Low-loss, high-bandwidth fiber-to-chip coupling using capped adiabatic tapered fibers
我们展示了在亚微米尖端终止的锥形光纤，该尖端包层有用于耦合到片上波导的较高折射率材料。该包层使得能够耦合到高折射率波导，而不会将光损失到掩埋氧化物。介绍了一种用高折射率聚合物包层拉锥光纤尖端的技术。研究了传统的锥形波导和分叉锥形波导结构用于包层光纤到片上波导的耦合。我们发现，分叉波导有利于对齐和封装，而传统的锥形导致更高的带宽。从光纤通过分叉耦合器到亚微米氮化硅波导的插入损耗为1.1dB，3dB带宽为90 nm。封装器件的耦合损耗为1.3 dB。在光纤耦合到传统锥形波导的情况下，损耗为1.4dB，其中3dB带宽延伸超出测量设备的范围，估计超过250 nm。
2020-01-21 physics.app-ph physics.optics
Deep-UV-enhanced supercontinuum generated in tapered gas-filled photonic crystal fiber
我们提出了使用线性下降锥形充气空芯光子晶体光纤在一个单级，从紧凑的红外激光源的脉冲泵浦，以产生一个超连续带携带显着的光谱功率在深紫外（200 - 300 nm）。所产生的超连续谱从近红外向下延伸到约213 nm，在深紫外中高达0.83 mW/nm。
2021-07-09 physics.optics
Compression of Femtosecond Pulses in a wide Wavelength Range Using a Large Mode Area Tapered Fiber
我们报告的锥形光纤，可用于在不同的中心波长的脉冲压缩的设计。该光纤是一种3层W型大模场面积光纤，经过锥形化处理，模场面积从1700 μm2变为900 μm2。我们确定了最大脉冲压缩的精确长度，数值模拟了峰值功率为250 fs，100 kW的输入脉冲在1.55 μm波长处压缩到15 fs，850 kW;峰值功率为250 fs，120 kW的输入脉冲在1.8 μm和2 μm波长处分别压缩到28 fs，700 kW和46 fs，500 kW。这种光纤可以在通信、光谱学和医学等领域得到广泛的应用。
2018-11-22 physics.optics
Development of As-Se tapered suspended-core fibers for ultra-broadband mid-IR
我们设计并研制了用于中红外超连续谱产生的高纯度As 39 Se 61玻璃锥形悬芯光纤，采用2 $μ$ m的标准光纤激光泵浦源。结果表明，微结构化允许在纤芯直径约为1 $μ$ m的光纤腰中将零色散波长移动到短于2 $μ$ m的范围。在这种情况下，在1-10 $μ$ m范围内的超连续谱的产生是用2 $μ$ m处的150 fs 100 pJ泵浦脉冲数值获得的。我们还进行了波长转换的实验，在1.57 $μ$ m的超短光脉冲的Er：光纤激光器系统在制造的As-Se锥形光纤。测量的展宽谱与数值模拟的展宽谱符合得很好。
2017-08-07 physics.optics
Supercontinuum generation and carrier envelope offset frequency measurement in a tapered single-mode fiber
我们报道了通过将飞秒Yb光纤激光脉冲发射到芯径为3 μ m的锥形单模光纤中产生超连续谱。一个以上的倍频程，从550至1400 nm，已获得与输出功率为1.3 W，在250 MHz的重复频率，对应于高达60%的耦合效率。通过使用典型的f-2f干涉仪，测量了载波包络偏移频率，发现其信噪比接近30 dB。
2014-09-28 physics.optics
Optical transmittance degradation in tapered fibers
研究了拉锥光纤中光透射率下降的原因。在制造后立即开始退化，并且最终将透射率降低到几乎为零。这是限制锥形光纤应用的一个主要问题。系统地研究了粉尘浓度和湿度对降解动力学的影响。结果清楚地表明，降解主要是由于灰尘颗粒，而与湿度无关。在无尘环境中，可以保持透射率，其退化小于噪声（+/-？0.02）超过1周。
2012-07-27 physics.optics quant-ph
Experimental stress-strain analysis of tapered silica optical fibers with nanofiber waist
实验测定了带束腰锥形光纤的拉力-伸长曲线。锥形光纤使用加热和拉伸工艺由标准二氧化硅光纤生产。断裂点的力-伸长率数据和扫描电子显微镜图像都表明是脆性材料。尽管只有几百纳米的小腰部半径，我们的实验数据可以完全解释依赖于宏观二氧化硅光纤的材料特性的非线性应力-应变模型。当涉及到设计小型化光学元件时，这是一个重要的资产，因为人们可以依靠标准光纤的良好材料特性。基于这种理解，我们展示了一种简单的和非破坏性的技术，使我们能够确定的锥形光纤的腰部半径。我们发现非常好的协议与独立的扫描电子显微镜测量的腰部半径。
2014-01-23 physics.class-ph physics.optics
An all optical phase shifter and switch near 1550nm using tungsten disulfide (WS2) deposited tapered fiber
光移相器和光开关在光信号处理、传感和通信等各种光学应用中起着重要的作用。在本文中，我们展示了一个光纤全光移相器使用少层二维材料二硫化钨（WS 2）沉积在锥形光纤。WS 2吸收注入的980 nm泵浦光（控制光）并产生热，由于热光效应改变了锥形光纤的折射率，在1550 nm附近实现了6.1π的最大相移。该器件的损耗为3.7 dB。通过构建一个马赫-曾德尔干涉仪与WS 2为基础的移相器在一个臂，全光开关也获得了消光比为15 dB，上升时间为7.3 ms。这种全光纤低成本和紧凑的光移相器和开关演示了二维过渡金属二硫族化合物的潜力，为全光信号处理设备。
2017-02-26 physics.optics
Coupling of ultrathin tapered fibers with high-Q microsphere resonators at cryogenic temperatures and observation of phase-shift transition from undercoupling to overcoupling
我们将锥形光纤冷却到低温，并将其与高Q微球谐振器在接近金刚石氮空位中心的光学跃迁的波长处可控地耦合。在7-28 K的温度范围内，310 nm直径的锥形光纤稳定地纳米定位在微球附近，定位稳定性约为10 nm。在此温度范围内观察到腔诱导的相移，表明从欠耦合到过耦合的离散过渡。
2012-09-12 physics.optics quant-ph
Wavelength Spacing Tunable, Multiwavelength Q-Switched Mode-Locked Laser Based on Graphene-Oxide-Deposited Tapered Fiber
提出了一种基于氧化石墨烯的掺铒光纤腔调Q锁模（QML）光纤激光器，通过选择锥形光纤的直径、长度、氧化石墨烯厚度和腔色散，实现了波长间隔可调的多波长QML光纤激光器。研究了不同泵浦强度下的时间和光谱演化。结果表明，多波长激光器的可调谐性可以用QML激光器的束缚态来解释，这些束缚态是色散、非线性效应、插入损耗和泵浦功率相互作用的结果。据我们所知，这是第一次在实验上观察到QML的束缚态，这为制备可调谐多波长激光器提供了一种新的机制。
2014-01-07 physics.optics
Ultralow-power nonlinear optics using tapered optical fibers in metastable xenon
我们使用一个亚波长直径的锥形光纤（TOF）悬浮在亚稳态氙原子的气体中，演示了瑞特级的饱和吸收。这种超低功率非线性是通过小的光学模式面积传播相对较长的距离，通过氦气。在这些类型的TOF实验中使用惰性气体可以提供优于使用反应性碱蒸气（诸如铷）的实际优点。
2013-08-26 physics.optics quant-ph
A Tapered Chalcogenide Microstructured Optical Fiber for Mid-IR Parabolic Pulse Generation: Design and Performance Study
提出了一种用于产生中红外（~ 2 μm）高功率抛物脉冲的硫系玻璃基锥形微结构光纤（MOF）的理论设计。我们用多极子方法优化了光纤截面，用著名的对称分步傅里叶方法研究了脉冲的演化。我们的数值研究揭示了在一个非常短的长度（~ 18厘米），这个MOF的高斯输入脉冲的峰值功率为60 W，半高宽为3.5 ps的高效PP生成的可能性。我们通过计算失配参数（包括三阶色散和光纤损耗）来检查所生成的PP的质量。此外，还研究了脉冲功率、脉冲宽度和脉冲能量的变化对产生PP的影响。
2013-11-30 physics.optics
Coupling of single NV Center to adiabatically tapered optical single mode fiber
我们展示了一种简单可靠的技术，耦合金刚石镶嵌含有NV中心的锥形光纤。我们仔细研究了光纤本身的荧光，并能够将其抑制到低于NV中心单光子发射的水平。单光子统计被证明在光纤端，以及高达3倍的改善收集效率相对于我们的共聚焦显微镜
2016-08-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Mid-infrared supercontinuum generation in tapered chalcogenide fiber for producing octave-spanning frequency comb around 3 μm
我们展示了中红外（mid-IR）超连续谱产生（SCG），其瞬时带宽为2.2至5 μm，低于峰值40 dB，覆盖了分子光谱学和许多其他应用所需的波长范围。SCG发生在一个锥形的As 2S 3光纤制备的原位拉锥和飞秒脉冲泵浦的锁模掺铒光纤激光器的次谐波。窄线宽干涉。激光验证了近红外频率梳的相干特性通过这些级联的非线性过程得到了保留。利用这种方法，稳定的宽中红外频率梳可以从商业上可获得的近红外频率梳导出，而无需额外的稳定机制。
2012-08-21 physics.optics
Soliton blue-shift in tapered photonic crystal fiber
我们发现，孤子经历了一个强大的蓝移在光纤中的色散景观，沿传播方向的变化。这些实验基于小芯径光子晶体光纤，该光纤逐渐变细，芯径沿其长度连续变化，从而导致零色散波长在过渡期间从731 nm移动到640 nm。孤子的中心波长在400 nm以上向更短的波长平移。这伴随着强烈的辐射发射到紫外和红外光谱区域。数值模拟证实了实验结果。
2010-12-16 nlin.PS physics.optics
Collecting single photons from a cavity-coupled quantum dot using an adiabatic tapered fiber
本研究通过锥形光纤与片上波导的绝热耦合，实现了对光子晶体腔中量子点单光子的高效收集，其效率比显微镜物镜高5倍，且单光子源纯度高，数值计算预测进一步优化可接近完美耦合。
2024-10-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Compact On-Chip crystalline Resonator Integration with Etching Tapered Fiber Waveguide
回音壁模式晶体谐振器目前保持最好的品质因数（Q）记录，然而，尽管已经开发了各种耦合架构，但是紧凑的片上封装仍然是一个挑战。本文提出了一种在硅基片上制作小型化锥形光纤波导的化学腐蚀方法。实现了Marangoni效应以减小圆锥区域的表面粗糙度。实验结果表明，该晶体谐振器的光损耗为0.1dB/mm，Q值超过108。此外，在封装中植入TEC以主动定制温度，18 pm/K的温度响应与理论计算一致。
2022-12-14 physics.optics
Tapered multi-core fiber for lensless endoscopes
我们提出了一种新型的光纤组件，一个“锥形多芯光纤（MCF）”，设计用于集成到超小型内窥镜微创双光子点扫描成像，并解决了功率输送问题，面临的MCF无透镜内窥镜。有了它，我们实现了实验上的一个因素6.0增加双光子信号产额，同时保持点扫描的记忆效应的能力，和一个因素8.9牺牲的记忆效应。为了达到这个最佳的设计，我们首先开发和验证一个快速的数值模型，能够预测的基本属性的任意锥形MCF从其结构参数。然后，我们使用这个模型来确定锥形MCF的设计参数，导致在一组选定的目标属性（点扩散函数，交付的功率，存在或不存在的记忆效应）。我们通过在基于CO $_{2}$激光器的玻璃加工和拼接系统上进行堆叠和绘制以及后处理来制造所识别的目标设计。最后，我们证明了所制造的锥形MCFs在双光子成像中的性能增益时，用于无透镜内窥镜系统。我们的研究结果表明，锥形轮廓的剪裁带来了新的自由度，可以有效地利用无透镜内窥镜。
2022-04-07 physics.optics
Nanosecond Pulse Shaping with Fiber-Based Electro-Optical Modulators and a Double-Pass Tapered Amplifier
我们描述了一个系统，用于产生频率啁啾和振幅整形脉冲的时间尺度从亚纳秒到十纳秒。该系统以780 nm的连续二极管激光开始，并利用基于光纤的电光相位和强度调制器，由任意波形发生器驱动，以产生整形脉冲。这些脉冲随后被放大到几百毫瓦的锥形放大器在一个延迟的双通配置。在2ns内实现了高达5GHz的频率啁啾和0.15ns的脉冲宽度。
2015-11-04 physics.atom-ph physics.optics
A double-clad ytterbium-doped tapered fiber with circular birefringence as a gain medium for structured light
本文提出在双包层掺镱锥形光纤中采用旋转结构，利用近圆偏振本征态抑制放大过程中的偏振和形状畸变，首次在皮秒MOPA系统中实现柱矢量光束稳定放大至22 W平均功率。
2023-09-21 physics.optics
Torsional optomechanical cooling of a nanofiber
我们演示了光的偏振耦合到系统的机械角动量的锥形光学冷却的光学机械。耦合是通过光纤中的双折射实现的，并且不使用光学谐振器。我们发现冷却的热驱动振幅波动的分布和扭转模式的噪声谱的证据。我们的原理证明演示表明，无腔冷却的扭转自由度的宏观扩展的螺旋桨。
2022-01-28 physics.optics quant-ph
Low-temperature tapered-fiber probing of diamond NV ensembles coupled to GaP microcavities
在这项工作中，我们提出了一个平台，用于测试腔发射器系统的设备性能，使用的合奏发射器和锥形光纤。该方法提供了腔模式的高对比度光谱，耦合到腔的发射器的选择性检测，以及在单发射器情况下的器件性能的估计。利用金刚石中的氮空位（NV）中心和GaP光学微腔，我们能够在10 K下将腔调谐到NV共振，将腔耦合发射耦合到锥形光纤，并测量光纤耦合NV自发发射衰减。从理论上讲，我们表明，光纤耦合的平均珀塞尔因子是2-3倍大于自由空间收集，虽然由于合奏平均它仍然是一个因素的3小于一个单一的，理想的中心珀塞尔因子。
2011-02-25 physics.optics quant-ph
Observation of the acceleration of light in a tapered optical fiber
弯曲时空中的量子场最吸引人的方面之一是安鲁效应。到目前为止，对Unruh温度的直接实验检测仍然是一个难以捉摸的挑战。利用梯度光波导控制光子的色散，实现了有效粒子的大加速，从而获得高的有效Unruh温度。然而，实验上实现这种光波导还没有报道。在这项工作中，我们利用锥形光纤来模拟有效粒子的加速运动，并获得一个有效的Unruh温度。当光在锥形光纤中传播时，受到外部高折射率介质的影响，将观察到类似于韧致辐射的泄漏现象，并且泄漏辐射的图案取决于光子的加速度。在实验过程中，通过控制锥形波导的形状，实现了不同的加速度对应于不同的Unruh温度。
2021-08-10 gr-qc physics.optics
Spatial beam self-cleaning in tapered Yb-doped GRIN multimode fiber with decelerating nonlinearity
我们实验证明了空间光束自清洁在掺镱渐变折射率多模光纤锥，无论是在被动和主动配置。注入1064 nm的输入激光束，用于从锥体的小芯侧传播到大芯侧，其中激光二极管以反向配置泵浦。克尔效应允许在没有伴随频率转换的情况下获得高光束质量放大。因此，我们的非线性锥形放大器可以为多模光纤激光器和放大器提供重要的构建模块。
2019-12-31 physics.optics
Tapered Optical Fiber-based Detection of Charged Particle Irradiation in Space Exploration and Nuclear Reactors
在这项工作中，我们演示了使用锥形光纤（TOF）检测带电粒子（离子），在各种能量，注量和物种照射。近年来，单模锥形光纤已用于各种传感应用中。在这里，锥形光纤已暴露于两种不同的离子物种，即Ar+和N+在不同的能量和不同的注量，分别。光谱分析仪（OSA）检测来自离子束辐照的TOF的自由光谱范围（FSR）、周期和传输功率损耗的变化。由于注入离子的包层材料的折射率的变化影响的传输光谱的TOF，我们可以能够检测到的离子的能量低至80 keV。COMSOL模拟结果被用来解释所观察到的光谱变化。采用基于Monte Carlo的3D TRI 3DYN离子-固体相互作用模拟方法预测了离子束在TOF中引起的表面改性和缺陷形成以及注入过程，并与扫描电子显微镜和拉曼散射光谱等实验研究结果进行了验证。这种基于锥形光纤的检测技术将有助于开发便携式设备，以检测空间探索和核反应堆中的带电粒子。
2022-10-19 physics.app-ph physics.optics
A heat-and-pull rig for fiber taper fabrication
我们描述了一种可重复的方法，制作绝热锥直径为3-4微米。该方法是基于加热和拉钻机，其中二氧化碳激光器连续扫描整个光纤的长度，被同步拉。我们的系统依赖于安装在齿轮步进电机上的CO2反射镜，以扫描整个锥形区域的激光束。我们表明，该系统提供了一个可靠的替代方案，更传统的钻机采用振镜扫描仪。我们经常得到的传输损耗在0.1和0.3 dB之间，表明绝热锥形的生产令人满意。详细介绍了钻机的操作，并对生产的锥度进行了分析。的灵活性的钻机被证明通过制造扁长介质微谐振器使用微锥形技术。这样的装置是感兴趣的一系列领域，需要锥形光纤制造，如微腔锥形耦合，原子沿锥形光纤引导，光纤传感和熔融双锥锥形耦合器的制造。
2007-02-13 physics.ins-det physics.optics
Laser frequency stabilization and photoacoustic detection based on the tapered fiber coupled crystalline resonator
本文利用锥形光纤耦合MgF2晶体回音壁模式谐振腔实现激光频率稳定，发现锥形光纤的微悬臂梁机械共振会传递声学扰动，经声学隔离后获得超低频率噪声激光，并实现高灵敏光声探测。
2023-12-05 physics.optics
Multifunctional tapered fiber-based micro-waveguide for optical ultrasound microsensors
Department of Biomedical Engineering, College of Future Technology, Peking University（北京大学未来技术学院生物医学工程系）；National Biomedical Imaging Center, Peking University（北京大学国家生物医学成像中心）
本研究提出了一种基于渐细光纤基微波导的光学超声微传感器，通过传输光和主动激发超声实现尺寸减小。
2025-12-23 physics.app-ph physics.optics
Optical microscope and tapered fiber coupling apparatus for a dilution refrigerator
我们已经开发了一个系统，用于稀释制冷机内的光机械谐振器的锥形光纤测量，这是与片上和片外器件兼容。我们的设备具有锥形谐振器耦合条件的全三维控制功能，可实现临界耦合，整体光纤传输效率高达70%。值得注意的是，我们的设计结合了一个光学显微镜系统，该系统由37，000根光纤的相干束组成，用于以$\sim$ 1 $μ$ m的分辨率对实验进行实时成像。我们提出了低温光学和光学机械测量耦合到锥形光纤的谐振器在温度低至9 mK。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Ultrahigh Resolution Spectroscopy Across the Visible to Infrared Spectrum Using Multi-Mode Interference in a Compact Tapered Fiber
光谱学是许多科学和技术领域的基本工具。许多努力都集中在光谱仪的改进上，但到目前为止，这是以高光谱分辨率和宽工作范围为代价的。在这里，我们描述了一个紧凑的光谱仪没有这种权衡。该装置依赖于沿高度多模锥形光纤的泄漏模式的多模干涉成像，从而产生光谱可区分的图像，该图像形成用于重建入射光谱的基础。这种锥形光纤多模干涉光谱仪能够在单次相机曝光中采集宽带光谱，在可见光谱中的测量分辨率为40 pm，在红外光谱中的测量分辨率为10 pm，与光栅光谱仪的性能相当。光谱从500 nm到1600 nm的演示，虽然整个石英光纤的透明窗口的操作是可能的。泄漏模式的多模干涉光谱适用于各种器件几何形状，包括各种透明材料中的平面波导。我们预计，这种技术将大大扩展高性能光谱在广泛的应用范围的可用性。
2014-07-24 physics.optics
Tunable Modulational Instability Sidebands via Parametric Resonance in Periodically Tapered Optical Fibers
我们分析了光纤中群速度色散和非线性的周期性变化引起的调制不稳定性，它可以被解释为力学中著名的参量共振的模拟。我们得到准确的分析估计谐振失谐，最大增益和不稳定的利润，显着改善以前的文献上的主题。我们还设计了一个周期性的锥形光子晶体光纤，以实现窄的不稳定边带在35太赫兹的失谐，以上的拉曼最大增益峰值的熔融石英。通过锥形周期和深度的变化的共振峰的宽可调谐性将允许实现与输入泵浦波长远失谐的相关光子对的源，在量子光学中具有重要的应用。
2012-08-16 nlin.SI physics.optics
Ultra-low-loss tapered optical fibers with minimal lengths
我们设计并制造了具有最小长度的超低损耗锥形光纤（TOF）。我们首先优化的火炬扫描长度的变化，使用火焰刷的方法制造的TOF与锥角，满足绝热标准。因此，我们制造的TOF的最佳形状和比较他们的传输TOF与一个恒定的锥角和TOF的指数形状。对于具有最佳形状的TOF测量的最高透射率超过99.7%，总TOF长度仅为23 mm，而对于63 mm TOF长度，具有2 mrad的恒定锥角的TOF达到99.6%的透射率。
2014-11-09 physics.optics quant-ph
Mid-infrared continuous wave parametric amplification in tapered chalcogenide microstructured fibers
由于光子混合本身并不局限于任何特定的光谱区域，因此参数化过程代表了在光谱窗口中进行全光信号处理的一种令人信服的解决方案，而其他技术不容易实现。特别是，连续波泵浦方案对于任何需要调制信号或精确光谱表征的应用都是必不可少的。高度非线性光纤使电信波段的波长转换和放大性能达到创纪录的水平，然而，还没有波导平台解决高非线性、低传播损耗和中红外色散之间的平衡。在这里，我们展示了中红外连续波参量放大的GeAsSe光纤。利用最先进的制造技术，一种新的锥形光子晶体光纤的几何形状，使4.5 dB的信号放大和2 dB的空闲转换效率的实验证明，仅使用125 mW的泵在2微米波长范围内。这一结果不仅是有史以来第一个连续波参量放大测量在2微米，在任何波导，但也建立GeAsSe PCF锥作为最有前途的全光纤，高效率的连续波参量转换器的先进应用在中红外。
2016-12-02 physics.optics
Coupling quantum emitters in 2D materials with tapered fibers
在单个芯片上实现集成光子电路需要控制操作和集成固态量子发射器与纳米光子组件。以前的工作集中在嵌入三维晶体的发射器上--比如纳米金刚石或量子点。相比之下，在这项工作中，我们证明了一个单一的发射器在二维（2D）材料，即六方氮化硼（hBN），与锥形光纤的耦合，并发现收集效率的系统被发现是10%。此外，由于单偶极子特性的发射器，我们能够通过后焦平面成像分析耦合系统的角发射模式。与锥形光纤的良好耦合效率甚至允许以完全光纤耦合的方式进行激发和检测，从而产生真正的集成系统。我们的研究结果提供了证据的可行性，有效地集成在二维材料的光子结构的量子发射器。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Vector modulational instability induced by parametric resonance in periodically tapered highly-birefringent optical fibers
研究了高双折射光纤中群速度色散和非线性系数的周期性变化引起的调制不稳定性。我们观察到，对于每个共振阶，存在两对真正的矢量型边带，这是光谱不平衡的偏振分量之间的非零组指数失配，和一对平衡边带新兴和占主导地位的增加组指数失配。由于传统的调制不稳定性表现出来，它被这些新的不稳定区域的接近部分抑制。
2013-06-24 nlin.PS physics.optics
Temperature-insensitive fused-tapered fiber couplers based on negative thermal expansion material coating
MOE Key Laboratory of TianQin Mission, TianQin Research Center for Gravitational Physics & School of Physics and Astronomy, Frontiers Science Center for TianQin, CNSA Research Center for Gravitational Waves, Sun Yat-sen University (Zhuhai Campus)（天琴任务教育部重点实验室、天琴引力物理研究中心暨物理与天文学院、天琴前沿科学中心、国家航天局引力波研究中心，中山大学（珠海校区））
提出基于负热膨胀材料涂覆的方法，通过在耦合区涂覆改性环氧树脂并优化涂层参数，使光纤耦合器分光比的温度稳定性提升至1.2*10-5/K，适用于极端温度环境下的光学精密测量。
2025-02-20 physics.app-ph physics.optics
Transmission degradation and preservation for tapered optical fibers in rubidium vapor
亚波长直径的锥形光纤（TOF）在温暖的铷蒸气中的使用最近被认为是实现超低功率非线性光学效应的有前途的系统。然而，在这些实验中的许多实验所需的相对高的原子密度下，积累在TOF表面上的铷原子可能导致通过光纤的整体传输的显著损失。在这里，我们报告直接测量的时间尺度与此传输退化的各种铷密度条件。在系统中引入铷蒸气后，透射率几乎立即受到影响，并随着密度的增加而迅速下降。更重要的是，我们展示了如何设计加热元件，以提高TOF温度可以用来减少这种传输损耗，并显着延长有效的TOF传输寿命。
2012-12-20 physics.optics quant-ph
Saturation of atomic transitions using sub-wavelength diameter tapered optical fibers in rubidium vapor
我们实验研究超低功率饱和的铷D2跃迁使用锥形光纤（TOF）悬浮在一个温暖的Rb蒸汽。TOF系统与标准自由空间蒸汽电池系统中获得的功率相关吸收测量的直接比较突出了两个系统的饱和行为的差异。超精细泵浦的影响在飞行时间系统中被发现是最小化，由于短的原子渡越时间通过高度限制的倏逝光模式由飞行时间引导。TOF系统的数据是很好的拟合由一个相对简单的经验吸收模型，表明毫瓦级的饱和功率。
2014-08-01 physics.optics quant-ph
Suppression and splitting of modulational instability sidebands in periodically tapered optical fibers due to fourth-order dispersion
本研究分析零色散点附近周期性群速度色散变化引发的调制不稳定性，揭示四阶色散下边带的共存、抑制、分裂及孤立不稳定区，表明周期性拉锥可有效控制MI边带。
2014-06-04 nlin.PS physics.optics
High-purity amplification of circularly polarized orbital angular momentum modes in an active spun ring-core tapered fiber
Tampere University（坦佩雷大学）；Ceramoptec SIA（塞拉姆普特克公司）；Leibniz Institute of Photonic Technology e.V.（莱布尼茨光子技术研究所）；Ampliconyx Ltd（安普利科尼克斯有限公司）
本研究展示了一种主动旋转环形渐缩光纤用于高效放大OAM模式，保持其模态纯度和偏振拓扑结构，实现了高纯度的圆偏振轨道角动量模式放大。
2025-12-19 physics.optics
Feedback-assisted Femtosecond Pulsed Laser Ablation of Non-Planar Metal Surfaces: Fabrication of Optical Apertures on Tapered Fibers for Optical Neural Interfaces
我们提出了一种反馈辅助的激光直写方法来进行纤维光学器件的激光烧蚀，其中它们的光收集信号被用来优化它们的性能。飞秒脉冲激光束被用来烧蚀沉积在锥形光纤周围的金属涂层，用于显示该方法对具有小曲率半径的图案化器件的适用性。在处理过程中，相同的脉冲在周围环境中产生双光子荧光，并且监测信号以通过光谱分析来识别随时间的不同图案化方案。所采用的飞秒光束主要与金属涂层相互作用，留下几乎完整的底层二氧化硅，并使荧光耦合到一个特定的子集的导模，验证了远场分析。虽然这里描述的方法用于锥形光纤，用于获得有效的光收集在光学神经接口领域，它可以很容易地扩展到其他基于波导的设备，并代表了一种通用的方法，以支持实现闭环激光烧蚀系统的纤维光学。
2020-04-20 physics.app-ph physics.optics
Efficient light coupling between an ultra-low loss lithium niobate waveguide and an adiabatically tapered single mode optical fiber
由于高折射率对比度提供的小弯曲半径，绝缘体脊形波导上的钛酸锂允许构造高密度光子集成电路。同时，光纤和单模锂酸盐波导之间的显著模场失配导致低耦合效率。在这里，我们证明，数值和实验，这个问题可以解决一个锥形单模光纤的优化模式场分布。数值模拟结果表明，TE模和TM模的最小耦合损耗分别为0.32 dB和0.86 dB。在实验上，虽然没有减反射涂层，测量的TE和TM模式的耦合损耗分别为1.32 dB和1.88 dB。我们的技术为广泛的片上锂酸盐应用铺平了道路。
2020-02-21 physics.app-ph physics.optics
High-power monolithic narrow-linewidth 1.6 mJ/8 ns fiber laser system based on all-glass spun tapered double-clad fiber amplifier
本研究提出一种基于全玻璃旋捻锥形双包层光纤的 1.6 mJ 窄线宽纳秒脉冲光纤激光系统，无需缓解受激布里渊散射即可实现 160 W 平均功率和优异的光束质量及相干性。
2025-08-09 physics.optics
Intermodal Energy Transfer in a Tapered Optical Fiber: Optimizing Transmission
本文通过光谱分析，从实验和理论上研究了光波导锥形化过程中模间的能量转移。结果允许优化的锥形过程中，我们测量传输超过99.95%的基本模式。我们量化的绝热条件，通过计算和放置的能量转移到其他模式的量的上限在每一步的锥形，给实际的限制锥角。
2013-10-27 physics.atom-ph physics.optics
Heralded single photon and correlated photon pair generation via spontaneous four-wave mixing in tapered optical fibers
我们研究了在一系列相同的微/纳光纤（MNF）中通过强非简并自发四波混频（SFWM）产生相关光子对和预示单光子。在100 ps激光脉冲激发下，测量了波长约为880 nm和1310 nm的双光子场的联合光谱强度，与理论预测符合得很好。当光子发射率为4 Hz时，测得的零时间二阶自相关函数约为0.2。基于MNF的光源与标准单模光纤完美匹配，这使得它与现有的光纤通信网络兼容。此外，在一系列相同的MNF中的SFWM观测允许通过空间复用来增加单光子的产生速率。
2019-10-28 physics.optics quant-ph
Nanoscale Torsional Optomechanics
光学机械转换演示了纳米扭转谐振器倏逝耦合到光学微盘回音壁模式谐振器。片上集成器件使用完全基于光纤的系统进行测量，包括锥形和凹坑光纤探头。这些设备的热机械校准光机械噪声下限低至7 fm/sqrt（Hz），为涉及极小扭矩（低至4x 10 ^-20 N*m）的广泛物理测量打开了大门。
2012-11-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
On-Chip Cavity Optomechanical Coupling
片上腔光学机械学，其中光和机械运动的强共定位被设计，依赖于光进入和离开片上光学谐振器的有效耦合。在这里，我们详细介绍了我们的锥形和酒窝光纤，由加州理工学院的画家组，这是一个多功能和可靠的解决方案，有效的芯片上耦合的独特风格。首先，简要概述了锥形，单模光纤，其中单模截止直径突出。然后描述了用于产生凹窝锥形光纤的装置，然后全面介绍了在我们的系统中生产和安装凹窝锥形光纤的过程。定制的光学访问真空室中，我们的片上光机测量进行了讨论。最后，我们的光机器件的制造过程和方法，我们探索他们的光学和机械性能的解释。我们期望这份手稿能使初学者发展出先进的光学机械实验。
2014-01-21 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Enhancement of vacuum-ultraviolet dispersive-wave emission using gas-filled tapered hollow-core fibers
State Key Laboratory of Ultra-intense laser Science and Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院上海光学精密机械研究所超强激光科学和技术国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术研究中心）；Russell Centre for Advanced Lightwave Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics and Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics（上海光学精密机械研究所和杭州光学精密机械研究所先进光波科学拉塞尔中心）；Zhejiang Key Laboratory of Microstructured Specialty Optical Fiber, Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics (HIOM)（杭州光学精密机械研究所微结构特种光纤浙江省重点实验室）
本文提出一种气体填充缩颈空心光纤结构，通过优化核心直径变化实现高效率的真空紫外波发射，特别在148.38nm波长处提升两倍效率，为固态核钟和时间分辨光谱提供关键工具。
2026-03-19 physics.optics
Spin-optomechanical coupling between light and a nanofiber torsional mode
携带线动量或角动量的光可以与机械物体相互作用，从而产生光机械效应。特别是，当物体吸收光子或改变光子偏振时，光子将其固有角动量传递给物体，如作用/反作用力对。在这里，我们提出了实现光诱导的选择性共振驱动的扭转机械模式的单模锥形光学晶体。旋光法表征了扭转模式谱，显示出窄的自然共振（Q $\approx$ 2，000）。通过将振幅调制光发送通过偏振器，我们共振地驱动作为光偏振的函数的各个扭转模式。通过改变光纤的输入偏振态，我们发现当用束腰上含有纵向自旋的光驱动系统时，观察到最大的机械振荡放大（>35 dB）。这些结果目前的光学纳米纤维作为一个平台，适用于量子自旋光力学实验。
2017-12-13 physics.optics
High-efficiency broadband fiber-to-chip coupler using a 3D nanoprinting microfiber
提出利用3D纳米打印高折射率微光纤连接锥形光纤与倒锥形SiN波导，仿真实现97%耦合效率和768 nm的1-dB带宽。
2023-03-23 physics.app-ph physics.optics
Waveguide-loaded silica fibers for coupling to high-index micro-resonators
锥形石英光纤通常用于快速探测微谐振器的光学特性。然而，当耦合到高折射率微谐振器时，它们的低折射率排除了相位匹配，从而降低了效率。在这里，我们证明了有效的光耦合从锥形光纤高折射率微谐振器加载的光纤与辅助绝热波导耦合器通过成角蚀刻制造。我们证明了大大增强耦合到硅多模微谐振器相比，通过裸光纤耦合。在高功率下观察到谐振腔光学双稳态的特征。该方案可以应用于任何尺寸和材料的谐振器，增加了光纤耦合的功能范围。
2015-11-10 physics.optics
Highly efficient coupling of photons from nanoemitters into single-mode optical fibers
使用锥形光纤证明了从纳米发射器到单模光纤的光子的高效耦合。7.4将来自单个CdSe/ZnS纳米晶体的总发射光子的+/-1.2%耦合到300 nm直径的锥形光纤中。研究了耦合效率与锥径的关系，发现耦合效率随锥径的减小呈指数增长。这种方法是非常有前途的纳米粒子传感和单光子源。
2012-09-12 physics.optics quant-ph
Tunable Nanoislands Decorated Tapered Optical Fibers Reveal Concurrent Contributions in Through-Fiber SERS Detection
本研究采用可调固相去湿法在锥形光纤表面制备单层金纳米岛，系统研究颗粒几何参数对透光纤SERS性能的影响，实现低至10⁻⁷ M的检测限，为远程SERS探针设计提供新策略。
2024-04-21 physics.app-ph physics.optics
Detecting atoms trapped in an optical lattice using a tapered optical nanofiber
对尺寸小于光波长的结构的光学检测需要在超过衍射极限的尺度上工作的设备。在这里，我们提出的可能性，使用一个锥形的光学探测器作为检测器，以解决单个原子被困在光晶格中的莫特绝缘体阶段。我们表明，小尺寸的光纤与增强的光子收集率相结合，可以实现大而可靠的测量信号。
2014-10-14 physics.optics
