Influence of Asymmetric Gain Suppression on Relative Intensity Noise Properties of Multimode Semiconductor Lasers
介绍了多模半导体激光器中非对称增益抑制（AGS）引起的模式振荡类型的噪声特性的建模和仿真。该研究是基于数值积分的速率方程系统的21振荡模式考虑到自和交叉模式增益抑制机制。AGS在预定义参数方面变化，该预定义参数由线宽增强因子和差分增益控制。基于对模式动力学的密集模拟，我们给出了可能的模式振荡类型的映射（AGS与电流）图。当激光振荡为跳频多模振荡（HMMO）时，总输出模和跳频模的相对强度噪声（RIN）谱在弛豫振荡（RO）频率附近有一个尖峰，在跳频频率附近有一个宽峰。在单模振荡（SMO）区，RIN的水平比在HMMO下的低得多，并且模式分配噪声低两个数量级。
2020-12-26 physics.optics
Phase front retrieval and correction of Bessel beams
非理想轴棱锥产生的贝塞尔光束会受到像差的影响。我们介绍了一种方法来检索的贝塞尔光束的复振幅单独从强度测量，然后使用此信息来校正波前和强度轮廓使用变形镜。
2022-01-24 physics.acc-ph physics.optics
Synthetic aperture holographic third harmonic generation microscopy
本文首次实现三次谐波产生全息显微镜，通过空间合成孔径成像重建复信号场，并开发像差校正算法消除相位畸变引起的像差，实现无标记生物成像。
2024-02-06 physics.app-ph physics.optics
Radical increase of the parametric X-ray intensity under condition of extremely asymmetric diffraction
研究了晶体中相对论电子沿晶体-真空界面运动的参量X射线辐射。在这种几何结构中，光子的发射发生在极不对称衍射（EAD）的状态中。在EAD情况下，整个晶体长度有助于形成与劳厄和布拉格几何结构相反的X射线辐射，其中发射强度由X射线吸收长度限定。我们证明，这种现象应该在衍射的动力学理论中描述，并预测PXR强度的急剧增加。特别是，在现实的电子束参数下，与传统的实验几何形状的PXR相比，可以获得两个数量级的PXR-EAD强度的增加。此外，我们详细讨论了PXR-EAD检测的实验可行性。
2017-08-30 physics.acc-ph physics.optics
Optical Bessel-like Beams with Engineered Axial Phase and Intensity Distribution
本文提出利用矢量贝塞尔光束叠加构造光学针并灵活调控轴向强度分布，通过空间光调制器实验验证不同轴向分布光束的产生，同时分析了介质界面对光学针引入的球差与像散畸变及其校正方法。
2023-10-26 physics.optics
Real time phase imaging with an asymmetric transfer function metasurface
将光波场中的相位变化转换为强度信息对于包括生物细胞显微术在内的光学成像技术具有根本重要性。虽然相位成像的传统方法通常依赖于庞大的光学组件或计算后处理，但元光学器件最近已经展示了全光学、超紧凑的图像处理方法。在这里，我们描述了一种利用光子自旋轨道耦合来创建用于实时相位成像的非对称光学传递函数的超颖表面。实验证明了通过该设备的传输的不对称性的效果与生成的高对比度的伪3D强度图像的相位变化在光波场，而不需要后处理。这种非干涉方法在生物活细胞成像和实时波前传感方面具有潜在的应用。
2021-11-09 physics.optics
Coherent imaging of extended objects
当与相干光一起使用时，光学成像系统，即使是衍射受限的，也固有地不能再现二维场分布的振幅和相位，因为它们的脉冲响应函数从点到点缓慢变化（称为非等晕性的特性）。对于足够小的物体，这通常会导致相位失真，对测量的强度没有影响。在这里，我们表明，强度分布也可以显着扭曲时，大的扩展或特殊形状的对象被成像。我们用两个简单的例子来说明这个问题：针孔相机和无像差的薄透镜。我们的理论分析预测的效果也证实了实验观察。
2008-07-10 physics.optics
Light-induced optical switching in an asymmetric metal-dielectric microcavity with phase-change material
我们提出了一种基于非对称高Q值微腔的红外功率开关，该微腔将金属纳米层紧密靠近相变材料（PCM）制成的层。微腔被设计成使得当PCM层处于低温相时，金属纳米层与谐振电场分量的节面重合，以允许高谐振透射率。当光强度超过某一阈值时，PCM层的光致加热触发相变，伴随着在转变温度附近其折射率的突然变化。后者导致节平面远离金属纳米层的偏移，使得整个微腔在宽频率范围内具有高反射性。PCM折射率的接近二进制性质允许在转变点以下的宽范围的环境温度下的低强度共振透射。
2019-06-23 physics.optics
Experimental robustness of Fourier Ptychography phase retrieval algorithms
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；École Normale Supérieure（巴黎高等师范学院）；Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院）；University of Southern California（南加州大学）
傅里叶重叠关联成像是一种新的计算显微技术，它提供了具有宽视场和高分辨率的千兆像素级强度和相位图像。通过在不同照明角度下捕获低分辨率图像的堆叠，可以使用非线性逆算法来计算地重建高分辨率复场。在这里，我们比较和分类多个建议的逆算法的实验鲁棒性。我们发现，误差的主要来源是噪声，像差和误校准（即模型失配）。使用模拟和实验，我们证明了成本函数的选择起着至关重要的作用，基于幅度的成本函数比基于强度的成本函数表现得更好。其原因是傅立叶重叠关联成像数据集由来自明场和暗场照明的图像组成，表示大范围的测量强度。噪声（例如泊松噪声）和模型失配误差都显示出与强度成比例。因此，使用适当的成本函数的算法将更能容忍噪声和模型失配。鉴于这些见解，我们提出了一个全球性的牛顿法算法，这是强大的和计算效率。最后，我们讨论了算法校正像差和误校准的程序的影响。
2015-12-18 cs.CV physics.optics
Classical trajectories in polar-asymmetric laser fields: Synchronous THz and XUV emission
利用强双色飞秒激光脉冲在氩等离子体中产生同步的极紫外（XUV）和单周期太赫兹（THz）脉冲。通过研究800 nm和400 nm激发脉冲之间的相位延迟以及入射电场的极性不对称程度，发现了偶次和奇次高次谐波强度与太赫兹辐射之间的相关性。弱极性和强极性不对称区的实验结果与基于任意合成电场中经典电子轨迹的简单分析模型一致。
2014-09-30 physics.optics
Asymmetric high energy dual optical parametric amplifier for parametric processes and waveform synthesis
本文报道了一种非对称的高能量双光参量放大器（OPA），它能够使空频、信号或耗尽泵浦在相称或不相称波长处相对锁相。空转和信号可以锁定在200 mrad rms或更好的量级，对应于$λ$ =2 $μ$ m时的212 as抖动。OPA的高能臂输出组合的3.5mJ的信号和闲频，而低能臂输出1.5mJ，整个系统用1 kHz、18 mJ的Ti：Sapphire激光器泵浦。两个臂在1080 nm-2600 nm范围内可独立调谐。相对相位锁定，高输出功率和峰值强度，以及大的可调谐性的组合，使我们的OPA的差频产生（DFG）在强泵浦制度中使用的理想工具，并在近红外高峰值场波形合成。为了证明这种能力，我们产生太赫兹辐射通过两个颜色的波形合成在空气中的等离子体和显示的相对相位上产生的太赫兹强度的影响。在高能量下锁相多个无公度波长的能力为强泵浦DFG和波形合成的多种可能性打开了大门。
2021-02-10 physics.optics
Method to measure off-axis displacements based on the analysis of the intensity distribution of a vortex beam
研究了高斯光束通过螺旋相位板产生的夫琅禾费衍射图样的特性。我们通过解析和数值计算表明，输入光束的离轴位移会产生不对称的衍射图案。沿最大不对称性方向的强度分布显示出两个不同的峰。我们发现，这两个峰值之间的强度比呈指数下降与入射光束的离轴位移，衰减是陡峭的螺旋相位板的光学奇异性的强度越高。我们分析了如何使用这种强度比来测量输入光束的小失调，具有非常高的精度。
2009-02-27 physics.optics
Analytical analysis of the decrease in the focal intensity of a femtosecond laser pulse caused by an imperfect surface of compressor diffraction gratings
针对非对称离面压缩器光栅表面缺陷导致飞秒激光焦强下降的问题，推导焦强解析表达式，发现线性角啁啾影响最大，可通过旋转第四光栅最优角消除，且低质量光栅下光谱窄化或提升焦强。
2024-05-13 physics.optics
Fano-Resonant, Asymmetric, Metamaterial-Assisted Tweezers for Single Nanoparticle Trapping
等离子体纳米结构可以克服阿贝衍射极限以产生强梯度场，从而实现纳米尺寸颗粒的有效光学捕获。然而，在低入射激光强度下实现稳定的捕获仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一个法诺共振辅助等离子体光镊（FAPOT），单个纳米粒子捕获在一个阵列的不对称分裂的纳米孔径，研磨在50 nm的金薄膜。通过调节俘获波长和改变入射激光强度实现了稳定的俘获。在930 nm的近共振捕获波长下，对于20 nm的聚苯乙烯颗粒，实现了8.65 fN/nm/mW的非常大的归一化陷阱刚度。我们发现，陷阱的共振刚度提高了63倍，相比非共振条件。这可以归因于超小的模体积，这使得大的近场强度和腔Purcell效应的贡献。这些结果将有助于在低入射捕获激光强度下实现强捕获，从而为研究单分子（如蛋白质、DNA或病毒）的跃迁路径提供新的选择。
2020-01-23 physics.app-ph physics.optics
Laser-target symmetry-breaking in high harmonic generation: from frequency shift to odd-even intensity modulation
Ho Chi Minh City University of Education（胡志明市教育大学）
该研究统一了高次谐波产生中的频移与奇偶强度调制现象，指出二者共同源于激光-靶系统的非对称性，揭示了随驱动脉冲时长增加的现象转变规律，并通过数值与解析模型验证，为相关应用提供理论支撑。
2024-06-13 physics.optics quant-ph
Phase retrieval based on intensity-only spatiotemporal wavefront shaping
Institut Langevin, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS（朗之万研究所，巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）；Saint-Pères Paris Institute for Neurosciences (SPPIN), CNRS（圣佩尔巴黎神经科学研究所，法国国家科学研究中心）
该研究提出一种基于仅强度时空波前整形的相位检索方法，利用DMD的旋转激发图案提取时空散斑谐波分量，结合梯度优化算法，可免校准地定量估计并补偿不同空间频率的相位畸变，开辟了免校准相位检索的新途径。
2026-08-28 physics.comp-ph physics.optics
Controlling the velocity of ultrashort light pulses in vacuum through spatio-temporal couplings
由于其宽的光谱宽度，超短激光器提供了新的可能性来塑造光束并控制其特性，特别是通过使用时空耦合。在这方面，我们提出了一个理论研究的线性传输的超短激光束，结合时间啁啾和标准的像差称为纵向色差。当这样的光束在真空中或线性介质中聚焦时，这两种效应的相互作用可以被利用来将所得强度峰值的速度设置为瑞利长度内的任意值，即精确地在通常使用激光脉冲的地方。这种光束可以在控制激光与物质的相互作用方面找到突破性的应用，特别是在激光驱动的粒子加速方面。
2017-08-21 physics.optics
Numerical simulation of coherent summation of laser beams in the presence of non-idealities in the dipole focusing system
本研究开发了基于Stratton-Chu衍射积分的反射光场计算程序库，分析含相位畸变等非理想性的偶极聚焦激光相干合成，理论上12束50PW激光可实现超$3×10^{26}$W/cm²强度，实际可达其90%。
2024-12-10 physics.optics
Compact, intense attosecond sources driven by hollow Gaussian beams
本文提出利用空心高斯光束（HGB）驱动高次谐波产生，通过环形焦点分布降低谐波发散和色差，从而在不改变聚焦条件下提升阿秒脉冲的重新聚焦强度与可注入驱动能量，为紧凑型强阿秒光源提供新路径。
2025-07-06 physics.optics
Concept of photonic hook scalpel generated by shaped fiber tip with asymmetric radiation
结构光对现代生物技术和临床实践产生了深远的影响，目前许多光学系统和激光器被用于医学治疗疾病。我们展示了一个新的概念，基于光纤的光学钩手术刀。在非对称辐射的成形光纤尖端附近获得了亚波长光子钩。需要通常用于医学成像的1550 nm连续波源。利用半球形光纤尖端和金属掩模实现了横向特征尺寸小于半波长的光子钩。这一突破是在环境空气中使用直径4 μ m、具有成形尖端的光纤实现的。计算得到的光子钩的强度分布与针尖尺寸之间有很好的相关性。利用成形光纤尖端产生的光子钩更容易操作，对于诸如眼科激光手术、超分辨率显微镜、光刻和材料加工等潜在应用显示出深远的益处。
2020-07-21 physics.optics
Simple few-shot method for spectrally resolving the wavefront of an ultrashort laser pulse
本文提出利用特殊针孔掩模和焦点散斑反演超短激光脉冲光谱分辨波前的少脉冲方法，并实验验证其可准确测量多种色差。
2024-02-26 physics.ins-det physics.optics
Towards direct spatial and intensity characterization of ultra-high intensity laser pulses using ponderomotive scattering of free electrons
提出利用超低气压气体中自由电子的有质动力散射分布直接测量超高强度激光强度与空间结构，并经两套激光系统实验验证。
2023-07-17 physics.ins-det physics.optics physics.plasm-ph
Beamfit: Algorithmic Wavefront Reconstruction of Laser Beams Using Multiple Intensity Images and Laguerre- or Hermite-Gaussian Basis
针对激光系统的波前误差问题，提出Beamfit算法，基于多幅CCD图像和高斯模式基重构波前，通过优化计算复杂度和预计算参数大幅提升效率，计划开源发布。
2024-01-29 physics.comp-ph physics.optics
Single Exposure Quantitative Phase Imaging with a Conventional Microscope using Diffusion Models
利用色差和扩散模型实现单次曝光的高精度相位成像，提升生物医学应用的效率。
2024-12-20 cs.AI eess.IV physics.optics
Complete temporal characterisation of asymmetric pulse compression in a laser wakefield
我们提出了完整的实验表征的时间形状的强烈超短200 TW激光脉冲驱动的激光尾波场。使用（二阶）频率分辨光学门控（FROG）唯一地测量脉冲的相位。脉冲被非对称压缩，并表现出与预期的非对称自相位调制由于光子加速/减速在相对论等离子体波的正啁啾一致。测得的脉冲持续时间随等离子体的长度和密度的增加而线性减小，与等离子体波中的强度相关的群速度变化定量一致。
2010-10-18 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Phase-controlled Optical PT symmetry and asymmetric light diffraction in one- and two-dimensional optical lattices
提出了一种新的方案，研究了弱探测光场在一维和二维冷原子晶格中的非对称衍射。利用一个驻波、两个耦合激光场和一个探针，驱动原子进入双量子态。我们的研究表明，所提出的方案是能够形成一个不对称的衍射作为诱导光学宇称时间对称性在一维和二维晶格的结果。此外，它表明，非对称的衍射图案可以通过调整相对相位的动态操纵。此外，它揭示了在一维晶格（光栅）的情况下，耦合场的强度的变化有显着的影响衍射级的强度在不均匀分布的衍射。
2020-10-09 physics.optics quant-ph
Apollon Real-Time Adaptive Optics (ARTAO) -- Astronomy-Inspired Wavefront Stabilization in Ultraintense Lasers
针对超强激光动态像差与热效应问题，本文在Apollon装置实现受天文AO启发、基于CACAO和GPU的905 nm引导光束实时闭环自适应光学系统，并验证其校正效果及集成挑战。
2025-01-21 hep-ex physics.optics
Low-Power Optical Traps using Anisotropic Metasurfaces: Asymmetric Potential Barriers and Broadband Response
我们提出了使用定制的各向异性和双曲超颖表面与线性偏振高斯光束照明的瑞利粒子的光捕获。该平台允许工程师在光束轴处的光学陷阱，其响应由来自光散射过程中超受限表面等离子体的定向激发的非保守和巨大的反冲力控制。与在大块金属上设置的光学陷阱相比，所提出的陷阱是宽带的，在这个意义上，可以设置在超颖表面支持表面等离子体激元的宽范围内以任何频率振荡的光束。在该范围内，超颖表面通过拓扑过渡从各向异性椭圆形演变为双曲线状态，并使光学陷阱具有独特的空间非对称势分布，由激发的等离子体激元的动量不平衡引起的局部势垒，以及允许使用低强度激光束稳定捕获纳米颗粒的增强的势深度。为了研究该平台的性能，我们开发了一个严格的形式主义的基础上的洛伦兹力结合各向异性格林函数的瑞利近似和计算的捕获潜力的非保守力使用Helmholtz-Hodge分解方法。定制的各向异性和双曲线超颖表面，通常由纳米结构化薄金属层实现，使得能够使用在可见光或IR中操作的低强度激光源来捕获和操纵纳米级的颗粒，并且可以实现生物工程、物理和化学中的广泛应用。
2020-08-01 physics.app-ph physics.optics
High Speed Precise Refractive Index Modification for Photonic Chips through Phase Aberrated Pulsed Lasers
提出一种结合非热态与热态优势的光子芯片折射率修饰方案，通过操控球面像差重分配脉冲能量，实现20 mm/s高速、16 x 10-3高对比度及任意截面高精度制造。
2023-07-26 physics.app-ph physics.optics
Digital phase-only holography using deep conditional generative models
Cavendish Laboratory（卡文迪什实验室）；University of Cambridge（剑桥大学）
全息波整形在物理科学中有着广泛的应用，特别是在数字空间光调制器（SLM）的发展之后。数字全息术的一个关键挑战在于找到最佳的全息图案，该图案将入射激光束转换成共轭光学平面中的期望形状。现有的剧目的方法来解决这个逆问题是建立在迭代相位恢复算法，不考虑光学像差和理论模型的偏差。在这里，我们采用了一种无物理、数据驱动和概率的方法来解决这个问题。使用深度条件生成模型，如生成对抗网络（cGAN）或变分自动编码器（cVAE），我们近似给定目标激光强度模式的全息图的条件分布。为了减少问题的基数，我们训练我们的模型上的代理映射相关的8x8矩阵的复值空间频率系数，以确保100x100形状的强度分布记录在相机上。我们讨论了这个简化问题中仍然存在的“病态”程度，并比较了不同的生成模型架构找到重建给定强度图案的全息图的能力。最后，我们对我们的模型提出挑战，以推广到合成目标强度，其中匹配全息图的存在不能得到保证。我们设计了一个前向插值训练方案，旨在为模型提供在激光强度空间而不是全息图空间插值的能力，并表明这确实提高了模型在合成数据集上的性能。
2019-11-03 cs.CV eess.IV physics.comp-ph
