Floquet-sideband-enhanced shortwave electrometry with Rydberg atoms
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Nanjing University（南京大学）；Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement（北京无线电计量测试研究所）；East China Normal University（华东师范大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；University of Arkansas（阿肯色大学）
利用微波缀饰里德伯原子和Floquet边带增强相互作用，将短波外差测量灵敏度提升四个数量级，达到-122.7 dBm/Hz，为便携式高灵敏短波接收提供新途径。
2026-09-09 physics.atom-ph physics.optics
Cryogenic Optomechanics with a Si3N4 Membrane and Classical Laser Noise
我们展示了一个低温光学机械系统，包括一个灵活的Si3N4膜放置在中心的自由空间光学腔在400 mK的低温环境。我们观察到的机械品质因数Q > 4 × 10^6的261 kHz的基本鼓膜模式的膜，和腔共振半宽度为60 kHz。因此，光机系统在分辨的边带极限下工作。我们监测膜的热运动，使用外差光路能够同时测量两个机械边带，并发现所观察到的光学弹簧和阻尼定量与理论一致。机械边带表现出法诺线型，并解释这一点，我们开发了一个理论描述外差测量相关的经典激光噪声的存在下。最后，我们讨论了使用一个无源滤波腔，以消除经典的激光噪声，并考虑未来的要求激光冷却这个相对较大的和低频的机械元件非常接近其量子力学基态。
2012-09-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Self-heterodyne spectroscopy via a non-uniformly spaced frequency comb
State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Institute of Laser Spectroscopy（山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室激光波谱学研究所）；Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics；Shanxi University
本文提出了一种通过非均匀频距频率梳实现高灵敏度、高分辨率和高速度的自混频光谱系统，解决了时间分辨光谱分析中的核心权衡问题。
2026-01-08 physics.optics
Coherent, multi-heterodyne spectroscopy using stabilized optical frequency combs
利用窄线宽光纤频率梳的宽带、相干特性，通过多外差光谱法测量分子气体的全复谱。我们测量了155，000个单独的频率梳状线中的每一个在穿过氰化氢气体后所经历的吸收和相移，这些频率梳状线间隔100 MHz，跨度从1495 nm到1620 nm。测量的相位谱符合吸收谱的Kramers-Kronig变换。该技术可以在宽带宽上快速地提供全复频谱，并且具有赫兹级的精度。
2007-10-17 physics.optics
Terahertz multi-heterodyne spectroscopy using laser frequency combs
基于太赫兹量子级联激光器的频率梳在紧凑的封装中具有宽带覆盖和高输出功率，使其成为宽带光谱学的有吸引力的选择。在这里，我们展示了第一多外差光谱使用两个太赫兹量子级联激光梳。仅用100 $μ$ s的积分时间，我们就实现了超过60 dB的峰值信噪比和以2.8 THz为中心的大于250 GHz的频谱覆盖。即使使用室温探测器，我们也能够实现50 dB的峰值信噪比，并且作为原理证明，我们使用这些梳状结构来测量标准具样品的宽带透射谱。最后，我们表明，通过适当的信号处理，可以将多外差光谱扩展到以脉冲模式工作的量子级联激光梳，大大扩展了适用于这些技术的量子级联激光器的范围。
2016-04-04 physics.optics
Coherent multi-heterodyne spectroscopy using acousto-optic frequency combs
我们提出了一种新的用于多外差光谱测量的光学频率梳光源，并进行了实验研究。这种梳状模态基于用CW单色激光器播种的频移环路。梳状线由连续波激光连续通过声光移频器产生。我们报告的频率梳产生超过1500相互相干线，而不诉诸非线性加宽现象或外部电子调制。梳状线间隔可以很容易地从几十MHz到kHz的范围重新配置。我们首先使用一个单一的声光频率梳进行自外差干涉与高频率分辨率（500 kHz）。通过增加线间距到80 MHz，我们展示了亚毫秒时间尺度上的分子光谱学。为了降低探测带宽，我们随后实现了声光双梳状光谱仪的援助下，两个相互相干的频移环。在每一个架构中，声光频率梳光谱的潜力进行了验证光谱测量氰化氢在近红外区域。
2018-03-20 physics.optics
An optical phase-locking with large and tunable frequency difference based on vertical-cavity surface-emitting laser
提出了一种新的频率差可控的双激光器锁相技术。在我们的装置中，一个边带的电流调制的垂直腔面发射激光器（VCSEL）的相位锁定的主激光器注入播种，而另一边带的VCSEL是用来锁相的从激光器。因此，从激光器与主激光器相位锁定，频率差可调谐到约35 GHz。在种子功率为30 μ W时，从激光器的边带抑制率大于30dB。主设备和从设备之间的外差频谱具有小于1 Hz的线宽。利用这种光束实现了铷原子的相干布居俘获共振。
2007-10-30 astro-ph physics.atom-ph physics.optics
Spatiotemporal heterodyne detection
我们描述了一个计划，其中的相机变成一个有效的可调谐频率滤波器的几个赫兹的带宽在离轴，外差光学混合配置，使执行并行，高分辨率的相干光谱成像。这种方法通过信号的空间和时间调制的组合来抑制噪声贡献而成为可能。本文解释了在布朗运动中悬浮粒子动态散射光的实验数据。
2009-08-31 physics.optics
Origins of clustered frequency combs in Kerr microresonators
最近的实验表明，宽间距的参量边带的产生，可以演变成“集群”的光学频率梳克尔微谐振器。在这里，我们描述的物理基础，形成这样的簇梳状态。特别是，我们表明，所需的初始边带生成的相位匹配是这样的（至少）的边带经历异常色散，使边带驱动频率梳形成通过退化和非退化四波混频。我们验证我们的建议，通过结合在氟化镁微谐振器和相应的数值模拟的实验观察。我们还调查的相干特性所产生的集群频率梳。我们的研究结果提供了有价值的见解宽间距的参数边带和集群频率梳克尔微谐振器的产生和动力学。
2018-05-30 physics.optics
Sideband Injection Locking in Microresonator Frequency Combs
本文实验研究了微谐振腔孤子频率梳的边带注入锁定，推导出锁定范围与重复频率控制的解析标度定律，并演示了光学频率分频及相位噪声降低三个数量级，为低噪声微波产生和紧凑光学时钟设计提供指导。
2023-10-19 physics.optics
On-chip, self-detected THz dual-comb spectrometer
我们提出了一种直接产生的片上双梳状太赫兹源。利用量子级联有源区的独特特性，利用其中一个梳作为探测器，对两个自由运行的太赫兹量子级联激光器的多外差拍频信号进行了电学测量。对应于630 GHz的频谱带宽，可以检测多达30种模式，这是双梳状配置的可用带宽。的多外差信号被用来调查的梳状模式的等距显示$10^{-12}$的精度在2.5太赫兹的载波频率。
2016-02-01 physics.optics
Heterodyne coherent detection of the electric field temporal trace emitted by frequency-modulated comb lasers
本研究利用低噪声飞秒脉冲梳作为本振源，结合双梳外差探测与多外差信号时域分析，揭示了调频梳激光器电场振幅和相位正交分量的时间轨迹，并证实了量子级联激光器频率梳的调频行为与高相干性。
2024-12-24 physics.ins-det physics.optics
Line-by-line control of 10-THz-frequency-spacing Raman sidebands
我们报告的一个相干的离散谱（拉曼边带）的频率间隔为10.6太赫兹，是由绝热拉曼过程中产生的线的控制。我们表明，拉曼边带的光谱相位被精细地控制到目标（平坦的相对光谱相位）。这是通过采用空间相位控制器和光谱干涉仪的组合来实现的，所述空间相位控制器和光谱干涉仪是专门为高功率离散谱设计的。我们还表明，这样的频谱相位控制产生一个训练的傅里叶变换有限的脉冲在时域中的重复率为10.6太赫兹。
2010-01-21 physics.optics
Tunable Optomechanically Induced Sideband Comb
当腔光机系统由控制场$ω_{c}$和探测场$ω_{p}$驱动时，它可以表现出高阶边带梳状效应，并且工作在非微扰区，如在先前的工作中所示[Xiong等人，选择Lett. 38，353（2013）]。这种梳的重复频率等于机械频率$ω_{b}$并且是不可调谐的，这限制了梳的精度。这里，我们通过用附加的强探测场$ω_{f}$驱动系统来解决这个问题，并且$ω_{f}$和$ω_{c}$之间的失谐等于$ω_{b}/n$（这里$n$是整数），即，这种失谐是机械频率的一部分。在这种情况下，我们得到了一些有趣的结果。我们发现，不仅整数阶（高阶）边带，而且分数阶边带，和整数阶和分数阶边带之间的和和差边带，将出现在输出频谱。所产生的非线性边带构成光机械诱导边带梳（OMISC）。OMISC的频率范围和重复频率分别与边带截止阶数和边带间隔成比例。我们发现，我们可以通过增加探测场$ω_{p}$的强度来扩展OMISC的频率范围。更重要的是，我们可以降低重复频率，从而通过增加$n$和探测场$ω_{f}$的强度来提高OMISC的精度。
2020-05-09 physics.optics quant-ph
Generation and amplification of high-order sideband induced by two-level atoms in a hybrid optomechanical system
增强和控制光机诱导的高阶边带产生对于实现低功耗光梳和可集成结构的高灵敏度传感非常重要。在这里，我们提出和分析的建议，增强和操纵的光学非线性和高阶边带产生的混合原子腔光学机械系统，是相干驱动的双色输入场组成的控制场和探测场，并超出微扰制度的工作。我们的数值分析与实验可实现的参数证实，强大的高阶边带产生和典型的光谱结构，具有非微扰功能，即使在弱驱动场。详细讨论了高阶边带的产生与原子参数的关系，包括原子的衰变率和原子与腔场的耦合参数。我们发现，截止阶数以及高阶边带的振幅可以很好地调谐原子耦合强度和原子衰变率。所提出的增强光学非线性的机理具有普遍性，可适用于不同类型腔的光机系统。
2017-12-08 physics.optics
Controllable optical sideband generation by breaking mechanical Parity-Time symmetry
通常利用腔中光与机械振动之间的相互作用来产生高阶边带（HOS）/梳，其用于光学通信网络、光谱学等。虽然光机械诱导的HOS已经做了相当多的研究，其适当的控制和操纵仅使用连续波（CW）激光驱动仍然有待探索。在这里，我们采用机械奇偶时间（PT）对称结构与光诱导增益和损耗。它使我们能够操纵腔之间的机械能（声子）的流动，这对腔的光学响应有影响。基于我们的数值研究，我们发现高阶光学边带开始通过打破PT对称性而出现。在固定驱动功率的情况下，通过调节腔间的耦合率来精确控制高阶边带线的数目。此外，我们观察到的例外点（EP）诱导形成两个同步的高阶光学边带光谱，这打开了一个有前途的EP为基础的平台，实现各种机械同步现象的光学读出，存储器应用，传感，远程时钟时间的同步和其他。
2023-01-25 physics.optics
Thermal control of Kerr microresonator soliton comb via an optical sideband
本文报道了利用电光调制器产生的光边带对耗散克尔微谐振器孤子梳的热控制。与之前使用独立辅助激光器的报道相同，我们的基于边带（S-B）的辅助光也能够访问稳定的孤子梳并降低孤子梳的相位噪声，大大简化了辅助激光器的设置。更重要的是，由于泵浦和S-B辅助光之间固有的高频率/相位相关性，泵浦和谐振频率之间的失谐几乎自动固定，允许比使用独立辅助激光器的常规方法大18倍的"有效"孤子存在范围，以及在不使用微加热器的情况下扫描超过10 GHz的孤子梳。
2021-12-14 physics.app-ph physics.optics
Thermal-light heterodyne spectroscopy with frequency comb calibration
精密激光光谱学是原子和分子物理学的许多发展以及相关技术（如原子钟和传感器）进步的关键。然而，在重要的光谱场景中，如天文学和遥感，光是热源，干涉或衍射光谱仪通常取代激光光谱。在这项工作中，我们采用基于激光的外差辐射测量测量非相干光源在近红外和引入技术的绝对频率校准与激光频率comb. Measuring太阳的连续谱，我们得到一个信噪比，匹配的基本量子限制的预测给出的热光子分布和我们的系统的效率，带宽和平均时间。在分辨率R~ 1，000，000的情况下，我们在10分钟内确定太阳光谱中的铁谱线的中心频率到亚MHz的绝对频率不确定度，分数精度为线宽的1/4000。此外，我们提出的概念，利用折射光束整形，以减少指向不稳定性的影响，由100倍，和频率梳状复用，以增加数据采集速率和光谱带宽的可比因素。总之，我们的工作带来了电信光子学的力量和频率梳计量的精度，激光外差辐射测量，太阳和天文光谱，遥感和精确的多普勒测速的影响。
2022-02-04 astro-ph.IM physics.optics
Multi-heterodyne differential absorption lidar based on dual-comb spectroscopy for simultaneous greenhouse gas and wind speed measurements
本研究基于双梳光谱技术提出一种多外差差分吸收激光雷达，利用高功率梳齿实现多频率吸收测量，可同时测量径向风速和路径平均温室气体浓度。
2024-06-26 physics.ins-det physics.optics
Experimental observation of internally-pumped parametric oscillation and quadratic comb generation in a $χ^{(2)}$ whispering-gallery-mode microresonator
本文报道了在自然相位匹配条件下，高Q值锂酸盐微谐振器内泵浦参量振荡的实验观察。具体来说，发射近红外泵浦光约1060 nm到一个$z$切一致的锂离子微谐振器，我们观察到的二次谐波产生接近自然相位匹配的条件下，在输入泵周围的光学边带的产生。我们发现，可以通过改变实验参数产生广泛的不同的边带频移。在特定的条件下，我们观察到的几个等间距的边带周围的泵级联产生-通过腔增强的二次谐波产生的光学频率梳的第一步。
2019-12-11 physics.optics
Raman-induced Kerr-effect dual-comb spectroscopy
我们报告的第一个演示非线性双频梳光谱。在多外差飞秒拉曼诱导克尔效应光谱学中，由光谱窄泵浦的分子振动的相干激发产生的拉曼增益被压印到飞秒激光频率梳探针光谱上。由这些光束和样品的非线性相互作用引起的双折射信号对频率梳状本机振荡器进行外差，该频率梳状本机振荡器具有与梳状探针的重复频率略有不同的重复频率。这种时域干涉在短的测量时间内提供对宽光谱带宽上的相位和振幅拉曼光谱的多路复用访问。实验证明，在200 GHz的光谱分辨率，293 μs的测量时间和10^-6的灵敏度，液体样品表现出C-H伸缩拉曼位移。
2012-08-06 physics.optics
Optical Frequency Combs from High-Order Sideband Generation
我们报告的产生频率梳最近发现的现象，高阶边带产生（HSG）。具有频率$f_\text{NIR}$的近带隙连续波（cw）激光透射通过包含GaAs/AlGaAs量子阱的外延层，所述GaAs/AlGaAs量子阱由在240和640 GHz之间的频率$f_\text{THz}$下振荡的4和50 kV/cm之间的准cw面内电场$F_\text{THz}$驱动。产生具有在$f_\text{sideband}=f_\text{NIR}+nf_\text{THz}$（甚至是$n$）处的齿的频率梳，具有最大报告的$n>120$，对应于最大梳跨度$>80$ THz。梳状光谱与相同的产品$f_\text{THz}\times F_\text{THz}$被发现在大多数情况下具有相似的跨度和形状，从HSG作为一个散射限制的电子空穴的碰撞现象的图片预期。HSG梳被用来测量我们的太赫兹源的频率和线宽作为潜在的应用示范。
2018-08-22 physics.app-ph physics.optics
Parametric seeding of a microresonator optical frequency comb
我们研究了通过具有两个电光调制边带的泵浦激光器对微谐振腔频率梳（微梳）进行参数播种。我们发现，泵浦边带间距是精确复制整个微梳的光谱，我们证明了记录的绝对线间距稳定性的微梳$1.6\times10^{-13}$在1秒。参数梳的频谱是复杂的，并且经常观察到非等距的子梳。我们的结果表明，参数种子不仅可以控制子梳，而且可以导致产生严格等距的微梳光谱。
2013-05-14 physics.optics
Octave-wide phase-matched four-wave mixing in dispersion engineered crystalline microresonators
本文在色散工程晶体微腔中实现了跨倍频程的相位匹配四波混频，主边带频移达140 THz并形成簇状梳，为单一紧凑器件实现1 μm至中红外的可调谐梳簇发生器提供了可能。
2025-09-20 physics.optics
Precision Doppler Shift Measurements with a Frequency Comb Calibrated Laser Heterodyne Radiometer
本文提出用光学频率梳校准激光外差辐射计，通过太阳吸收光谱精密测量大气 CO₂ 的风致多普勒频移，实现 100 kHz 频率精度并验证其测速能力。
2023-07-14 physics.ins-det physics.optics
Frequency comb based four-wave-mixing spectroscopy
我们实验证明四波混频光谱使用频率梳。该实验使用了一种几何形状，其中激发脉冲和由样品产生的四波混频信号共同传播。我们分离它们在射频域的外差检测与本地振荡器梳，具有不同的重复频率。
2017-04-11 physics.optics
Comparing Homodyne and Heterodyne Tomography of Quantum States of Light
Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering and Purdue Quantum Science and Engineering Institute, Purdue University（普渡大学埃尔莫电气与计算机工程学院及普渡量子科学与工程研究所）；Wyant College of Optical Sciences, The University of Arizona（亚利桑那大学怀雅特光学科学学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, The University of Arizona（亚利桑那大学电气与计算机工程系）；Program in Applied Mathematics, The University of Arizona（亚利桑那大学应用数学项目）；Quantum Information Science Section, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室量子信息科学部）
该研究通过理论和数值分析，发现同向全息成像在重建非高斯光子态时比异向测量更有效，为连续变量量子系统优化测量策略提供了新见解。
2025-12-18 physics.optics quant-ph
Timing jitter characterization of free-running dual-comb laser with sub-attosecond resolution using optical heterodyne detection
从双梳系统发射的脉冲序列被设计为具有低的相对定时抖动，使得它们对于许多光学测量技术例如光学测距和光谱学是有用的。然而，低抖动双梳系统的表征是具有挑战性的，因为它需要具有高灵敏度的测量技术。出于这一挑战，我们开发了一种基于光外差检测方法的技术，用于测量两个脉冲序列的相对定时抖动。该方法适用于具有基本上任何重复率差的双梳系统。此外，所提出的方法允许采样率的连续和精确的跟踪。为了证明该技术，我们进行了详细的表征的单模二极管泵浦的$\mathrm{Yb:CaF_2}$双梳状激光器从一个自由运行的偏振复用腔。这种新型激光器在160 MHz重复频率下产生115 fs的脉冲，每个梳齿的平均功率为130 mW，两个脉冲序列之间的相对定时抖动的检测本底噪声达到$8.0 \times 10^{-7} \, \mathrm{fs}^2/\mathrm{Hz} \; ( \sim 896 \: \mathrm{zs}/\sqrt{\mathrm{Hz}} )$，在100 Hz到1 MHz范围内积分时，相对均方根（rms）定时抖动为13 fs。这一性能表明，所演示的激光器与实际的双梳光谱、测距和采样应用高度兼容。此外，我们的研究结果表明，相对定时噪声测量技术可以表征双梳系统工作在自由运行模式或有限的重复率差，同时提供亚阿秒的分辨率，这是不可行的任何其他方法之前。
2022-01-21 physics.ins-det physics.optics
Programmable access to microresonator solitons with modulational sideband heating
本研究提出基于相位调制泵浦的蓝失谐边带与载波协同热稳定方法，解决集成微谐振器光热效应阻碍孤子生成的问题，实现19.97 GHz确定性孤子生成及近100%成功率、最短10秒的可编程N孤子态自动寻址，推动多领域应用。
2023-09-07 physics.optics
Quantum enhanced balanced heterodyne readout for differential interferometry
本文利用高频频谱纠缠双模压缩态和直接光信号组合，实验实现两个空间分离干涉仪的量子增强差分外差读出，规避3 dB噪声损失并使音频带信号信噪比再提升3.5 dB。
2024-10-29 physics.optics quant-ph
Time-Delay Interferometry with optical frequency comb
在天基引力波干涉仪中，外差激光相位测量由于星载时钟的相位波动而退化，导致干涉数据的灵敏度性能水平不可接受。为了校准时钟相位噪声，先前已经建议必须通过调制激光束来进行额外的航天器间相位测量。然而，这种技术大大增加了系统的复杂性和子系统故障的可能性。随着自参考光学频率梳的出现，有可能产生相干参考机载激光器的外差微波信号。在这种情况下，我们表明，微波噪声可以直接取消应用修改后的第二代时间延迟干涉组合的外差相位测量。这种方法避免了调制激光束的使用以及额外的超稳定振荡器时钟的需要。
2015-02-23 gr-qc physics.optics
Sideband generation of transient lasing without population inversion
我们提出了一种方法，产生相干短脉冲的产生频率梳使用激光无反转的瞬态制度。我们使用一个通用的方法来研究脉冲在不同的光谱区域中通过一个有源介质的传播，该有源介质是强烈驱动的低频过渡的时间尺度短于退相干时间。结果表明，即使不准备初始粒子数反转，也可以在不同模式的边带上产生增益。除了产生超短脉冲外，这种频率梳还可用于制作短波长或太赫兹激光器。
2014-08-21 physics.optics quant-ph
Simple digital phase-measuring algorithm for low-noise heterodyne interferometry
我们提出了一种数字算法，用于测量两个正弦信号之间的相位差，结合修改后的条纹计数方法与两个样本过零点，使顺序信号处理。该技术可应用于高分辨率动态相位差测量，特别是外差干涉测量。从使用电气设备的演示中获得的本底噪声在高于约0.1 Hz的频率下为$5\times10^{-8} \mathrm{rad/\sqrt{Hz}}$。此外，通过将该方法应用于商用外差干涉仪，从4 kHz到1 MHz的本底噪声电平被确认为$7\times10^{-14} \mathrm{m/\sqrt{Hz}}$。我们还通过与标准零差干涉仪测量大于5000 m/s^2的冲击运动峰值加速度和10 mm行程的结果进行比较，证实了该算法的有效性。
2016-02-11 physics.ins-det physics.optics
Tracking length and differential wavefront sensing signals from quadrant photodiodes in heterodyne interferometers with digital phase-locked loop readout
本文提出了一种利用数字锁相环读出相位的外差式激光干涉仪中的四象限光电二极管（QPD）跟踪信号的方法。代替单独跟踪来自QPD的四个段并且然后将结果组合成长度和差分波前感测（DWS）信号，该方法采用直接对组合的长度和角度信号进行操作的一组耦合跟踪回路。好处是增加了环路中的信噪比，以及使环路带宽适应被跟踪信号的不同动态行为的可能性，这些信号现在对应于物理上有意义的可观测量。我们证明了高达6 dB的单段跟踪，这使得该计划在超低光条件下的精密卫星间激光干涉测量的应用程序的一个有吸引力的解决方案的改进。
2020-11-14 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Unresolved-Sideband Optomechanics with Hexagonal Boron Nitride: Induced Transparency, Gain, and Frequency Combs
Physics Department, University of Basel（巴塞尔大学物理系）
利用可调谐光纤法布里-珀罗微腔与悬浮六方氮化硼鼓膜谐振器耦合，在非分辨边带区实现光力学诱导透明，观察从透明到增益的转变，并产生光力学频率梳。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Frequency Comb Calibrated Laser Heterodyne Radiometry for Precision Radial Velocity Measurements
本研究提出结合光学频率梳校准的近红外激光外差辐射计方法，实现高分辨率、高精度的盘积分太阳光谱测量，达到亚米每秒级单日视向速度精度，量化了误差来源并指出未来改进方向。
2024-10-06 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Suppression of amplitude-to-phase noise conversion in balanced optical-microwave phase detectors
我们证明了一个幅度到相位（AM-PM）的转换系数为0.001拉德的平衡的光学微波相位检测器（BOM-PD），对应于AM-PM引起的相位噪声低于单边带的激光器的相对强度噪声60 dB。这使我们能够从商用Er光纤梳产生8 GHz微波信号，其单边带残余相位噪声在1 Hz偏移频率下为-131 dBc/Hz，在1 kHz偏移频率下为-148 dBc/Hz。
2013-09-04 physics.optics
Optimal frequency conversion in the nonlinear stage of modulation instability
研究了光纤中强泵浦耗尽区诱导调制不稳定性（MI）引起的多波混频。为了将泵浦功率完全转移到边带模中，我们从理论和实验上证明，有必要使用比峰值MI增益值低得多的种子调制频率。我们的分析表明，创纪录的95%的输入泵浦功率的频率转换成梳的边带，在良好的定量协议与分析预测的基础上最简单的精确呼吸解的非线性薛定谔方程。
2015-06-23 physics.optics
Multispectral Kerr frequency comb initiated by Faraday ripples
在均匀微谐振器中，宽带克尔频率梳的产生由图灵图案触发。在这里，我们研究了一个明显不同的路径启动克尔频率梳的法拉第波纹。动量守恒是由腔色散的方位角调制来保证的。与理论分析一致，我们实现了一个覆盖电信O，C，L和2 μm波段的多谱克尔频率梳。通过连续波外差拍音和振幅噪声谱测量证实了梳状相干性和子梳状偏移的存在。该器件可用于实现宽带光频率合成器和大容量相干通信。
2016-10-21 physics.optics
High contrast linking 6 lasers to a 1 GHz Ybfiber laser frequency comb
我们证明了0.95 GHz的重复率完全稳定的Yb：光纤频率梳没有光放大。利用高模功率和高相干性，该梳齿在至少6个连续波长激光（580 nm，679 nm，698 nm，707 nm，813 nm和922 nm）的直接外差拍频信号上获得35 dB ~ 42 dB的信噪比，同时保持大于40 dB的载波包络频率信号。它可用于直接测量可见光和近红外波段的光频，在多个光频的同时比较方面具有很大的潜力。
2018-11-25 physics.optics
Continuous variable quantum communication with 40 pairs of entangled sideband
本文提出通过特殊设计的光学参量振荡器高效提取并稳定控制40对纠缠边带，利用低损耗光学频率梳和局部互相关算法实现6.5 dB纠缠，实验证明了大容量量子密集编码的可行性，推动量子通信网络发展。
2025-07-14 physics.optics quant-ph
All-optical Synchronization of Breather Solitons in a Kerr Microresonator
The University of Auckland（奥克兰大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonics and Quantum technologies（光子与量子技术多德-沃尔斯中心）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（美国国家标准与技术研究院/马里兰大学联合量子研究所）；NIST（美国国家标准与技术研究院）
通过注入弱单色激光，实现微谐振器克尔呼吸孤子边带的全光同步，从而控制孤子振荡频率并降低噪声。
2026-06-29 physics.optics
Multi-mode Heterodyne Laser Interferometry Realized via Software Defined Radio
针对光谱烧孔（SHB）面临的激光功率受限导致散粒噪声高的问题，开发了基于开源软件定义无线电平台的多模外差激光干涉方案，实现多光频模式的产生、检测与分离，通过多模平均降低散粒噪声，提升低光功率干涉测量的噪声性能。
2023-10-05 physics.ins-det physics.optics
Frequency modulation Fourier transform spectroscopy
本文提出了一种调频外差激光光谱与傅里叶变换光谱相结合的新方法--调频傅里叶变换光谱法。它提供同时灵敏测量吸收和色散分布与宽带光谱覆盖能力。对1.5 $μ$ m波段C_2H_2的泛频光谱进行了实验论证。
2007-04-04 physics.optics
Background-free time-resolved coherent Raman spectroscopy (CSRS and CARS): heterodyne detection of low-energy vibrations and recognition of excited-state contributions
相干拉曼散射（CRS）光谱技术已经得到了广泛的发展和优化，在生物医学和基础科学的不同应用。最常用的CRS技术是相干反斯托克斯拉曼散射（CARS），以及最近的受激拉曼散射（SRS）。相干斯托克斯拉曼散射（CSRS）在很大程度上被忽略，主要是因为它经常受到荧光的强烈影响，特别是对于共振增强测量。然而，在共振激发的情况下，CSRS信号中包含的信息可以与CARS的信息不同并且互补。在这里，我们结合脉冲整形，干涉外差检测，8步相位循环和傅立叶变换的时域测量，在CARS和二维电子光谱社区开发的方法，测量共振CSRS和CARS光谱使用钛：蓝宝石振荡器。该信号基本上是无背景的（荧光和非共振背景信号都被抑制），具有高光谱分辨率和高灵敏度，并且可以访问低至~30 cm-1的低能模式。我们证明了CSRS和CARS方案之间容易地选择的能力，并显示一个例子，其中CSRS和CARS光谱的采集允许振动模式上的激发电子态被区分从那些在地面上的电子态。
2019-04-10 physics.atom-ph physics.optics
The quantum-limited comb lineshape of a mode-locked laser: Fundamental limits on frequency uncertainty
我们计算的量子限制的形状的梳状线从锁模钛：蓝宝石激光器使用实验推导出的参数的激光器的线性响应扰动。梳状线的自由运行宽度被发现在整个激光光谱。通过模拟一个简单的反馈环的影响，我们计算的量子噪声和反馈参数的剩余相位噪声的频谱。最后，我们计算了在光外差拍频探测中，当限制因素为量子噪声时，光频测量中的频率不确定度。
2008-07-25 physics.optics
Clock Noise Cancellation in Heterodyne Links between Optical Cavities for Space-Borne Gravitational-Wave Telescopes
Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency（宇宙科学研究所，日本宇宙航空研究开发机构）；Department of Physics, The University of Tokyo（东京大学物理学系）
针对空间引力波望远镜中异频干涉仪的时钟抖动问题，提出利用双异频信号消除噪声并保持引力波信息的方法，通过时域模拟验证了该方案在恢复灵敏度和提升信噪比方面的有效性。
2026-04-20 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Gigahertz acousto-optic modulation and frequency shifting on etchless lithium niobate integrated platform
涉及传播声子的声光相互作用可以打破光的时间反转和频率调制对称性。然而，传统的声光调制器的基础上散装材料的频率带宽限制在数百兆赫，由于其大的结构尺寸。在这里，我们实验证明了千兆赫兹单边带声光调制的无蚀刻的锂钛酸盐集成平台上使用光子束缚态的连续。通过选择输入和输出通道的特定组合，可以方便地获得光的上边带或下边带调制。在该方案下，我们实现了一个3 GHz移频器，该移频器工作在C频段，3 dB带宽约为35 nm。在3dB工作带宽内，上（下）边带调制光与下（上）边带调制光和未调制光的消光比分别>44（47）和25（23）dB。频移的光可以用振幅和频率调制进一步处理。因此，所展示的千兆赫兹单边带声光调制可以实现许多光子应用，例如光信号处理、传感和离子捕获。
2020-05-18 physics.app-ph physics.optics
On-chip Dual-comb based on Quantum Cascade Laser Frequency Combs
双梳光谱学是中红外频率梳在高分辨率分子光谱学中最具吸引力的应用之一，因为它利用了频率梳的独特相干特性与中红外分子光谱学可实现的高灵敏度相结合。本文提出了一种基于中红外量子级联激光频率梳的片上双梳光源，其中两个频率梳集成在一个芯片上。通过在每个激光器旁边集成微加热器来控制梳状重复和偏移频率。我们表明，完全控制的双梳系统是可能的，通过测量对应于32厘米$^{-1}$的光学带宽在1330厘米$^{-1}$（7.52 $μ$ m）的中心频率的多外差拍频，表明该设备是理想的紧凑型双梳光谱系统。
2015-10-30 physics.optics
Harmonic frequency combs in quantum cascade lasers: time-domain and frequency-domain theory
谐波频率梳是近年来在量子级联激光器（QCL）中发现的一种激光模式，它是由几十个自由光谱范围的周期相互分离的。如何在连续泵浦下形成谐波梳并保持其稳定性一直是一个争论的焦点。在这里，我们再现谐波状态的激光在QCL的时空域数值模拟，并表明相应的光波具有频率调制（FM）的性质，与基本拍音的电子人口被抑制。为了理解谐波态的形成和稳定性背后的物理，我们开发了一个频域线性化分析理论，该理论分析了单模激光相对于谐波态形成的稳定性和由此产生的谐波态的不稳定性。我们的分析表明，一个单一的激光模式的不稳定性可以导致谐波侧模的增长。两个边模之间的耦合导致FM和调幅（AM）波的相反增益，并且与AM增益相比，FM增益增强。研究了边带增益谱与群速度色散的关系。虽然单个激光模的不稳定增益不能证明谐波态可以自启动，但我们分析了三个强谐波模存在下的边带不稳定增益，并证明了谐波态可以稳定和自支持。
2020-05-28 physics.optics
High-power mid-infrared frequency comb source based on a femtosecond Er:fiber oscillator
我们报道了一种基于飞秒铒光纤振荡器的高功率中红外频率梳光源，其重复频率稳定在250 MHz。在周期极化的MgO掺杂Li_2O_3晶体中，通过差频产生中红外频率梳。输出功率约120 mW，脉宽约80 fs，光谱覆盖范围2.9 ~ 3.6 μ m。所制备的高功率宽带中红外频率梳保持了相干特性，并通过外差测量进行了验证。作为第一个应用，在环境大气压力和温度下，在短的20 cm玻璃池中测量~200 ppm甲烷-空气混合物的光谱。
2013-02-20 physics.optics
High-power, hybrid Er:fiber/Tm:fiber frequency comb source in the 2 μm wavelength region
我们提出了一个2- \mum频率梳的基础上，可靠的锁模铒光纤激光器的重复频率为100 MHz。在将放大的Er：光纤梳的光谱移动到更长的波长之后，使用单包层Tm/Ho：光纤作为自泵浦前置放大器，以产生以1.93 \mum为中心的相干宽带光谱。随后，包层泵浦的Tm：光纤放大器将系统在1.96 \mum处提升到4.8 W的最大输出功率。在一个紧凑的光栅压缩器压缩后，我们的放大Er：光纤/Tm：光纤混合系统提供高达2.9 W的脉冲持续时间为141 fs。系统的梳状特性通过外差测量检查。
2012-02-01 physics.optics
Analysis of the phase-locking dynamics of a III-V-on-silicon frequency comb laser
我们提出了一个电信混合III-V-硅上的被动锁模激光器与环形腔的相位动力学的详细表征。我们探讨了增益电流和饱和吸收体偏置电压的函数的操作的各种制度。我们使用步进外差测量来量化光谱啁啾和重建脉冲包络。有了这种技术，我们能够识别制度的近变换限制的操作，我们评估的梳状相位关系时，可饱和吸收体偏置电压的变化锁模的退化。最后，我们提出了一个初步的研究，在混合锁模操作的相位锁定和展示变换限制脉冲。
2020-10-20 physics.optics
Comment on "Retrieval of phase relation and emission profile of quantum cascade laser frequency combs''
最近发表在arXiv：1905.00668上的一篇文章提出，频率梳内的相位关系可以使用参考梳从外差测量中重建。原则上，按照这种方法，光学相位的这种恢复似乎是可能的，但应该产生时间恒定的信号。相反，arXiv：1905.00668提供了相位的显著相对漂移的实验证据，这表明梳的模式没有相干锁相。如果测试中的梳不是等距的，则可以解释这种时间漂移。这进一步意味着基础时间波形是不重复的，并且不能被压缩成相干短脉冲。这种伪影严重阻碍了量子级联激光器在精密计量中的应用。此外，将多模量子级联激光器指定为频率梳的概念似乎值得怀疑。
2019-05-13 physics.optics
