120-fs single-pulse generation from stretched-pulse fiber Kerr resonators
光纤克尔谐振器是简单的驱动谐振器，具有期望的波长和重复率灵活性，用于产生超短脉冲，用于包括电信、生物医学和材料处理的应用。然而，迄今为止，光纤克尔谐振器通常产生更长的脉冲，并且需要比应用所期望的更复杂的技术来产生单脉冲。在这里，我们解决这些限制，展示了强大的单脉冲性能与120 fs的脉冲持续时间在光纤克尔谐振器的基础上拉伸脉冲孤子。通过匹配的数值和实验研究，发现展宽脉冲孤子的性能强烈地依赖于总腔长，和最佳长度被发现取决于驱动，拉曼散射，和总脉冲的拉伸。通过设计这种最佳的腔与所描述的设置，稳定的展宽脉冲孤子与120 fs的持续时间进行了实验观察。此外，孤子捕获证明了与脉冲驱动源，尽管大腔内呼吸和单脉冲性能观察。稳定的高性能单脉冲产生是实现实用飞秒脉冲产生的关键一步。
2022-08-27 physics.optics
4-Dimensional Symmetry Breaking of Light in Kerr Ring Resonators
光场的对称性破缺对于理解非线性光学、光子电路、通信应用和光脉冲产生等都有重要意义。在这里，我们证明了四重对称性破缺的环形谐振腔与克尔非线性。这种对称性破坏自然发生在具有正交偏振分量的双向传播光的谐振器中。四个循环场分量表现出多重和嵌套和孤立的，自发对称性破缺分叉，也能够复杂的振荡动力学-如四场自开关，和不寻常的时间腔孤子的动态多个往返时间的时间尺度上，与后续世代之间的延迟延长。
2022-04-19 physics.optics
Mapping Nonlinear Mode Interactions in Coupled Kerr Resonators
Gleb Wataghin Institute of Physics, University of Campinas（坎皮纳斯大学格莱布·瓦塔金物理研究所）；School of Electrical Engineering and Computer Science, University of Ottawa（渥太华大学电气与计算机工程学院）；Instituto de Física, Universidade de São Paulo（圣保罗大学物理研究所）
本文提出了一种基于 Kerr 和热交叉相位调制的方法，用于解析耦合微共振腔中的空间模式重叠，并验证了其在三环共振腔中的有效性。
2025-11-26 physics.optics
Generalized Theory of Optical Resonator and Waveguide Modes and their Linear and Kerr Nonlinear Coupling
从第一性原理出发，导出了介质光谐振腔模间线性耦合和克尔非线性耦合的一般理论。的治疗是不特定于一个特定的几何形状或选择的模式的基础，因此可以被用来作为一个基础，用于描述任何现象所造成的任何组合的线性耦合，散射和克尔非线性，如弯曲和表面粗糙度损失，几何背散射，自和交叉相位调制，四波混频，三次谐波产生和克尔频率梳产生。然后将该理论应用于一个几何对称波导，以计算倏逝波耦合强度的模式放置在附近的微谐振器，以及克尔的自和交叉相位调制项之间的模式的谐振器。然后，这是用来推导出一个无量纲方程描述的两个反向传播模式的环形谐振器和证明，交叉相位调制是完全一样的情况下，两个反向传播模式，否则相同的自相位调制的两倍强。
2021-10-07 physics.optics
Nonreciprocal optical solitons in a spinning Kerr resonator
我们提出了一个自旋非线性谐振腔作为实验平台，实现非互易控制的光孤子。非互易性是由相对论性Sagnac-Fizeau光学拖曳效应引起的，这种拖曳效应对于沿自旋方向和与自旋方向相反的方向传输的泵浦光是不同的.我们发现，在自旋克尔腔中，不同方向的输入光会出现不同的孤子态.这些非互易孤子对谐振腔的顺时针和逆时针模式之间的模间耦合引起的损耗更稳定。我们的工作在非互易物理和孤子科学之间架起了一座桥梁，为实现孤子波光隔离器和单向孤子通信提供了一条有前途的途径。
2021-05-22 physics.optics
Efficient Kerr soliton comb generation in micro-resonator with interferometric back-coupling
非线性克尔微谐振腔在耗散孤子的理解及其在光学频率梳产生中的应用方面取得了根本性的突破。然而，泵浦功率到孤子频率梳的转换效率通常保持在百分之几以下。我们介绍了一种混合马赫-曾德尔环形谐振腔的几何形状，由一个微环形谐振腔嵌入在一个额外的腔与两倍的环的光路长度。所得到的干涉反向耦合使得能够实现对泵浦耗尽的前所未有的控制：实验证明，利用孤子晶体梳，泵浦到频率梳的转换效率高达可用功率的98%。我们通过产生各种各样的耗散克尔孤子梳来评估所提出的片上几何结构的鲁棒性，这需要较低的泵浦功率，当与具有相同参数的隔离微环谐振器相比时。具有反馈的微谐振器能够获得相干孤子梳产生的新机制，并且非常适合于在天文学、光谱学和电信中的梳应用。
2021-06-23 physics.optics
Polarization multiplexed dissipative Kerr solitons in on-chip micro-resonator
我们演示了片上氮化硅微谐振器中的偏振复用耗散克尔孤子。在我们的实验中，TE-和TM-偏振孤子可以单独产生和控制，由于他们的弱相互作用的结果，充分不同的重复率和正交偏振态。此外，我们发现TE和TM偏振孤子通常表现出不相关的时间抖动，因此偏振复用孤子微梳之间的频率和相位相干性作为泵浦激光器参数的函数发生显着变化，通过优化，我们实现了窄的双微梳拍音线宽小至4.4 kHz。片上偏振复用孤子微梳的潜在应用包括克尔梳光谱扩展、双梳计量和量子纠缠测量。
2022-05-31 physics.optics
Soliton crystals in Kerr resonators
强相互作用的孤子被限制在光学谐振腔中，这将为通信、计算和光传感实验提供独特的能力。在这里，我们报告的发现孤立子晶体在单片克尔微谐振器自发和集体有序合奏的共同传播的孤立子的相互作用离散其允许的时间间隔。我们明确地识别和表征孤子晶体，通过分析它们的“指纹”的光谱，这是由孤子之间的光谱干涉。我们确定了一个丰富的空间孤子晶体表现出晶体缺陷，和时域测量直接证实了我们的推断，他们的晶体结构。我们观察到的结晶是由谐振器模式简并介导的远程孤子相互作用来解释的，我们探测孤子晶体和孤子液体，在没有这些相互作用的情况下形成的定性差异。我们的工作探讨了丰富的物理单片克尔谐振器在一个新的制度密集的孤子占领，并提供了一种方法来大大提高效率的克尔梳;此外，极端简并的孤子晶体的配置空间建议实现一个强大的片上光缓冲区。
2017-04-04 physics.optics
Parametrically-driven temporal cavity solitons in a bichromatically-driven pure Kerr resonator
时间腔孤子是在色散非线性光学谐振腔中持续存在的光脉冲。他们已经被广泛研究的情况下，谐振器与纯立方（克尔型）的非线性，外部驱动的单色连续波激光-在这样的系统中，孤子表现为独特的吸引子，其载波频率与外部驱动场一致。然而，最近的实验表明，一个定性不同类型的时间CS可以出现通过参数下转换谐振器中同时二次和三次非线性。与纯克尔谐振器中的传统CS相比，这些\emph{parametrically-driven cavity solitons}有两种不同的相位，并且它们在光谱上集中在驱动场频率的一半处。在这里，我们从理论上和数值计算表明，在双色驱动的条件下，这种参数驱动的CS也可以出现在色散谐振器与纯克尔非线性。在这种情况下，孤立子通过参数四波混频产生，具有两个不同的相位，并且具有位于两个外部驱动场之间的载波频率。我们表明，当所有的波是共振的，孤子可以经历长程相互作用，由于它们的反作用的腔内场在泵浦频率，我们讨论了孤子的存在的参数要求。除了强调在色散克尔腔中激发一种新型腔孤子的可能性外，我们的工作还推进了多色场相干驱动谐振腔的理论建模。
2022-06-20 physics.optics
Experimental observation of the spontaneous breaking of the time-reversal symmetry in a synchronously-pumped passive Kerr resonator
在相干驱动的无源光克尔腔中，我们观察到了自发的时间对称性破缺不稳定性。腔同步泵浦的时间对称的脉冲，但我们报告的输出脉冲具有强烈的非对称的时间和光谱强度分布，高达71%的能量在同一侧的泵浦中心频率。不稳定性发生在一定的泵浦功率阈值以上，但显着消失的第二个阈值以上，在良好的协议与理论。我们还观察到一个广义的双稳态，其中一个非对称的输出状态共存的对称的在相同的泵浦条件。
2014-01-13 physics.optics
Existence and Switching Behavior of Bright and Dark Kerr Solitons in Whispering-Gallery Mode Resonators with Zero Group-Velocity Dispersion
利用广义Lugiato-Lefever模型研究了群速度色散为零时克尔光学频率梳的产生现象。在这种情况下，起主导作用的第一色散项是三阶色散。我们表明，这一项是足够的亮和暗孤子的存在。我们确定的区域中的参数空间中的两种孤子可以激发的谐振器内。我们还揭示了当泵浦光功率周期性变化时，这两种孤子之间的滞后切换现象。
2017-03-06 physics.optics
Universal Symmetry Breaking Dynamics for the Kerr Interaction of Counter-Propagating Light in Dielectric Ring Resonators
自发对称性破缺是物理学许多领域中的一个重要概念。在电动力学中，一个基本上简单的对称性破缺机制发生在环形谐振器中反向传播的电磁波之间，由克尔非线性介导。双向泵浦微谐振器中反向传播光的相互作用在实现光学非互易性（对于光学二极管）、PT对称系统的研究以及反向传播孤子的产生中找到了应用。在这里，我们提出了全面的分析和动力学模型的非线性克尔相互作用的介质环谐振器中的反向传播光。特别是，我们研究了自发对称性破缺发生时的不连续行为，表明发散对小的外部扰动的敏感性。这些结果可以应用于实现，例如，高灵敏度的近场或旋转传感器。然后，我们概括到一个随时间变化的模型，预测新类型的动力学行为，包括振荡制度，可以使克尔非线性驱动的全光学振荡器。我们模型的物理学可以应用于其他系统，其特征在于两种不同模式之间的克尔型相互作用，例如非线性谐振器中相反圆偏振的光，这通常由耦合的Lugiato-Lefever方程描述。
2018-11-21 physics.optics
Symmetry-Broken Cavity Solitons and Collective Polarization Conformity in Fabry-Perot Kerr Resonators
Université Bourgogne Europe（勃艮第欧洲大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich Alexander University Erlangen-Nuremberg（埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希·阿历山大大学）；Alexandria University（亚历山大大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；University of Strathclyde（思克莱德大学）；The University of Auckland（奥克兰大学）
该研究在法布里-珀罗Kerr共振腔中实验生成了极化对称破缺的腔体孤子，并揭示了多个孤子在特定阈值下收敛到相同不对称极化态的集体极化一致性现象。
2026-02-25 physics.optics
Feshbach Resonances in Kerr Frequency Combs
我们证明了在连续波相干光泵浦下，非线性环形谐振腔中产生的频率梳的功率和重复频率都受到调制。这种调制是由连续波背景与谐振腔中激发的光脉冲相互作用引起的，并且发生在具有非零高阶色散和波长相关品质因数的谐振腔中。调制频率对应于泵浦频率与谐振器中泵浦模式的本征频率的失谐。
2014-10-31 physics.optics
Coexistence and interactions between nonlinear states with different polarizations in a monochromatically driven passive Kerr resonator
我们报告的实验观察的共存和非线性状态之间的相互作用，在一个单一的载波频率驱动的无源克尔谐振器具有不同的偏振。利用双折射可调的光纤环形腔，实现了两个正交偏振模的非线性共振部分重叠，通过在重叠区域内的不同点锁定驱动激光频率，实现了不同非线性态的共存。特别是，我们观察到的时间腔孤子和调制不稳定性模式之间的共存，以及两个不同的腔孤子与不同的偏振之间的共存。我们还观察到了明显偏振的腔孤子之间的相互作用，以及由近正交偏振的不稳定调制不稳定图案的孤子的自发激发和湮灭。通过证明一个单一的频率驱动场可以支持差分偏振孤子和复杂的调制不稳定模式之间的共存，我们的工作揭示了丰富的耗散动力学的多模克尔腔。我们的研究结果也可能是相关的多路复用微谐振器频率梳的产生。
2019-02-14 physics.optics
Spatiotemporal Model for Kerr Comb Generation in Whispering Gallery Mode Resonators
我们建立了一个精确的偏微分方程来模拟回音壁模腔中克尔梳的产生。该方程是Lugiato-Lefever方程的变体，其包括高阶色散和非线性。这种时空模型，其主要变量是总的腔内场，是显着更适合于大跨度梳的理论理解和数值模拟比模态展开的方法。它使我们能够探索脉冲的形成，其中大量的模式相互作用的合作。这种通用的方法可以直接扩展到包括高阶色散，以及其他现象，如拉曼，布里渊和瑞利散射。我们首次证明，当色散是异常的，克尔梳产生可以出现作为耗散腔孤子的光谱签名，导致宽跨度梳低泵浦。
2012-10-31 physics.optics
Deterministic generation and switching of dissipative Kerr soliton in a thermally controlled micro-resonator
高Q微谐振腔中的耗散克尔孤子（DKS）通过色散和克尔非线性、腔损耗和参量增益的双重平衡，在时域上对应于自组织短脉冲。在本文中，我们首先实验证明了确定性的产生和开关的DKS热控制微环谐振器的基础上高折射率掺杂石英玻璃平台。在我们的方案中，一个辅助激光器被引入到及时平衡腔内的热波动。通过热电制冷器降低工作温度，首先产生孤子晶体，然后升高温度，实现DKS开关和单孤子的鲁棒接入，与调谐速度无关。在开关过程中，通过几十个具有特征的离散孤子阶跃来识别各种DKS，这对于研究片上孤子相互作用和非线性应用是非常有利的。
2018-10-13 physics.optics
Laser-power consumption of soliton formation in a bidirectional Kerr resonator
本研究提出一种带前向端口反射的纳米光子双向克尔谐振腔电路，实现了接近单位效率的单面孤子频率梳产生，测得过耦合区40mW泵浦下65%转换效率、97%泵浦消耗，为集成光子高效孤子生成及相关应用开辟新路径。
2024-01-30 physics.optics
On the dispersion management of fluorite whispering-gallery mode resonators for Kerr optical frequency comb generation in the telecom and mid-infrared range
光学回音壁模（WGM）谐振器是产生多功能克尔频率梳的非常有吸引力的平台。我们报告的材料色散的各种光学材料，能够支持$10^9$以上的品质因数的系统研究。利用圆盘谐振器中WGM谐振频率的解析近似，我们研究了几何形状和横模阶数对总群速度色散（$GVD$）的影响。我们证明了主半径和径向模折射率在定制WGM谐振器的$GVD$中起着重要的作用。特别是，我们的研究表明，在WGM盘谐振器，极性家庭的模式具有非常相似的$GVD$，而径向家庭的模式功能的色散值，可以相差几个数量级。这些巨大的色散位移的影响，实验证明在克尔梳与氟化镁代。从更一般的角度来看，这一关键特征使得能够将萤石晶体的零色散波长推向中红外（中IR）范围，从而允许在该光谱范围内有效地产生克尔梳。我们表明，氟化钡是最有趣的晶体在这方面，由于其零色散波长（$ZDW$）在$1.93 \rm{μm}$和中红外制度的最佳色散曲线。我们希望我们的研究结果，以促进电信和中红外光谱范围内的克尔频率梳代不同的平台的设计。
2015-01-10 physics.optics
Turbulence-induced rogue waves in Kerr resonators
非平衡耗散系统中自组织模式的自发涌现及其向复杂动力学区域的分叉是相变的一个范例。事实上，这些模式在高度非线性制度的行为仍然很少探索，即使在最近的高品质因数谐振器，如克尔非线性光学谐振器。在这里，我们从理论上和实验上研究了在时空混沌和耗散相变的框架下，从弱到高度非线性的克尔频率梳的变化。我们揭示了存在一个惊人的和容易访问的时空混沌的情况下，无腔孤子，在单稳态操作制度，其中通过时空不稳定性的振幅湍流的过渡被证明。此外，在由此产生的湍流制度的光突发的统计数据揭示了流氓波的存在，作为极端事件的长尾统计特征。
2019-01-09 physics.optics
Self-organization of cavity solitons in Brillouin-Kerr ring resonators
Université libre de Bruxelles (U.L.B.)（布鲁塞尔自由大学）；University of Lille, CNRS（里尔大学，法国国家科学研究中心）
研究揭示了在双共振环形谐振器中，受激布里渊散射与时间腔soliton的相互作用如何自发形成稳定的晶格结构，推动了混合布里渊-凯尔光学频率梳的理解。
2026-03-05 physics.optics
Switching waves-induced broadband Kerr frequency comb in fiber Fabry-Perot resonators
本文提出在正常色散区光纤法布里-珀罗谐振腔中通过激发切换波产生宽带克尔频率梳，结合Lugiato-Lefever方程理论分析与全光纤实验，实现了跨越15 THz带宽的频率梳。
2024-02-15 physics.optics
Cascaded Brillouin-Kerr microcombs in surface nanoscale axial photonic resonators
Concordia University（麦考瑞大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
该研究在表面纳米轴向光子谐振器中实现级联布里渊-克尔微梳产生，通过受激布里渊散射与克尔四波混频结合，生成双梳状光谱，为轴向结构回音壁谐振器研究提供新平台。
2026-09-22 physics.optics
Linear and Nonlinear Coupling of Light in Twin-Resonators with Kerr Nonlinearity
本研究探究含Kerr非线性的高Q值双谐振器的光耦合机制，实验观测到低功率下可调谐模式分裂、高功率下自发对称性破缺效应，结果获理论模型支撑，为耦合谐振器在多领域的高功率应用提供参考。
2024-11-02 physics.optics
Stable dark and bright soliton Kerr combs can coexist in normal dispersion resonators
利用Lugiato-Lefever模型，分析了正常色散区中三阶色散对暗孤子和亮孤子克尔频率梳的存在性和稳定性的影响。在没有三阶色散的情况下，在一个扩展的参数范围内只存在暗孤子，而三阶色散允许稳定的暗孤子和亮孤子共存。可逆性被打破，连接顶部和底部均匀解决方案的开关波的形状被修改。亮孤子的产生是由于开关波剖面中振荡的产生。最后，在足够强的三阶色散存在下，暗孤子的振荡不稳定性也得到了抑制。
2016-09-29 physics.optics
Multi-peak vector soliton families in defocusing Kerr resonators
School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学光学与电子信息学院）；Hubei optical fundamental research center（湖北省光电子基础研究中心）；Institut Universitari de Matematica Pura i Aplicada, Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学纯数学和应用数学研究所）；SUPA and Department of Physics, University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学物理系和苏格兰物理联盟）；Department of Physics, The University of Auckland（奥克兰大学物理系）；Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, UMR6303 CNRS-UBFC（勃艮第卡诺跨学科实验室）
研究在反散射凯尔共振器中发现多峰向量孤子族，通过交叉相位调制实现波包局域化，并揭示了参数组合对稳定孤子的影响。
2025-12-03 physics.optics
Kerr Nonlinearity Induced Nonreciprocity in dissipatively coupled resonators
针对线性情形无非互易性的双谐振器-波导耗散耦合系统，论文基于 Hamiltonian 与输入-输出关系证明 Kerr 非线性及双稳性可产生显著且可独立监测的非互易激发。
2024-04-26 physics.optics
Experimental observations of bright dissipative Kerr cavity solitons and their collapsed snaking in a driven resonator with normal dispersion
克尔非线性光学谐振腔可以维持被称为耗散克尔腔孤子的局域结构，作为微谐振腔光学频率梳的时域对应物，近年来引起了人们的广泛关注。虽然传统观点认为明亮的腔孤子只能存在于异常色散的区域，但最近的理论研究预测高阶色散可以从根本上改变这种情况，即使在正常色散驱动的条件下也可以实现明亮的局域结构。在这里，我们展示了一个灵活的光纤环形谐振器平台，提供了前所未有的控制色散条件，我们报告的第一个实验观察明亮的本地化结构，从根本上使高阶色散。在广泛的协议与过去的理论预测，我们发现，几个不同的明亮的结构可以共存相同的参数，我们观察到的实验证据，其崩溃的蛇形分叉结构。除了能够直接实验验证一些理论预测，我们表明，明智地控制色散条件的能力提供了一种新的途径超短脉冲产生：在我们的工作中观察到的明亮的结构对应于短至220 fs的光脉冲-无源全光纤环形谐振器的记录。我们设想，我们的工作将刺激进一步的基础研究高阶色散对克尔腔动力学的影响，以及指导新型超短脉冲源和色散工程微谐振器频率梳的发展。
2020-05-06 physics.optics
Continuous wave driving elucidates the desynchronisation dynamics of ultrashort dissipative Raman solitons generated in dispersive Kerr resonators
该研究通过数值模拟证实连续波驱动下也能存在拉曼孤子，借此阐明了脉冲驱动系统中失同步对超短耗散拉曼孤子存在性与特性的作用机制，并定性解释了孤子可存在的失同步范围。
2024-05-21 physics.optics
Controlled light distribution with coupled microresonator chains via Kerr symmetry breaking
本研究探讨了耦合谐振器光波导中Kerr非线性诱导的光态对称性破缺，发现了一种新型可控对称性破缺，可产生暗亮谐振器模式及多种动态振荡，对光子集成电路、神经形态计算等领域具有重要意义。
2024-02-16 physics.optics
Breathing of dissipative light bullets of nonlinear polarization mode in Kerr resonators
我们证明了在填充克尔介质的双折射光学谐振腔中呼吸耗散光子弹的存在。对于每个偏振分量，通过交叉相位调制耦合的光在腔内的传播由耦合的Lugiato-Lefever方程描述。利用斯托克斯参数和频谱描述了呼吸光弹的时空动力学。
2022-05-18 nlin.PS physics.optics
Temporal dissipative structures in optical Kerr resonators with transient loss fluctuation
耗散结构是动态开放系统中由非线性效应或损耗涨落引起的自发对称性破缺的结果。虽然非线性克尔腔中的光时间耗散孤子已被广泛研究，但它们运行在一个不可访问的红失谐区。在这里，我们证明了一个新兴的耗散孤子在光腔中的损耗波动的存在下，这是可访问的系统的自演化和共振操作。我们数值研究了损耗调制的影响和饱和吸收的影响，基于一个标准的耗散和克尔非线性微谐振器模型，并观察到稳定的孤子状态在一个接近零的失谐区域。共振工作的自启动孤子态具有广泛的应用前景，它不仅可以简化超快时间孤子的产生操作，而且可以提高孤子微梳的转换效率。
2021-10-05 physics.optics
Photonic-crystal-reflector nano-resonators for Kerr-frequency combs
我们展示了克尔频率梳产生与纳米制造的法布里-珀罗谐振器与光子晶体反射器（PCR）端镜。PCR群速度色散（GVD）被设计为抵消在薄的450 nm氮化硅器件层上制造的矩形波导的强法向GVD。反射器为谐振腔提供了克尔梳产生所需的高光学品质因数和异常GVD。我们报告的设计，制造和表征的设备，在1550 nm的波长波段，包括GVD光谱和品质因数。克尔梳的产生是通过用连续波（CW）激光激发器件来实现的。PCR的多功能性使克尔非线性谐振器过程的一般设计原理和材料独立的设备基础设施成为可能，为光的操纵开辟了新的可能性。可见光和多光谱带谐振器似乎是PCR方法的自然延伸。
2019-04-17 physics.app-ph physics.optics
Investigation of Mode Interaction in Optical Microresonators for Kerr Frequency Comb Generation
研究了氮化硅微谐振器中的模式互作用。我们提供了明确的实验证据的模式之间的相互作用的两个家庭模式和模式的相互作用被证明是在正常色散的谐振腔中的梳状产生的原因。
2014-02-23 physics.optics
Matrix-free numerical continuation of the Ikeda map in passive Kerr resonators
School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学光电信息学院）；Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院）；School of Physics and Mechatronic Engineering, Guizhou Minzu University（贵州民族大学物理与机电工程学院）
该研究提出无矩阵数值延拓框架，用于无源克尔谐振器池田映射的解分支追踪与稳定性分析，揭示了标准LLE未涵盖的多往返动力学，为克尔谐振器分析提供了新系统框架。
2026-10-12 physics.optics
Optomechanical second-order sidebands and group delays in a Kerr resonator
从理论上研究了非线性克尔腔中的高阶光机诱导透明过程。确定了由克尔效应引起的光腔模式的频移，这导致信号及其高阶边带的非对称OMIT窗口。我们还发现，边带振幅和相关的群延迟敏感地依赖于克尔非线性的强度。这表明了利用各种非线性光学腔来增强或控制OMIT器件性能的可能性。
2018-01-26 physics.optics quant-ph
Hard and Soft Excitation Regimes of Kerr Frequency Combs
从理论上研究了连续泵浦的反常群速度色散非线性光学谐振腔中超参量振荡和克尔频率梳产生的稳定条件和激发机制。我们表明，硬和软激励制度是可能的谐振器。通过改变泵浦光的参数来实现机制之间的选择。
2011-11-16 physics.optics
Kerr-Nonlinearity Assisted Exceptional Point Degeneracy in a Detuned PT-Symmetric System
本文提出利用克尔非线性快速自调谐方案，通过调节入射波强度补偿耦合谐振器中的初始畸变，从而在失谐PT对称系统中逼近奇异点，为完全控制近奇异点参数提供新途径。
2024-01-18 physics.optics
Frequency comb generation in a pulse-pumped normal dispersion Kerr mini-resonator
在正常色散状态下驱动的克尔微谐振器通常需要存在局部色散扰动，例如由避免的模式交叉引起的那些，以启动光学频率梳的形成。在这项工作中，我们通过实验证明，这一要求可以通过用脉冲泵浦源驱动谐振器来提高。我们还表明，控制泵浦重复率和腔自由光谱范围（FSR）之间的去相干化提供了一个简单的机制来调谐输出梳的中心频率。使用一个半径仅为6 cm的光纤微型谐振器，我们实验上提出了光谱平坦的梳，带宽为3太赫兹，其中心频率可以调谐超过2太赫兹。通过在其0.54 GHz FSR的谐波下驱动腔，我们能够产生具有在0.54和10.8 GHz之间可选的线间距的梳。能够同时调谐输出梳的中心频率和频率间隔，突出了该平台的灵活性。此外，我们还证明了在大泵浦腔去色散条件下，同一腔也支持一种新形式的拉曼辅助反常色散腔孤子。
2020-10-28 physics.optics
Polarization faticons: Chiral localized structures in self-defocusing Kerr resonators
本文通过数值与实验揭示双偏振自散焦 Kerr 谐振器中的手性耗散孤子 polarization faticons，阐明其对称破缺结构、矢量调制不稳定性起源及频率梳应用潜力。
2024-12-06 physics.optics
Universal scaling laws of Kerr frequency combs
利用已知的Lugiato-Lefever方程的解，我们得到了克尔频率梳的普遍趋势。特别是，归一化的时间腔孤子的解决方案，使我们一个简单的分析估计的最大可达到的带宽为给定的泵谐振器参数。通过与过去的实验进行比较，包括不同范围的谐振器配置和参数的结果进行了验证。
2013-03-28 physics.optics
Optimization of a fiber Fabry-Perot resonator for low-threshold modulation instability Kerr frequency combs
本文通过广义Lugiato-Lefever方程的线性稳定性分析推导了调制不稳定性功率阈值，结合功率增强因子与最佳耦合概念，预测并实验验证了光纤法布里-珀罗腔生成低阈值克尔频率梳的理想制造参数。
2024-06-04 physics.optics
Theory of Kerr frequency combs in Fabry-Perot resonators
推导了含克尔介质的法布里-珀罗（FP）腔中非线性光学动力学的时空方程。该方程是描述克尔非线性环形谐振器中的动力学的方程的扩展，由于其由Lugiato和Lefever在1987年制定，因此被称为Lugiato-Lefever方程（LLE）。我们利用新方程研究了FP谐振腔中克尔频率梳的特性。该方程的推导从麦克斯韦-布洛赫方程组开始，该方程组控制耦合到FP腔中的原子极化和布居数差变量的电场的向前和向后传播包络的动力学。最后的方程用辅助场$ψ(z,t)$来表示，辅助场$ψ(z,t)$在具有周期性边界条件的域$-L \leq z \leq L$上在慢时间$t$上演化，其中$L$是腔长。我们描述了如何向前和向后传播场包络后，解决$ψ$方程。这个公式使得FP和环几何结构之间的比较简单明了。FP方程包括相对于环形腔的LLE的附加非线性项，其效果是环形LLE的失谐参数$α$的值增加了$|ψ|^2$的平均值的两倍。这一特征在两种几何结构中的静止现象之间建立了联系。对于FP-LLE，我们讨论了平坦定态解的线性稳定性分析，孤子的解析近似，图灵模式和非定态模式。我们注意到，对于相同的系统参数值，可能存在具有不同数量的辊的图灵模式。然后，我们讨论了FP-LLE中的非线性积分项的一些影响，这类实验已经进行了克尔非线性环形谐振器。
2018-05-01 physics.optics
Spontaneous symmetry breaking of dissipative optical solitons in a two-component Kerr resonator
耗散孤子是一种自局域化的结构，它可以在“开放”系统中无限期地存在，其特征是能量和/或物质与环境的持续交换。它们在光子学中起着关键作用，是从锁模激光器到微谐振器光学频率梳的基础技术。本文报道了耗散光孤子自发对称性破缺的首次实验观测。我们的实验是在一个被动的，相干驱动的非线性光学环形谐振腔中进行的，其中耗散孤子出现在称为克尔腔孤子的持续光脉冲的形式。我们的工程师之间的两个正交的偏振模式的谐振器的平衡，并表明，尽管完全对称的操作条件下，由系统支持的孤子可以自发地打破其对称性，从而产生两个不同的，但共存的矢量孤子与镜像，非对称的偏振态。我们还表明，明智地施加微扰允许确定性的两个破缺耗散孤子状态之间的切换，从而使拓扑位序列的全光操纵。我们的实验观察与数值模拟和理论分析非常一致。除了在多模非线性光学谐振器，耗散结构和自发对称性破缺的交叉点上提供基本的见解外，我们的工作还为光的存储，编码和操纵提供了新的途径。
2020-08-31 physics.optics
Origin and stability of dark pulse Kerr combs in normal dispersion resonators
我们使用Lugiato-Lefever模型分析了具有正常群速度色散的光学谐振腔中的暗脉冲克尔频率梳。我们表明，在时域中，这些对应于互锁开关波之间的上，下均匀状态，并解释这一事实如何解释他们的许多实验观察到的属性。调制不稳定性在它们的存在中不起任何作用。此外，我们提供了一个详细的地图，表明在参数空间中可以找到稳定的暗脉冲克尔梳，以及它们是如何不稳定的频率失谐值的增加。
2016-02-23 nlin.PS physics.optics
Noise conversion in Kerr comb RF photonic oscillators
从理论上研究了连续波光泵的幅度和相位噪声到克尔频率梳重复频率的传递，重点研究了利用快速光电二极管解调克尔频率梳产生频谱纯净的射频信号。它示出的谐振器频谱的高阶色散和谐振器模式的频率相关的品质因数促进光到RF噪声转换，限制了RF信号的频谱纯度。
2014-10-31 physics.optics
Generation of Kerr soliton microcomb in a normally dispersed lithium niobate microdisk resonator by mode trimming
本研究通过模式修整在正常色散的铌酸锂微盘谐振器中实现了Kerr孤子微梳，规避了高精度色散工程和拉曼散射限制。
2023-09-02 physics.optics
Spontaneous creation and annihilation of temporal cavity solitons in a coherently-driven passive fiber resonator
报道了在相干驱动的宏观光纤谐振腔中自发产生和湮灭时间腔孤子的实验观察。具体而言，我们表明，CS自发创建时，腔驱动场的频率调谐跨越共振，他们可以单独消失在不同阶段的扫描。与以前的实验相比，在单片微谐振器，我们能够识别这些动态实时，由于我们的谐振器的宏观尺寸。我们的实验观察结果与数值模拟非常吻合。我们还讨论了机制负责一个接一个的消失的CS。
2015-03-29 physics.optics
Temporal dissipative solitons and optical frequency combs in coherently driven Kerr resonators
University of Auckland（奥克兰大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonic and Quantum Technologies（多德-沃尔斯光子和量子技术中心）；Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文综述了Kerr频率梳的形成物理机制，重点介绍了反常色散区的亮时间腔孤子和正常色散区的非线性开关波，并讨论了数值模拟与实验实现方法。
2026-06-19 nlin.PS physics.optics
Precursor-driven machine learning prediction of chaotic extreme pulses in Kerr resonators
机器学习算法在高维混沌系统预测的堡垒中打开了一个缺口。他们发现数据中隐藏的相关性的能力可以被用来对时空混沌和极端事件进行无模型预测。然而，这些演变的广泛特征构成了全尺寸预测过程的关键限制。因此，预测相关事件的主要挑战是建立一套相关信息。在这里，我们从系统的传递熵和深度长短期记忆网络中识别出前兆，以预测在高维时空混沌状态下演化的系统的复杂动力学。从实验数据中测试了这种基于信息流图的无模型预测协议的性能，实验数据来自于在这种复杂的非线性状态下工作的无源谐振器。我们已经能够预测极端事件的发生，在检测到前兆之后，3倍于李雅普诺夫指数提供的地平线，92%的真阳性预测导致60%的准确度。
2022-01-08 physics.optics
Temporal soliton generation in an ultra-high-effective-Q Kerr resonator enabled by Raman gain
Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）
通过分布式拉曼放大实现超高有效Q Kerr谐振腔，产生稳定的时间腔孤子并生成低重复率频率梳，分析拉曼损耗补偿机制的噪声影响及孤子激发阈值与稳定性之间的权衡。
2026-04-02 physics.optics
Conversion efficiency in Kerr microresonator optical parametric oscillators: From three modes to many modes
我们研究克尔非线性微谐振器中的光学参量振荡，揭示了一个复杂的解决方案空间-参数化的泵浦信号转换效率-所产生的非线性过程的相互作用。使用三模近似，我们推导出效率最大化的泵浦功率和频率失配之间的关系。为了超越三模近似，几何形状，如集成微波谐振器的必要性，我们数值模拟Lugiato-Lefever方程，占非线性耦合谐振器模式的全谱。我们观察并描述了两种与多模谐振器中参数振荡相关的非线性现象：模式竞争和交叉相位调制引起的调制不稳定性。这两个过程都可能影响转换效率。最后，我们展示了如何通过调整微谐振器的损耗率来提高转换效率。我们的分析将指导微谐振器的设计，旨在提高转换效率和输出功率。
2021-09-10 physics.optics
A Kerr Polarization Controller
在脉冲激光系统中，克尔效应引起的光偏振态的变化是众所周知的。一个例子是非线性偏振旋转，这对许多类型的锁模激光器的操作至关重要。在这里，我们证明了克尔效应在高精细法布里-珀罗谐振腔可以用来控制连续波激光器的偏振。结果表明，线偏振输入场被转换成左或右圆偏振场，通过光功率控制。观测结果解释克尔非线性引起的对称性破缺，分裂的谐振频率的简并模式相反的偏振旋向性，否则对称的谐振器。全光偏振控制的阈值功率下降到7 mW。这种基于克尔效应的偏振控制器的物理原理对于高Q克尔非线性谐振器是通用的，并且也可以在光子集成电路中实现。除了偏振控制之外，偏振态的自发对称性破缺可用于偏振滤波器或在接近破缺点操作时的高灵敏度偏振传感器。
2021-04-29 physics.optics
Dark solitons in Fabry-Perot resonators with Kerr media and normal dispersion
研究含 Kerr 介质和正常色散的 Fabry-Perot 谐振腔中暗腔孤子的存在与稳定性，揭示非局域耦合导致的宽失谐范围、尺寸依赖及多孤子长程同步。
2023-06-05 nlin.PS physics.optics
