Thermo-Optic Properties of Silicon-Rich Silicon Nitride for On-chip Applications
本研究表征了PECVD制备的不同硅含量富硅氮化硅薄膜的热光系数，揭示二者关联并测得最高值，还研制出高消光比、低功耗的SRN MMI热光开关，为片上光子应用提供支撑。
2020-05-09 physics.app-ph physics.optics
Thermo-optical bistability in silicon micro-cantilevers
本文报道了在mW功率的激光辐照下硅微悬臂梁中观察到的热光双稳态现象：在相同的输入功率下，反射率、透射率、吸收率和温度在两个稳定态之间可以改变两倍。在双稳态的起源处的吸收的温度依赖性的结果从悬臂厚度中的内部反射之间的干涉，作为一个有损法布里-珀罗腔。提出了描述热光耦合的理论模型。对真空中两种不同可见光波长辐照的硅单晶的实验结果与该模型的预测定量一致。
2021-04-20 physics.app-ph physics.optics
Efficient thermo-optic micro-ring phase shifter made of PECVD silicon-rich amorphous silicon carbide
研究了等离子体增强化学气相沉积法制备的富硅非晶碳化硅（a-SiC）薄膜的热光系数（TOC）。我们发现，TOC的薄膜增加，其硅含量的增加。测量到TOC的三倍以上的改善，达到与$1.88 \times 10^{-4} K^{-1}$一样高的TOC，这与晶体硅的TOC相当。通过将富硅a-SiC微环结构与NiCr加热器相结合，也证明了一种有效的热光移相器。在1550 nm波长处测得其调谐效率$P_π$低至4.4 mW。这些发现使得富硅a-SiC成为光子集成电路中热光应用的良好材料候选者。
2022-09-26 physics.app-ph physics.optics
Mode-walk-off interferometry for position-resolved optical fiber sensing
同时感测和解析沿光纤的被测对象的位置实现了许多机会，特别是对于大规模传感器部署不可行的环境中的应用。尽管基于往返飞行时间测量的技术取得了重大进展，但双向传播的需要对其在包含非互易元件的光纤通信链路中的部署施加了根本性障碍。在这项工作中，我们打破了这一障碍，通过引入一个位置分辨传感技术的基础上的两个弱耦合的非简并模式的光纤的干涉，因为他们走了通过彼此。我们使用这种模式走离干涉实验测量和本地化的物理变化，在测试中的光纤（轴向应变和温度），而没有典型的要求往返飞行时间测量。该方法的单向传播要求使其与包含非互易元件的光纤链路兼容，从而揭示了用于多种传感应用的路径，包括放大空分复用电信链路中的超长距离分布式传感。
2022-08-01 physics.app-ph physics.optics
Simultaneous Amplitude and Phase Measurement for Periodic Optical Signals Using Time-Resolved Optical Filtering
时间分辨光学滤波（TROF）通过快速光电二极管和可调窄带光学滤波器测量频谱图或声波图。对于周期性信号，为了匹配声图，使用数值TROF算法来找到原始复电场或等效的幅度和相位。对于相位调制的光信号，TROF算法使用声图的凹坑和脊来启动。
2005-05-11 physics.ins-det physics.optics
All-optical frequency resolved optical gating for isolated attosecond pulse reconstruction
我们展示了一种精确表征阿秒极紫外脉冲的全光学方法。采用强驱动脉冲和适当的选通技术，从高次谐波中产生孤立的阿秒脉冲。当弱场与驱动器同步时，它通过改变电子轨迹的累积相位来扰动谐波产生过程。受扰谐波谱可以表示为未受扰偶极子和相位门的卷积，这意味着使用传统的频率分辨光学门方法完全重建孤立的阿秒脉冲的有效性。这种原位测量方法避免了广泛使用的阿秒拖尾测量中的中心动量近似，为孤立的阿秒脉冲提供了一种简单可靠的测量方法。
2019-11-15 physics.optics
The momentum-resolved and time-resolved two-color optical coherence absorption spectrum in the scattering process
研究了GaAs量子阱在有电荷流存在下的双色光学相干吸收谱。我们发现QUIC-AB不仅强烈地依赖于电子流的幅度，而且还依赖于电子流的方向。因此，QUIC-AB可以直接实时检测散射过程中散射电流的幅度和角分布。散射波的相移和散射势的细节也可以确定。
2011-05-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Revealing Carrier-Envelope Phase through Frequency Mixing and Interference in Frequency Resolved Optical Gating
我们证明，完整的时间特性的几个周期的电磁脉冲，包括检索的载波包络相位（CEP），可以直接从频率分辨光选通（FROG）技术，其中非线性混频过程之间的干扰得到解决。我们推导出一个框架，该计划，定义实域FROG（ReD-FROG），适用于和差频分量之间的干扰和基本和/差频分量之间的情况。一个成功的数值演示的Red-FROG的情况下，提供了一个自参考测量。进行了原理验证实验，其中准确地获得了单周期太赫兹脉冲的CEP，并证明了超越电光采样带宽限制的太赫兹检测的可能性。
2015-01-20 physics.optics
Atomic-scale imaging of laser-driven electron dynamics in solids using subcycle-resolved x-ray-optical wave mixing
我们调查激光驱动的电子动力学在固体中的原子尺度上，并在真实空间内的Floquet形式主义，并开发了一种方法的基础上亚周期分辨X射线光波混合重建这些动态。我们分析了时间反转和反转对称性如何影响光致电荷分布和微观电子流的性质。几个例子的$μ$阶带隙晶体的微观光学响应的情况下，当有一个相当大的或消失的$μ$阶宏观响应进行了比较。然后，我们分析的后果，晶体对称性上的亚周期分辨X射线光波混合，一个过程中，一个X射线脉冲的持续时间短于光周期的驱动脉冲与激光修整晶体相互作用。在此基础上，我们提出了一种利用X射线-光混频谱的动量和延迟依赖关系来重建光致电荷分布傅里叶分量的振幅和相位的方法。亚周期分辨的X射线-光波混频也揭示了微观光学响应的时间振荡的相位和微观激光驱动电子流的一些性质。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phase-resolved optical characterization of nanoscale spin waves
我们从理论和实验上研究了薄坡莫合金层上硅盘阵列的布里渊光散射过程。我们表明，相位分辨布里渊光散射显微镜阵列上进行的弱相互作用的介电纳米谐振器可以检测到纳米级的波，并测量其色散。在我们的实验中，我们能够以6 nm的精度绘制209 nm波长的自旋波相位的演化。这些结果证明了全光相位分辨表征纳米自旋波的可行性。
2023-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Thermometry with Quantum Emitters in Hexagonal Boron Nitride
纳米尺度光学测温是一种具有高灵敏度和高空间分辨率的非接触式局部温度测量方法。在这项工作中，我们提出了一个确定性的光学测温技术的基础上，在纳米六方氮化硼量子发射。我们表明，这些纳米温度计表现出更好的性能比同源，全光学纳米温度计的灵敏度和工作温度范围。我们通过监测各种定制微电路中特定位置的局部温度来证明它们作为纳米温度计的有效性。这项工作开辟了新的途径，纳米级的温度测量和热流研究的小型化，集成器件。
2020-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Imaging carrier transport properties in halide perovskites using time-resolved optical microscopy
卤化物钙钛矿对于相对粗加工的半导体具有显著的性质，包括大的光吸收系数和长的载流子寿命。由于这些特性，这些材料现在正在与现有技术竞争，用于成本效益和高效的光捕获和发光器件。然而，我们对这些材料中载流子行为的基本理解，特别是在纳米到微米尺度上，总体上落后于经验器件性能。这种理解对于控制载流子、开发新的器件结构和将器件推向其性能极限是必不可少的。在其他工具中，光学显微镜和光谱技术揭示了关于重要长度尺度上的载流子复合和传输的丰富信息。在这份进展报告中，我们详细介绍了时间分辨光学显微镜技术对我们集体理解这些材料的微观物理学的贡献。我们讨论了该领域正在进行的技术发展，这些技术正在克服传统的实验限制，以便在多个时间和长度尺度上可视化传输特性。最后，我们提出了将光学显微镜与互补技术相结合的策略，以获得最先进的钙钛矿器件中局部载流子电子物理学的整体图像。
2019-11-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph 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
Thermo-Optic Multi-Stability and Relaxation in Silicon Microring Resonators with Lateral Diodes
我们证明了具有横向p-i-n结的硅光子微谐振器的电压可调谐热光双稳和三稳特性，并提出了一种表征集成光学谐振器的热光瞬态响应的技术。我们的热光瞬态响应测量方法适用于任何集成光子学平台，并使用标准设备。封装波导中的热光弛豫被发现是近似对数的时间，与二维热扩散的解析解一致。我们建立了一个热光微晶体的多稳定性和动力学模型，该模型在很宽的工作条件下与实验数据一致。我们的工作突出了半导体波导中主动自由载流子去除和热光加热之间的基本联系，这一结果与克尔孤子状态稳定性和片上频率梳产生特别相关。本文所研究的器件是在CMOS代工工艺中制造的，因此我们的模型对硅光子波导器件的设计是有用的。
2020-03-22 physics.optics
Spectrally resolved detection in transient-reflectivity measurements of coherent optical phonons in diamond
相干光学声子在理解和设计光-物质相互作用中起着至关重要的作用，并且可以通过瞬态反射率测量来检测。在本文中，我们演示了光谱分辨检测相干光学声子在金刚石从超短红外泵浦探测测量使用光学带通滤波器。我们表明，这提高了灵敏度约35倍，在测量的相干振荡的瞬态反射率相比，常用的光谱集成测量。为了解释这一现象，我们讨论了它的机制。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Time-resolved Diffusing Wave Spectroscopy to Enable Ultrafast Electro-optic Relaxation Dynamic in Liquid Crystals
由于其统计性质，使得能够控制自发动态过程在实践中是一项非常复杂的任务，并且双折射液晶（NLC）系统中的电光（E-O）弛豫动态也不例外。控制E-O弛豫时间需要适当的显微可视化。为此，首次建立了时间分辨扩散波谱（TR-DWS），并进一步证明了通过控制NLC的取向有序度，可以使NLC的线性E-O弛豫时间从25毫秒提高到350微秒。除了改善线性电光动力学外，预计所提出的TR-DWS的应用范围可能扩展到诸如混浊介质中的光学成像、包括微型激光器、非晶光子晶体等在内的复杂量子系统中的相干控制和光学操纵等应用。
2019-01-22 physics.optics
Thermo-optical response of photonic crystal cavities operating in the visible
本文研究了可见光区亚磷酸镓光子晶体腔中的热光效应。通过测量窄共振的位移，我们推导出温度范围在5 K和300 K之间的温度范围内，在约605 nm的波长的磷化镓的局部折射率在阿升volumina的温度依赖性。此外，研究了光子晶体腔在可见光热光开关中的应用潜力。作为一个例子，我们证明了热光开关与13 dB的对比度。
2013-05-01 physics.optics
Thermo-optic hysteresis with bound states in the continuum
我们考虑在连续介质中支持束缚态的硅结构中的热光滞后。考虑到辐射传热作为一个主要的冷却机制，我们构建了一个非线性模型描述的光学响应。结果表明，在临界耦合条件下，在可见光红边低强度入射光$I_0\approx 1~\rm{W/m^2}$时，可以获得热光滞后效应。
2022-10-05 physics.optics
Depth-resolved polarisation sensitive optical coherence tomography reveals the complex microanatomical response of cartilage to compression
针对传统机械载荷下软骨微观结构分析多具破坏性的问题，本研究评估深度分辨PS-OCT的应用效果，证实其可无创揭示载荷下软骨微观结构，为优化软骨健康临床评估提供新途径。
2025-07-29 physics.med-ph physics.optics
Frequency-resolved microscopic current density analysis of linear and nonlinear optical phenomena in solids
本研究提出固体电子动力学的频率分辨微观电流密度分析方法，结合含时密度泛函理论第一性原理模拟，可有效捕捉金属、半导体和绝缘体中不同电子的特性，为线性与非线性光学现象的微观研究提供新手段。
2023-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Time-resolved dual-comb spectroscopy with a single electro-optic modulator
时间分辨近红外吸收光谱的单一的不可重复的瞬态事件进行高光谱分辨率与双梳干涉仪使用连续波激光器，其次是一个单一的电光振幅调制器。通过共享高速电气/光学组件，我们的光谱仪大大简化了双梳光谱的实施，并提供了高互相干时间，测量值高达50秒，无需任何主动稳定系统和/或数据处理。在我们的实验演示中，可以重新配置的时间分辨率短至100微秒。对于36 GHz的跨度，平均信噪比为80，在100 MHz的光谱分辨率和100微秒的测量时间，使转振线的参数，包括强度或浓度的精确测定。
2021-05-13 physics.app-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Transient Depth Thermography for Probing Heat Transport
University of North Texas（北德克萨斯大学）；University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）
研究旨在解决面外热导率测量难题，提出瞬态深度热成像方法，利用时间分辨热辐射重建温度分布，编码深度信息获取热传输动力学，在熔融石英和MgF2上验证，不确定度2 - 5%，还测了MgF2热导率，为复杂材料热表征提供通用准确框架。
2026-08-21 physics.optics
The time resolved measurement of ultrashort THz-band electric fields without an ultrashort probe
利用时间分辨探测技术，在不使用超短激光探针的情况下，实现了超短脉冲太赫兹波段电场时间分布的探测。窄带宽光学探针和THz脉冲之间的非线性相互作用将THz光谱强度和相位信息转移到光学区域，从而生成其时间电场包络复制真实THz电场的时间轮廓的光脉冲。该光学包络的特征在于通过基于自相关的FROG测量，从而揭示了太赫兹的时间分布。窄带宽、长持续时间、光学探针和自参考FROG的组合使得该技术固有地不受光学探针和THz脉冲之间的定时抖动的影响，并且可以找到其中THz场最初不是经由超短激光方法产生的特定应用，诸如在粒子加速器中的纵向电子聚束轮廓的测量。
2015-03-03 physics.optics
Phase Resolved Observations of Temporal Soliton Pulse Propagation in Silicon Nanowires
研究了时间孤子脉冲在硅纳米波导中的传输特性。利用相位分辨频率分辨光学门技术对这些非线性现象进行了数值模拟和实验研究。实验观察到孤子脉冲展宽，以及双光子吸收的脉冲分裂，和模拟匹配的所有实验结果。进一步的模拟与验证模型表明，压缩可以观察到厘米长的波导。本研究证明了在比光纤短得多的长度尺度上实现自持孤子脉冲传输的可行性，这为全光数据传输和计算提供了许多潜在的应用。
2013-02-02 physics.optics
Surface plasmon based thermo-optic and temperature sensor for microfluidic thermometry
我们报告了一种基于表面等离子体共振询问的非相互作用的流体热表征技术。使用小于20微升的液体体积，我们已经确定了材料的热光系数，精度优于10^{-5} 1/°C，并证明了温度传感精度为0.03 °C。该装置采用低功率探测激光器，只需要一个单一的波长，偏振和询问角度的准确表征。该设备特别适合于微流体系统内液体和气体的精确诊断，并且还可以容易地集成到各种芯片实验室平台中，提供快速和准确的温度诊断。
2010-09-24 physics.optics
Thermo-optical dynamics of a nonlinear GaInP photonic crystal nanocavity depend on the optical mode profile
我们测量了GaPDMATHABMM In $_{\mathrm{0.49}}$ P光子晶体膜中的模隙纳米腔和离域模的热光非线性动力学。我们模拟这些结果在材料中的热传输和热光响应。通过阶跃调制光输入功率，我们推动非线性谐振在其响应曲线的稳定分支之间跳跃，从而引起非线性开关。一个过冲的强度，然后由一个松弛的尾巴观察到后，开关。以这种方式，测量局域共振和离域共振的热弛豫。衰减时间的显着差异，观察和相关的谐振的光学模式分布。我们使用热光模型再现了观察到的瞬态行为，实现了非瞬时非线性，并考虑了实验测量的谐振的光学模式轮廓。
2020-06-24 physics.optics
Global Estimation of Range Resolved Thermodynamic Profiles from MicroPulse Differential Absorption Lidar
本文提出一种完全自包含的微脉冲差分吸收激光雷达热力学廓线估计方法，结合泊松全变分正则化最大似然估计，实现温度、绝对湿度和后向散射比的自洽反演，将温度反演误差降至3 km以下小于2 K并扩展到5 km。
2024-02-27 eess.SP physics.optics
Electro-optic frequency comb Doppler thermometry
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
基于电光频率梳的多普勒温度计通过减少光学泵浦畸变，提高了碱金属原子温度测量的精度，适用于高要求的应用场景。
2026-01-15 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Spatially resolved stress measurements in materials with polarization-sensitive optical coherence tomography: image acquisition and processing aspects
我们证明，偏振敏感光学相干断层扫描（PS-OCT）是适合映射的应力分布在材料中的非接触和非破坏性的方式。与透射光弹性测量相反，样品不必是透明的，但可以是散射性质的。在单PS-OCT延迟图像中的条纹图案的去噪和分析被证明提供的基础上进行调查的样品的内部应力状态的定量全场评估。
2011-11-08 physics.optics
Unveiling delay-time-resolved phase noise dynamics of narrow-linewidth laser via coherent optical time domain reflectometry
高光谱纯度的激光器在高精度光学计量和相干通信中起着至关重要的作用。由于激光稳频技术的迅速发展，激光器的相位噪声得到了很好的补偿，使其超窄线宽几乎达到了量子极限。然而，高相干激光的相位噪声动力学及其固有线宽的准确表征仍然是模糊和具有挑战性的。在这里，我们提出了一种方法，能够揭示延迟时间分辨的相位噪声动态的相干激光器的基础上相干光时域反射计（COTDR），其中分布的瑞利散射沿延迟光纤基本上允许的飞行时间映射的外差拍频信号与延迟时间相关的相位信息从一个单一的激光源。最后，这种新的技术有利于精确测量超窄激光线宽，利用其延迟时间分辨相位抖动统计，证实了与分析建模和数值模拟。
2019-06-01 physics.ins-det physics.optics
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
Mapping single-shot angle-resolved spectroscopic micro-ellipsometry with sub-5 microns lateral resolution
椭偏光谱是一种广泛应用于工业和研究的光学技术，用于确定薄膜的光学性质和厚度。横向分辨率和数据采集速率的技术限制抑制了椭偏光谱法在微结构上的有效应用。在这里，我们介绍了一种光谱显微椭偏仪（SME），能够测量光谱分辨椭偏数据在许多角度的入射在一个单一的拍摄与横向分辨率低至2微米。中小企业可以很容易地集成到通用的光学显微镜，除了一些股票光学。我们证明了复杂的折射率和厚度测量的SME是在商业光谱椭偏仪非常一致。作为其准确性和高横向分辨率的应用，SME可以表征剥离的过渡金属二硫属化物和石墨烯的光学性质和层数，用于尺寸为几微米的结构。
2022-07-28 physics.optics
Time-Resolved Detection of Photon-Surface-Plasmon Coupling at the Single-Quanta Level
非经典光场与表面等离子体激元的相互作用因其重要的意义和潜在的应用前景而引起了人们的广泛关注。为了更深入地了解光子-表面-等离子体激元耦合的量子性质，相互作用的时间分辨检测是非常宝贵的。在这里，我们展示了时间分辨探测光子表面等离子体激元耦合利用单个和纠缠光子长相干时间激发单光学等离子体激元。利用时间分辨的Cauchy-Schwarz不等式研究了这类系统中单光子和单光学等离子体激元之间的非经典关联。通过对入射单光子波形的控制，实现了具有可编程时间波包的单光子等离子体激元。单光子等离子体激元的时间分辨探测和相干控制为研究和控制纳米尺度的光-物质相互作用提供了新的机会。
2020-09-28 physics.optics quant-ph
Electric Field Resolved Image Formation in a Widefield Optical Microscope
Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；Laboratory of Physical Chemistry, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院物理化学实验室）
本研究提出了一种全光学成像方法，实现宽场光学显微镜平面内100阿秒和200纳米分辨率的电场解析，展示了通过厚MoTe2薄片的散射对比度和脉冲展宽动力学，以及光电激发期间电场线的解析。
2026-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optically induced anisotropy in time-resolved scattering: Imaging molecular scale structure and dynamics in disordered media with experiment and theory
时间分辨散射实验能够在分子尺度上以飞秒时间分辨率对材料进行成像。然而，在无序介质中，它们只提供了一个径向维度，从而限制了取向结构和动力学的研究。在这里，我们介绍了一个严格和实用的理论框架，预测和解释实验相结合的光致各向异性和时间分辨散射。利用氯仿的脉冲核拉曼和超快X射线散射实验和模拟，我们证明了这个框架可以准确地预测和阐明这些实验的空间和时间特征。
2022-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Ultrafast element-resolved magneto-optics using a fiber-laser-driven extreme ultraviolet light source
提出了一种基于光纤激光放大器系统的极紫外波段高重复频率横向磁光克尔效应测量装置。这提供了一个非常高和稳定的极紫外光通量，我们用它来测量元素分辨退磁动力学与前所未有的信息深度。此外，该装置配备了强电磁铁和低温恒温器，允许使用高达0.86 T的磁场在10至420 K之间进行测量。我们的设置的性能证明了一组温度和时间相关的磁化强度测量显示出不同的元素依赖的行为。
2021-03-23 physics.ins-det physics.optics
Spectrally resolved optical frequency comb from a self-referenced 5 GHz femtosecond laser
报道了一台重复频率为5GHz的钛宝石锁模飞秒激光器。微结构光纤中24 fs脉冲的光谱展宽产生倍频程跨越光谱，并允许发射的飞秒激光频率梳（FLFC）的自参考和主动稳定。5GHz FLFC的各个模式的解决与高分辨率光谱仪的基础上虚拟成像相控阵（VIPA）光谱色散。单梳状元件在微瓦级平均功率水平的隔离证明。高功率，频率稳定的5GHz激光器和它的许多模式的直接分辨率的组合将有利于直接频率梳光谱的应用。此外，这种稳定的FLFC应该作为一个有用的工具，直接模式傅立叶合成任意的光波形。
2007-07-03 physics.atom-ph physics.optics
Thermorefringent noise in crystalline optical materials
任何处于热平衡的材料都表现出其机械和光学性质的基本热力学涨落。这种长度、弹性常数和非晶材料折射率的热力学波动--如介质镜涂层和基底--限制了当今最精确的光学仪器的性能。晶体材料越来越多地用于光学系统中，因为它们减少了机械耗散，这意味着减少了热机械波动。然而，结晶状态的各向异性意味着热噪声的基本来源：由其双折射的热波动引起的去偏振。我们建立了这种效应的理论，阐明其后果，讨论其与晶体材料的精密光学实验的相关性，并暗示在何种条件下可以避免。
2022-03-31 cond-mat.stat-mech physics.optics
Photothermal and Thermo-optical Effects in 3D Arrays of Dielectric and Plasmonic Nanoantennas
热纳米光子学，即光学纳米天线中光热效应的研究，最近引起了越来越多的兴趣。虽然热等离子体结构能够实现广泛的应用，从成像和光流体设备到医疗和光化学系统，但介电纳米天线为热光调制和可重构超表面提供了新的机会。然而，在大型纳米天线阵列中计算光热和热光效应仍然是一个挑战。在这项工作中，我们实现了一个快速的数值方法来计算嵌入在均匀介质中的多维阵列的光学天线的温度增加，占自加热，集体加热以及热光效应。特别是，我们展示了可扩展的计算温度在3D网络与$10^5$粒子在不到1小时。有趣的是，通过明确考虑离散纳米颗粒对光衰减和光热转换的作用，这种方法能够优化3D阵列中的复杂温度分布。重要的是，我们第一次计算的热光效应的影响超出了单一的纳米天线。我们的研究结果表明，集体加热的贡献放大了硅和金纳米球的多维阵列中的这些效应，突出了在光热计算中考虑它们的重要性。总的来说，所提出的方法为快速评估光学纳米天线阵列中复杂的光热效应开辟了新的机会，支持先进的热纳米光子功能的开发。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Vibrational resonance amplification in a thermo-optic optomechanical nanocavity
振动共振通过使用附加的非共振高频调制来放大弱的低频信号。在集成的非线性光学纳米腔中实现弱信号增强对于其中光信号可能具有低功率的纳米光子应用具有极大的兴趣。本文报道了在热光耦合光子晶体光机械谐振腔中的振动共振现象，其放大率可达+16 dB。有趣的是，双稳态的表征可以使用膜的机械共振来完成，该膜与腔体进行强热弹性耦合。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
100% Reliable Algorithm for Second-Harmonic-Generation Frequency-Resolved Optical Gating
我们展示了一种新的算法方法的二次谐波产生（SHG）频率分辨光学门控（FROG）超短脉冲测量技术，总是收敛，对于复杂的脉冲，也快得多。它利用Paley-Wiener定理直接从测量道中恢复精确的脉冲频谱（所需信息的一半）。它还使用多重网格方法，允许算法在早期迭代中对较小的阵列进行操作，并仅在最后几次迭代中对完整的阵列进行操作。我们在超过25，000个随机生成的复合脉冲上测试了这种方法，产生了添加了噪声的SHG FROG轨迹，并且在所有情况下都实现了收敛到正确的脉冲。此外，对于时间带宽积高达100的极其复杂的脉冲，对应于极其复杂的轨迹，收敛时间不到一半。
2019-02-02 eess.SP physics.optics
Thermo-optic locking of a semiconductor laser to a microcavity resonance
实验研究了半导体激光器与集成环形光学微谐振腔的热光锁定。该锁保持超过12小时的时间段，而不需要任何电子控制系统。通过微谐振器内的散射中心引起的光反馈实现快速控制，由于光加热而导致的热锁定保持腔和激光器之间的相长干涉。此外，光反馈还可以缩小激光器的线宽，超高质量的微环谐振为超低线宽的片上激光器提供了可能。
2009-09-06 physics.atom-ph physics.optics
Measurement of the linear thermo-optical coefficient of Ga$_{0.51}$In$_{0.49}$P using photonic crystal nanocavities
Ga $_{0.51}$ In $_{0.49}$ P由于其低热导率而成为热可调谐纳米光子器件的有希望的候选者。在这项工作中，我们研究了它的热光响应。通过研究单模带隙光子晶体纳米腔的透射特性，得到了线性热光系数$dn/dT=2.0\pm0.3\cdot 10^{-4}\,\rm{K}^{-1}$。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
3D spatially-resolved optical energy density enhanced by wavefront shaping
本文研究了开放传输通道激发下三维散射介质中光的能量密度的三维空间分辨分布。开放传输通道通过空间成形入射光波前来激发。为了探测局部能量密度，我们激发分布在介质内部的孤立的荧光纳米球。从空间荧光强度图案中，我们获得每个纳米球的位置，而总荧光强度测量能量密度。我们的3D空间分辨测量显示，局部能量密度与深度（z）的关系在介质的后表面处被增强高达26倍，而它强烈地依赖于横向（x; y）位置。我们成功地解释了我们的结果与一个新开发的3D模型，认为从一个点源在背面的时间反演扩散。我们的研究结果是相关的白色LED，随机激光器，太阳能电池和生物医学光学。
2017-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
All-optical reconstruction of valley polarization through helicity-resolved high-harmonic generation
College of Physics Science and Technology, Hebei University（河北大学物理科学与技术学院）
该研究针对带隙石墨烯与单层MoS₂，提出通过螺旋度分辨高次谐波信号的全光方案重构谷极化，证实手性高次谐波发射可作为超快谷依赖载流子动力学的全光探针。
2026-09-01 physics.atom-ph physics.optics
Nonlinear and thermo-optical characterization of bare imidazolium ionic liquids
研究了两种纯离子液体BMIOMe. NTf 2和BMIOMe.N（CN）2的非线性光学和热光性质。这是第一次通过标准的自折射实验测定原始离子液体的非线性折射率。采用热管理方法，利用锁模飞秒激光源，利用Z扫描和EZ扫描技术对薄膜的非线性光学特性进行了研究。同时分析了热性能，并对热光系数、热特征时间和透镜强度进行了表征。这些结果表明，BMIOMe.NTf2是被工程化用于光子学应用的突出材料
2020-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
100% Reliable Frequency-Resolved Optical Gating Pulse-Retrieval Algorithmic Approach
频率分辨光学选通（FROG）被广泛用于测量超短激光脉冲，也提供了一个很好的指示脉冲形状的不稳定性之间的测量和检索FROG轨迹的分歧。然而，FROG需要--但目前缺乏--一种极其可靠的脉冲检索算法。这项工作提供了一个。它使用简单的程序直接从测量轨迹中检索精确的脉冲光谱。此外，它还实现了多网格方案，在实现整个测量迹线之前，还快速产生了对频谱相位的极大改进的猜测。因此，它实现了100%收敛的三个最常见的变体的FROG脉冲的时间带宽产品高达100，即使是与噪声污染的痕迹。在这里，我们考虑偏振门（PG）和瞬态光栅（TG）的FROG，测量放大，紫外和广泛的可调脉冲的变种。对于所有> 20，000个考虑的模拟噪声PG/TG FROG迹线，都会发生收敛，并且收敛速度也更快。
2019-01-24 eess.SP physics.optics
Soliton crystals in optical Kerr microresonators in the presence of thermo-optic effects
研究了热光效应对光学克尔微谐振腔中孤子形状的影响。该研究依赖于一个模型，该模型由Lugiato-Lefever方程，耦合到一维热扩散方程与源项成正比的光场的平均功率。通过适当的变量变换，将模型方程转化为一组耦合的一阶非线性常微分方程。这些方程的数值求解，重点是热光效应的光场的振幅和瞬时频率的影响，以及在微谐振腔中的温度分布。结果表明，热光效应并不影响克尔微谐振腔中孤子的形成，但强烈的热失谐会降低孤子的振幅。该模型预测的微谐振腔中的温度分布是不敏感的特定的空间-时间分布的孤子晶体在微谐振器中传播，该模型特有的功能。
2022-10-13 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
Time-resolved and spectral-resolved optical imaging to study brain hemodynamics in songbirds
与关于哺乳动物脑氧动力学及其解偶联的激烈争论相反，对鸟类知之甚少。在斑胸草雀，皮秒光学断层扫描（POT）与白色激光和条纹相机可以测量体内氧合血红蛋白（HbO 2）和脱氧血红蛋白（Hb）浓度的变化后，生理刺激（熟悉的呼叫和歌曲）。POT显示出足够的亚微摩尔灵敏度，以250 μm的分辨率分辨海马和听觉前脑区域的快速变化。时间过程包括：（i）早期2 s长事件，Hb和HbO 2显著降低，分别为-0.7 μMoles/L和-0.9 μMoles/L;（ii）随后血氧可用性增加，HbO 2达到平台（+0.3 μMoles/L）;（iii）刺激结束后立即发生明显的血管舒张事件。我们的工作发现之一是先前在鸟类中发表的血氧水平依赖（BOLD）信号与我们的结果之间的直接联系。此外，早期血管收缩事件和刺激后振铃似乎在鸟类中比在哺乳动物中更明显。这些结果在鸟类，一种具有长寿命的快速代谢脊椎动物中，可能会产生新的见解，例如大脑老化。
2014-02-26 physics.optics q-bio.NC q-bio.TO
Thermo-optic dynamics of effective epsilon-near-zero media
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；City University of Hong Kong (Dongguan)（香港城市大学（东莞））；Sun Yat-sen University（中山大学）；Università di Pavia（帕维亚大学）
研究揭示了在ε近零介质中，温度变化可重新配置介质参数，产生显著的线性和非线性光学响应，提出热光效应作为有效介质静态与动态重构的统一框架。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
