz repetition rates
提出一种基于多板方案的单级压缩技术，将515 nm超快脉冲从180 fs压缩至40 fs，效率高且光束质量优异，为高重复频率下的极端非线性光学和高次谐波产生提供了新途径。
2023-07-03 physics.optics
Hyperbolic carbon nanoforest for phase matching of ordinary and backward electromagnetic waves: second harmonic generation
我们表明，刻意设计的色散超材料板可以实现对向传播的普通基波和非常后向二次谐波表面电磁模式的共存和相位匹配。在后向波中，能流和相速度是反向的，这是引起独特的非线性光学传播过程的现象。我们表明，频率，相位和群速度，以及固有的电磁模式所支持的这种超材料的aveguide损耗，可以定制，以最大限度地转换的频率和反向传播所产生的波的方向。这种可能性，这是至关重要的非线性光子学，证明了与双曲型超材料的碳纳米管站在金属表面的数值模型。在反射方向上的返波二次谐波产生和相应的倍频超反射器在太赫兹的非凡性能的研究与脉冲制度的重点。
2017-09-21 physics.optics
Generation of above-TW 1.5-cycle visible pulses at 1 kHz by post-compression in a hollow fiber
我们报告的产生6.1毫焦耳，3.8飞秒脉冲的压缩kHz钛：蓝宝石激光器在大口径长中空光纤。为了找到在高脉冲能量下光谱展宽的最佳条件，我们探索了电离或克尔效应占主导地位的不同参数范围。在确定最佳参数设置后，在高波导传输获得大的光谱展宽。强烈的1.5周期脉冲用于在氩气和氖气中产生高次谐波。
2020-04-21 physics.optics
Compression of CEP-stable multi-mJ laser pulses down to 4 fs in long hollow fibers
在2 m长的复合拉伸弹性空心光纤中，利用8 mJ的圆偏振脉冲的光谱展宽，获得了4fs、能量为3 mJ、载波包络相位稳定的近红外脉冲。利用二次谐波频率分辨光学门控（SHG-FROG）和SHG d扫描方法对脉冲进行了表征
2018-02-02 physics.optics
Residual Phase Noise Measurement of Optical Second Harmonic Generation in PPLN Waveguides
我们报告的表征，包括残余相位噪声和分数频率不稳定性，光纤耦合PPLN非线性晶体。这些组件是专门倍频871 nm的光从扩展腔二极管激光器产生435.5 nm的光束，对应于镱离子电四极时钟跃迁。我们测量的倍增效率高达117.5%/W。使用马赫-曾德尔干涉仪和原始噪声抑制技术，估计的残余相位噪声的倍频器低于${\rm -35\, dBrad^2/Hz}$在1 Hz，使这些模块与最新的光时钟和超稳定腔兼容。研究了泵浦激光频率和强度等外部参数对倍频信号稳定性的影响，结果表明，这些参数并不影响倍频信号的稳定性。我们的研究结果表明，这种紧凑的，光纤耦合模块是适用于超低相位噪声MEMS实验，包括便携式光学原子钟。
2017-07-11 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Intracavity frequency-doubled degenerate laser
利用固体简并激光器的腔内倍频技术，研制了一种低空间相干性的绿光光源。二次谐波发射支持比基波发射多得多的横模，并表现出较低的空间相干性。一个强大的抑制散斑形成的基波和二次谐波光束证明。使用绿色发射的荧光激发，我们表明相干文物从全场荧光图像中删除。高功率、低空间相干性和良好的方向性使绿色简并激光成为平行成像和投影显示的理想照明光源。
2016-09-18 physics.optics
Superresolved optical imaging through higher-order spatial frequency harmonic generation without beating the diffraction limit of light
我们提出了一种在不突破光的衍射极限的情况下实现超分辨光学成像的方法。这是通过在保持光学成像系统的有效点扩散函数的大小不变的同时，通过高阶空间频率生成来放大对象的理想光学图像来实现的。在改进的$4f$成像系统中证明了原理验证实验，其中通过基于Pr $^{3+}$中的电磁感应透明效应的光脉冲存储和检索过程，双线源的空间频率在$4f$成像系统的共焦傅立叶平面上被加倍或三倍：$\rm Y_2SiO_5$晶体，并且在传统的$4f$成像系统中的两个线源的原本不可分辨的图像随着空间频率加倍或三倍而变得可分辨。我们的研究结果提供了一种新颖的方法来提高光学成像分辨率，而不击败光的衍射极限，这是完全不同于现有的超分辨率方法，以克服衍射极限。
2016-08-05 physics.optics
Sub 100-fs, 5.2-$μ$m ZGP Parametric Amplifier Driven by a ps Ho:YAG Chirped Pulse Amplifier and its application to high harmonic generation
Vienna University of Technology（维也纳工业大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Menlo Systems GmbH（Menlo Systems有限公司）；University of Erlangen-Nuremberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Center for Physical Sciences & Technology（物理科学和技术中心）
本研究研制出中心波长5.2 μm、脉宽99飞秒的kHz重复频率中红外光参量放大器系统，开发了新型脉冲压缩方案，并首次将其用于块状ZnSe中的高次谐波等超快现象研究，揭示导带结构。
2016-09-15 physics.optics
Sub-10 fs pulses tunable from 480 to 980 nm from a NOPA pumped by a Yb:KGW source
我们描述了两个非共线光参量放大器（NOPA）系统的第二（515 nm）或第三（343 nm）的Yb：KGW放大器的谐波泵浦，分别。脉冲持续时间短至6.8 fs，很容易通过压缩与商业上可用的啁啾镜。NOPA泵浦的二次和三次谐波的可用性允许从520到980 nm的无间隙调谐。使用中间NOPA产生780 nm的种子光，将三次谐波泵浦NOPA的调谐范围扩展到450 nm。
2014-04-15 physics.optics
Infrared attosecond field transients and UV to IR few-femtosecond pulses generated by high-energy soliton self-compression
红外飞秒激光脉冲是强场物理学中的重要工具，驱动X射线高次谐波产生，并作为可见光和紫外线中可广泛调谐（如果效率低下）的超快光源的基础。虽然反常的物质色散简化了对几个周期脉冲的压缩，但红外线中的阿秒脉冲仍然遥不可及。我们证明了孤子自压缩的1800 nm的激光脉冲在空心毛细管光纤子周期包络持续时间（2 fs）与27 GW的峰值功率，对应于阿秒场瞬变。在相同的系统中，我们产生波长可调的几个飞秒脉冲从紫外（300 nm）到红外（740 nm）的能量高达25 $μ$ J和效率高达12%，并在时间-频率域的实验特征的产生动力学。紧凑的第二级使用小于200 $μ$ J的输入能量产生从210 nm到700 nm的多$μ$ J脉冲。我们的研究结果大大扩展了超快科学的工具包。
2020-05-11 physics.optics
Reduced models and design principles for half-harmonic generation in synchronously-pumped optical parametric oscillators
我们开发了简化的模型，描述了在阈值以上的同步泵浦光参量振荡器中的半谐波产生，其中非线性，色散和群速度失配都是相关的。这些模型是基于（1）低泵浦功率的本征模展开，（2）中等功率的类simulton sech脉冲展开，（3）高功率的无色散盒形脉冲展开。脉冲压缩，简并与非简并操作，和稳定性的解析公式推导和数值和实验结果进行比较。
2016-11-01 nlin.PS 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
Multi-scale second harmonic generation microscopy of ferroelectric domains in x-cut thin-film lithium niobate
本文通过增大SHM扫描步长和器件长度统计子采样，在不损失QPM光栅表征精度的前提下将x切薄膜铌酸锂铁电畴成像速度提升一个数量级。
2025-04-11 physics.app-ph physics.optics
A chip-scale second-harmonic source via injection-locked all-optical poling
本文提出一种基于半导体激光器自注入锁定氮化硅微谐振器与全光学极化的芯片级二次谐波源，实现57 Hz线宽、超过2 mW输出及280%/W效率。
2023-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
