MIM Structure for optical vortex beam generator at nanoscale level
携带轨道角动量（OAM）的光束在许多领域有着广泛的应用。为了在光子集成器件中应用这些特定的光束，已经提出了创新的光学元件。在这里，我们感兴趣的是在纳米级的OAM携带光束的产生。基于金属-绝缘体-金属多孔等离子体涡旋透镜，我们设计并实验验证了一种等离子体光学涡旋发射器。我们的等离子体激元元件被示出为将撞击的圆偏振光转换成能够传播到远场的轨道角动量状态。此外，可以通过切换入射光偏振的旋向性来从外部调整出现的OAM。该器件具有几微米的半径，OAM光束从亚波长孔径产生。PVL集成阵列的制作和多个光学涡旋的同时发射为光学涡旋发射器的大规模集成和广泛应用提供了一种简单的方法。
2018-04-06 physics.optics
Fast random number generator based on optical physical unclonable functions
提出了一种基于自制光学物理不可克隆函数（PUF）的快速随机数产生方法。用连续调制的输入激光波前照射光学PUF以获得不同的散斑图案。通过一个简单的后处理算法，从散斑图中完全提取出随机数。我们的原理验证实验实现了0.96 Gbit/s的总随机数生成速率，并验证了随机性，这远远快于以前的基于光学PUF的方案。我们的研究结果表明，所提出的随机数发生器（RNG）的建议有很大的潜力，实现超快随机数产生速率高达几百Gbit/s。
2021-09-08 cs.CR physics.app-ph physics.optics
10 THz Ultrafast Function Generator - generation of rectangular and triangular pulse trains-
我们报告的任意光波形的合成通过操纵拉曼边带的光谱相位与宽频率间隔线。在10.6229 THz的重复频率下稳定地产生矩形和三角形脉冲串，这让人想起超快函数发生器。
2010-08-31 physics.optics
Reconfigurable vortex beam generator based on the Fourier transformation principle
提出了一种在光子芯片上产生不同轨道角动量阶数任意叠加涡旋光束的方法。提出了一种利用傅里叶变换原理，通过控制片上入射光的幅值和相位，实现对不同OAM器件的调制的分布式傅里叶全息光栅，将波导中传播的光波转换为自由空间中的涡旋光束。作为一个例子，我们研究了一个典型的器件组成的九个傅里叶全息光栅的扇形波导。通过标量衍射计算，可重构涡旋光束发生器输出光束的OAM可以通过调节输入光场的相位在-2到2阶范围内按需控制，数值计算表明，所产生的涡旋光束保真度在0.69以上。傅里叶全息光栅的工作带宽约为80 nm，保真度大于0.6。我们的工作提供了一种可行的方法来操纵涡旋光束或检测任意叠加的OAM，它可以用于集成光子结构的光学捕获，信号处理和成像。
2018-04-10 physics.optics
3D laser printing by ultra-short laser pulses for micro-optical applications: towards telecom wavelengths
提出了使用飞秒（fs-）激光振荡器在100微米足迹区域上三维（3D）快速（< 0.5小时）打印低至亚波长分辨率的微光学元件。利用低于1 nJ的脉冲能量，在SZ 2080抗蚀剂上制作了由具有方位角变化取向的聚合光栅段制成的光学涡旋发生器，聚合棒的宽度为~150 nm，周期为0.6-1微米。用Berek补偿器（在白光照明下）手动进行详细的相位延迟分析，并使用等效原理通过在546 nm处的自动化Abrio实现。由于光栅的周期与可见光的波长相当（或更大），因此需要对延迟进行直接的实验测量。通过金溅射，透射型光学涡旋发生器变成具有增强延迟的反射型光学涡旋发生器，n. h由形式双折射n和高度h = 2d定义，其中d是聚合结构的厚度。用Berek补偿器在可见光波长下测量，延迟达到315 nm。基于所提出的方法，可以实现高纯涡旋发生器所需的180度（或半波长）的双折射相位延迟。具有方位定向光栅的亚波长图案的电信波长的光学涡旋发生器可通过直接激光聚合来处理。
2017-07-28 physics.optics
Tunable optical parametric generator based on the pump spatial walk-off
提出了一种新型的光学参量发生器（OPG），其中一束下转换光沿泵浦光的坡印廷矢量自发产生。结果，由于高转换效率，所产生的光束（信号和闲频）是明亮的，由于坡印廷矢量的优选方向，空间上接近单模，在宽波长范围内可调谐，并且是宽带的。这两个光束在频率和每个脉冲的光子数上也是相关的。此外，由于它们的热统计，这些光束可以用作泵浦，以有效地产生其他非线性过程。
2015-11-09 physics.optics quant-ph
All-Optical Brillouin Random number Generator
Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高等研究中心）；Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动仪器研究所）；Institute for Theoretical and Applied Electromagnetics（理论与应用电磁学研究所）
基于布里渊光学机械系统，提出一种全光随机数生成器，通过控制外部泵波振幅和种子波强度实现随机比特序列的生成，并通过NIST测试验证其有效性。
2026-02-24 physics.optics quant-ph
Unbiased All-Optical Random-Number Generator
随机比特的产生在现代信息科学中具有巨大的重要性。密码安全是基于随机数，需要一个物理过程来生成它们。这通常由硬件随机数生成器执行。这些通常表现出一些问题，即实验偏差，系统中的记忆和其他技术上的微妙之处，这降低了熵估计的可靠性。此外，生成的结果必须进行后处理以“消除”这种虚假效果。在这里，我们提出了一个纯粹的光学随机性发生器，基于双稳态输出的光学参量振荡器。探测器噪声不起作用，不需要进一步的后处理。在进入双稳态状态时，最初产生的输出相位取决于真空波动。随后，相位被严格锁定，并且可以相对于从泵浦激光器得到的脉冲训练很好地确定。这提供了一个无歧义的输出，它被可靠地检测到并与二进制结果相关联。产生的随机比特流类似于一个完美的抛硬币，并通过所有相关的随机性措施。所产生的二进制结果的随机性进一步确认所产生的条件熵的分析。
2017-12-06 physics.optics quant-ph
Towards Faster InP Photonic Crystal All-Optical-Gates
我们证明了一个P掺杂磷化铟光子晶体全光门的恢复特性的快时间常数的两倍加速。时间分辨光谱分析进行了比较与一个三维漂移扩散模型的载流子动力学，展示了从双极到更快的少数载流子为主的扩散制度的过渡。这为更快而有效的纳米光子全光闸打开了前景。
2015-06-06 physics.optics
High-efficiency coupled-cavity optical frequency comb generation
提出双腔光频梳发生器产生皮秒脉冲，克服单腔效率限制，实现GHz重复率及百倍效率提升，支持脉冲宽度可调，为定时、计量和LIDAR提供紧凑便携方案。
2023-02-20 physics.optics
Polarization control for slow and fast light in fiber optical, Raman-assisted, parametric amplification
基于窄带光参量放大的高效慢光和快光光纤器件需要对相互作用中涉及的波进行严格的偏振控制。高双折射和自旋光纤的使用进行了理论研究，可能的损害评估，并确定设计参数。
2009-09-23 physics.optics
Spatially and spectrally resolved orbital angular momentum interactions in plasmonic vortex generators
理解产生光学轨道角动量（OAM）的近场电磁相互作用是将扭曲光集成到纳米技术中的核心。在这里，我们研究的阴极射线发光（CL）的等离子体涡流进行OAM产生的螺旋纳米结构，通过扫描透射电子显微镜（STEM）。纳米螺旋几何形状定义了由STEM-CL采样的光子局域态密度（LDOS），其提供了对具有纳米空间和meV光谱分辨率的等离子体涡旋的相位和振幅的访问。我们映射螺旋结构中的等离子体涡旋的全光谱色散，并研究增加拓扑电荷对检测到的CL信号中的等离子体相位和振幅的影响。漩涡映射在CL在一个广泛的光谱范围内，和近场光学签名的预测和检测到的位置之间的偏差高达5%的观察。最后，增强的发光观察到从同心螺旋旋向相反的旋向的同心螺旋相比，从同心螺旋旋向，表明潜在的耦合等离子体涡旋手性纳米结构的光学OAM的灵敏检测和操作。
2017-05-30 physics.optics
Spin-Orbit Coupling for Optical Vortex Generation in van der Waals Materials
本文提出利用范德华材料的高双折射特性，通过自旋-轨道耦合在亚波长厚度内高效产生光学涡旋光束，为无需纳米加工的超紧凑涡旋发生器提供了新方法。
2024-08-22 physics.app-ph physics.optics
Simple source device-independent continuous-variable quantum random number generator
相位随机化光学零差检测是用于执行量子态层析成像的公知技术。到目前为止，它主要被认为是一种用于实验室实验的复杂工具，但不适合实际应用。在这项工作中，我们改变的角度，并采用这种技术来建立一个实用的连续变量量子随机数发生器。我们利用一个相位随机本地振荡器实现的增益开关激光约束的最小熵和提取真正的随机性从一个完全未表征的输入，可能由恶意的对手控制。我们的原理验证实现实现了270 Mbit/s的等效速率。与其他源设备无关的量子随机数发生器相比，本文提出的量子随机数发生器不需要额外的有源光学组件，因此代表了未来紧凑的、无调制器的、经认证的随机性发生器的可行解决方案。
2019-07-17 physics.optics quant-ph
Compact optical waveform generator with digital feedback
University of Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；QPerfect
本文提出了一种紧凑型光学波形生成器，通过双程声光调制器和实时检测器实现亚微秒级精确激光脉冲生成，用于量子逻辑门的实现。
2024-10-31 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Certified quantum random number generator based on single-photon entanglement
量子纠缠是保证随机数安全性的理想资源，在许多科学和密码学应用中被采用。然而，基于纠缠的认证随机数生成器的实现特别具有挑战性。在这里，我们证明了一个新的认证的量子随机数发生器的基础上的动量偏振纠缠单光子态。单光子纠缠的使用允许采用衰减的激光源和仅利用线性光学部件的简单设置。对于后者，半设备无关的建模的光子量子随机数发生器的开发，证明了最小熵的$(2.5\pm 0.5)\%$，对应于4.4 kHz的生成速率。以系统中的更高信任级别为代价，经认证的最小熵可以增加到$(30.1 \pm0.5 )\%$，这意味着52.7 kHz的生成速率。我们的研究结果表明，一个简单的光学实现与准确的建模相结合，提供了一个基于纠缠的高安全性的量子随机数发生器使用不完美的设备。
2021-09-17 physics.optics quant-ph
Hot spin spots in the laser-induced demagnetization
激光诱导的飞秒磁性同时依赖于两个独特的贡献：（a）激光场和磁性系统之间的光学偶极相互作用（ODI）和（b）两个过渡态之间的自旋期望值变化（SEC）。令人惊讶的是，到目前为止，还没有研究同时考虑到这两种贡献。在这里，我们通过引入光学自旋发生器的新概念来做到这一点，它是SEC和ODI在过渡态之间的产物。在铁磁镍中，我们的第一性原理计算表明，光学自旋产生子的值越大，动态自旋矩变化越大。这个简单的生成元直接将每个晶体动量k点处的随时间变化的自旋矩变化ΔMk z（t）与其固有的电子结构和磁性联系起来。这些自旋热点是光自旋发生器的直接表现，应该是未来研究的重点。
2012-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
A power-efficient integrated lithium niobate electro-optic comb generator
提出一种集成铌酸锂电光梳生成器，通过多模式复用使光信号4次往返通过调制电极，大幅提升相位调制效率并降低功耗，在0.63 W射频功率下生成47条梳齿的宽带频率梳。
2022-08-23 physics.app-ph physics.optics
Tunable RF and microwave photonic sideband generator based on cascaded 49GHz and 200GHz integrated ring resonators
我们提出了一种基于双级联微环谐振器的连续射频可调谐正交偏振光学单边带（OP-OSSB）发生器。通过将输入双边带信号经由TE极化MRR和TM极化MRR分成正交极化载波和下边带，产生OP-OSSB信号。通过调节输入光的偏振角，实现了高达57.3dB的光载波边带比的大调谐范围。OP-OSSB发生器的工作RF频率可通过两个MRR的独立热控制在21.4 GHz范围内连续调谐。我们的器件代表了一种具有宽带可调谐RF操作的OP-OSSB生成的竞争方法，并且有希望用于雷达和通信系统中的光子RF信号传输和处理。
2018-09-26 physics.app-ph physics.optics
Recommendations and illustrations for the evaluation of photonic random number generators
本文针对光学随机数发生器评估方法不足的问题，提出将物理熵源与确定性后处理分离并考虑测量数字化影响的新范式，并以 Cohen-Procaccia 熵率估计和 NIST 新标准草案对三种典型光学熵源进行比较评估。
2017-08-15 nlin.CD physics.data-an physics.optics
Proposal for photoacoustic ultrasonic generator based on Tamm plasmon structures
本研究提出基于光激发Tamm等离激元结构的超声发生器方案，通过该结构实现任意波长激光脉冲全吸收以适配红外半导体激光器，经建模优化设计，可发射频段达100MHz且频谱预设的超声波，转换效率随激光调制频率与激发功率线性增长。
2020-06-04 physics.app-ph physics.optics
Nonlinear Nanophotonic Circuitry: Tristable and Astable Multivibrators and Chaos Generator
集总光学纳米元件（或元电子学）的概念，其中纳米尺度的结构作为纳米电感器，纳米电容器和纳米电阻器，已经吸引了大量的关注，作为一个简单的工具箱工程不同的纳米光子器件与微电子学的类比。虽然最近的研究主要集中在线性功能上，但微电子器件中的非线性动力学起着至关重要的作用，并提供了现代应用中使用的大多数功能。在这里，我们扩展了元电子学的范例，并添加非线性动力学模式的纳米光子器件，从来没有与光学纳米天线。具体而言，我们表明，非线性二聚体纳米天线可以在三稳态和非稳态多谐振荡器以及混沌发生器的制度。这些模式背后的物理机制依赖于二聚体中纳米颗粒的克尔型非线性，其通过偶极局部表面等离子体共振增强。这允许在中等光强下提供正的非线性反馈，从而通过调节驱动场参数来产生期望的动力学行为。我们的研究结果揭示了一类新的非线性纳米光子器件具有可调的非线性动力学响应。
2021-06-17 nlin.CD physics.app-ph physics.optics
Fast and robust reconstruction algorithm for fluorescence diffuse optical tomography assuming a cuboid target
提出了一种快速、鲁棒的荧光漫射光学层析算法。我们通过假设长方体来识别荧光目标的位置。数值实验和活体实验验证了所提出的数值方法。
2019-03-01 eess.IV physics.optics
High-efficiency and broadband electro-optic frequency combs enabled by coupled micro-resonators
集成光子学的发展导致了稳定、紧凑和宽带的梳状发生器，支持广泛的应用。然而，目前的片上梳状发生器仍然受到低的光泵浦-梳状转换效率的限制。在这里，我们展示了一个集成的电光频率梳，转换效率为30%，光学带宽为132 nm，具有100倍的转换效率和2.2倍更宽的光学带宽相比，以前的国家的最先进的集成电光梳。我们进一步表明，启用的高效率，该设备作为一个片上飞秒脉冲源（336 fs脉冲持续时间），这是重要的应用在非线性光学，传感和计算。作为一个例子，在超快和高功率的制度，我们展示了一个组合的EO-χ^（3）非线性频率梳的观察。我们的设备铺平了道路，为实用的光学频率梳发生器，使能源效率的计算，通信和计量，并提供了一个平台，以研究新的制度的光学物理，同时涉及多种非线性。
2021-12-16 physics.app-ph physics.optics
Physics-Informed Neural Operator for Fast and Scalable Optical Fiber Channel Modelling in Multi-Span Transmission
我们提出了有效的建模光纤通道通过NLSE约束的物理信息的神经操作员没有参考解决方案。这种方法可以很容易地扩展距离，序列长度，发射功率和信号格式，并实现了超快速模拟16-QAM信号传输与ASE噪声。
2022-07-12 eess.SP physics.optics
Fast phase cycling in non-collinear optical two-dimensional coherent spectroscopy
随着光学二维相干光谱（2DCS）的应用范围不断扩大，提高光学2DCS的检测灵敏度变得至关重要。我们在非共线光学2DCS实现中发展了一种快速相位循环方案，通过使用液晶相位延迟器来调制两个激发脉冲的相位。信号中的背景可以通过将两个或四个干涉图与适当的相位配置相结合来消除。该方法的有效性在原子蒸气的光学2DCS测量中得到了验证。这种快速相位循环方案将使光学2DCS在需要增强检测灵敏度的新兴应用中成为可能。
2020-08-18 physics.atom-ph physics.optics
Generators of nonclassical states by combination of the linear coupling of boson modes, Kerr nonlinearity and the strong linear losses
利用克尔非线性、强线性吸收或损耗以及光模的线性耦合，可以构造光的量子态发生器。例如，我们的设置可以通过使用光纤技术来实现。我们详细考虑最简单的情况下，三个和四个耦合模式，其中一个强损耗模式是线性耦合到其他线性和非线性模式。在三模设计中，我们的方案模拟了三阶非线性吸收，允许产生单光子态，或双光子吸收允许产生相位态。在四模设计中，该方案模拟了非局域吸收，产生了两个非耦合模的纠缠态。我们还注意到，在后一种情况下，在相位状态产生的情况下，输出状态是在线性模式，这防止了其随后的退化伴随着强克尔非线性的强损耗。
2011-06-10 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Macroscopic noise amplification by asymmetric dyads in non-Hermitian optical systems for generative diffusion models
研究自由扩展非厄米光学系统中非对称二元组的噪声放大机制，发现其可用于构建高效传感器、超快随机数生成器及克服数字限制的模拟全光退化扩散模型。
2024-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
