Zero-dispersion Wavelength Mapping in Short Single-Mode Optical Fibers Using Parametric Amplification
我们展示了一种新的方便的非破坏性的方法，基于光参量放大，允许检索的零色散波长图沿短光纤跨度具有高的空间分辨率。提高的分辨率依赖于对参量高增益谱的局部纵向色散波动的高灵敏度。
2006-06-02 physics.optics
Optical parametric amplification and oscillation assisted by low-frequency stimulated emission
光学参量放大/振荡为在激光器无法到达的光谱区域产生相干光提供了强有力的工具。参数增益基于频率{ \it下变频}过程，因此对于频率比泵浦波$ω_1$的频率高$ω_3$ { \it}的信号波不能实现参数增益。本文提出了一种实现{ \it上转换}光参量放大和振荡的途径，即用低频相干泵浦光放大信号光，辅之以辅助闲频光的受激发射。当信号场在光腔中共振时，就产生参量振荡。本文给出了掺钕$^{3+}$离子的三极化铌酸锂（PPLN）晶体在$λ_3=465$ nm波长上转换光参量振荡的设计参数。
2016-03-17 physics.optics
On-chip parametric amplification with 26.5~dB gain at telecommunication wavelengths using CMOS-compatible hydrogenated amorphous silicon waveguides
首次研究了氢化非晶硅光波导中的参量放大。本文报道了在电信波长上可达26.5dB的宽带开关放大。测得的非线性参数为770~ $\textrm{W}^{-1} \textrm{m}^{-1}$，非线性吸收为28~ $\textrm{W}^{-1} \textrm{m}^{-1}$，带隙为$1.61$ ~eV。
2011-02-04 physics.optics
Nonlinear Zel'dovich effect: Parametric amplification from medium rotation
近年来，光与旋转介质的相互作用引起了包括旋转多普勒频移测量在内的基础和应用研究的兴趣。也有可能通过旋转和吸收圆柱体的轨道角动量的光的光的散射来获得放大，正如Zel'dovich在40多年前提出的那样。这种放大机制从未在实验中观察到，但与其他领域有关，如旋转黑洞中的彭罗斯超辐射。在这里，我们提出了一个非线性光学系统，其中携带轨道角动量的入射光驱动旋转介质中的参数相互作用。晶体旋转所示的相位失配的参数相互作用，可以忽略不计的能量交换在零旋转放大足够大的旋转速率。放大示出的结果从破坏的反PT对称性引起的介质旋转。
2016-10-08 physics.optics
Nonlinear propagation effect in x-ray parametric amplification during high harmonic generation
我们报告的实现和表征的参量放大的高次谐波产生约100 eV的双气体射流安排使用He气体。通过改变气体射流之间的距离来扫描种子XUV脉冲相对于放大器气体射流的延迟。实验和数值计算表明，参量放大发生在几个光学周期的时间窗口内。种子和放大器之间的强相关性被观察到在一个较短的，几个光学周期的延迟范围内，这似乎是一个意想不到的一个光学周期周期，而不是半个光学周期的XUV强度的调制。模拟结果表明，强相关性和不寻常的周期性的后果所产生的非线性效应的等离子体色散的参数放大过程中的放大器射流中的传播。
2022-01-26 physics.optics
Broadband parametric amplification in AlGaAs-on-insulator nanowaveguides
DTU Electro, Department of Electrical and Photonics Engineering, Technical University of Denmark（丹麦技术大学电气与光子工程研究所）；National Information Optoelectronics Innovation Center（国家信息光电子创新中心）
研究通过1550nm脉冲泵浦在AlGaAs-on-insulator纳米波导中实现四波混频的宽带光学参数放大，获得高达58.4dB的增益和415nm的带宽，突破芯片参数放大极限。
2026-03-27 physics.optics
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
Purely nonlinear disorder-induced localizations and their parametric amplification
我们研究了随机性存在下二次非线性介质中的空间局域化问题。通过数值模拟和理论分析，我们表明，在下转换制度，横向随机调制的非线性极化率产生本地化的基波，指数增长的传播。局域化长度由确定放大率的泵浦强度光学控制。结果也适用于立方非线性。
2013-11-18 physics.optics
Generalized Orbital Angular Momentum Symmetry in Parametric Amplification
我们研究了结构光参量放大中下转换光束的对称性。我们表明，庞加莱球对称性，以前证明了一阶空间模式，转化为一个多庞加莱球结构的高阶。这些多个球体中的每一个都与由不同的轨道角动量值定义的二维子空间相关联。因此，由一阶模式验证的对称性在每个子空间中独立地再现。这种效应对于独立关联光束的并行控制是有用的。
2021-09-21 physics.optics
100-mJ class, sub-two-cycle, carrier-envelope phase-stable dual-chirped optical parametric amplification
基于双啁啾光参量放大和I型BiB $_3$ O $_6$（BiBO）晶体，实现了$>$ 100 mJ，10.4 fs，10 Hz，中心波长为1.7 $μ$ m，载波包络相位（CEP）稳定的激光脉冲的产生，其峰值功率为10 TW.实现了CEP相关的高次谐波产生，以确定亚两个周期的脉冲宽度和CEP稳定的红外（IR）激光脉冲。据我们所知，所获得的脉冲能量和峰值功率代表了亚双周期CEP稳定的红外光学参量放大的最高值。此外，还讨论了利用我们研制的激光源实现高能量水窗隔离阿秒脉冲的前景。
2022-02-14 physics.optics
Dualism between Optical and Difference Parametric Amplification
打破耦合波系统的对称性会导致不寻常的放大行为。在差分参量放大的情况下，谐振泵浦频率等于简正模式的频率差，而不是频率和。我们发现，参量耦合对称关系的符号反转导致了作为光参量放大对偶的差分参量放大。对于光学系统，我们的结果可以潜在地用于有效的XUV放大。
2017-07-31 physics.optics quant-ph
Optical Parametric Amplification of Mid-Infrared Few-Cycle Pulses
研究了钛宝石泵浦的I型$β$ -硼酸钡晶体中载波包络相位稳定的几周期（$<10$ fs）中红外脉冲的光参量放大。实验测量表明，当泵浦光能量为2.3mJ，持续时间为30 fs，中心波长为800 nm时，倍频程跨越谱（$1.1-2.4$ $μ$ m）的$\times3.5$放大因子（从100 $μ$ J到350 $μ$ J）对应于$11\%$的能量提取效率。数值模拟结果表明，在直径为25 mm、厚度为1.5mm的BBO晶体中，当泵浦能量为30 mJ、脉宽为30 fs时，可以实现能量放大到4.25mJ、脉宽压缩到7.3fs。
2019-09-25 physics.optics
Phase-preserving chirped-pulse optical parametric amplification to 17.3 fs directly from a Ti:Sapphire oscillator
利用啁啾脉冲光参量放大器直接放大来自商用钛宝石振荡器的相位稳定的12 fs，1 nJ脉冲，并对其进行再压缩，得到近变换极限的17.3 fs脉冲。放大过程被证明是相位保持的，并导致85 μ J，载波包络偏移锁相脉冲在1 kHz的0.9 mJ的泵，对应于8.5 × 10^4的单程增益。
2004-04-28 physics.optics
Influence of Kerr Anisotropy in Parametric Amplification
本文将Kerr不稳定性放大与交叉偏振波产生结合，在1 mm MgO(100)中实现2000倍正交偏振放大，为高功率激光脉冲对比度提升和非线性动力学研究提供新手段。
2025-06-07 physics.optics
Parametric amplification and bidirectional invisibility in PT-symmetric time-Floquet systems
宇称时间（PT）对称波器件，利用平衡的材料增益和损耗之间的相互作用，表现出非凡的性能，包括激光和通量守恒散射过程。在一个看似不同的研究领域，周期性驱动系统，也被称为时间Floquet系统，已被广泛研究作为一个相关的平台，可重构的主动波控制和操纵。在这篇文章中，我们探讨PT对称性和参数时间Floquet系统之间的联系。而不是依赖于材料的增益，我们使用参量放大，通过考虑时间周期调制的折射率在频率等于入射信号频率的两倍。我们表明，从一个简单的参数板，其动力学遵循Mathieu方程的散射，可以描述由PT对称散射矩阵，其PT-打破阈值对应于Mathieu不稳定性阈值。通过结合不同的参数板调制的相位，我们创建PT对称的时间Floquet系统，具有特殊的散射特性，如CPA/激光操作和双向不可见性。这些双向属性，罕见的定期PT对称系统，是有关的补偿参数放大由于两个参数系统之间的多重散射调制的相位差。
2017-11-22 physics.optics
Phase of Kerr-based few-cycle parametric amplification
研究Kerr不稳定性放大中色散与相位对少周期脉冲的影响，发现其色散在泵浦波长处近零且可补偿，放大脉冲相位仅依赖种子相位，并提出通过对种子脉冲啁啾处理以产生亚毫焦耳少周期脉冲的方法。
2023-11-20 physics.optics
High-gain optical parametric amplification with a continuous-wave pump using a domain-engineered thin-film lithium niobate waveguide
针对薄膜铌酸锂片上信号放大难题，研制了x切畴工程薄膜铌酸锂波导的连续波泵浦光参量放大器，实现通信波段最高13.9 dB增益，可晶圆级制备，推动光子集成发展。
2025-07-31 physics.optics
Single pump, parametric amplification in randomly-birefringent, unidirectionally spun fibers
通过数值求解偏振模色散与宽带和窄带单泵浦光纤参量放大器的相互作用方程，系统地研究了偏振模色散对光纤参量放大器的影响。非线性偏振旋转被证明是一个相关的效果，可以增加增益随机性时，它混合偏振模色散。在单向旋转光纤中，信号泵浦对准可以大大增加，增益增强。然而，尽管增强的对准，大的偏振模色散相位失配的相互作用和增益降低到零。
2009-09-23 physics.optics
Conical emission, pulse splitting and X-wave parametric amplification in nonlinear dynamics of ultrashort light pulses
对水中光丝的角度-频谱的精确观测揭示了一种与当前锥形发射（CE）模型不相容的情景。它的线性X波模式的描述，使我们了解到需要一个相位和组匹配，克尔驱动的四波混频过程，涉及两个高度本地化的泵和两个X波的双折射动力学。CE和时间分裂作为这一过程的两种表现自然出现。
2005-10-24 physics.optics
Parametric amplification of orbital angular momentum beams based on light-acoustic interaction
携带轨道角动量（OAM）的光束的高保真放大对于OAM复用和其他基于OAM的应用是非常关键的。本文首次研究了OAM光束的受激布里渊放大（SBA），分别在共线和非共线坐标系下研究了光-声耦合的能量转换效率和放大信号的相位结构。结果表明，该放大器可以有效地放大OAM信号，且不引入明显的噪声，输出信号的模式与泵浦模式和几何框架无关。同时，通过相干光-声相互作用，将依赖于光学模式和几何坐标系的OAM态加载到声子中，这在OAM复用中具有更为基础的意义和巨大的应用潜力。
2015-08-09 physics.optics
Cascaded Parametric Amplification for Highly Efficient Terahertz Generation
介绍了一种高效、实用的基于光谱级联光参量放大（THz-COPA）的高能太赫兹（THz）产生方法。最初由强窄带光泵浦和光种子（泵浦能量的0.1-10%）之间的差频生成产生的THz波启动泵浦光子的重复或级联能量下转换。这有助于大大超过量子缺陷效率，并导致THz能量在晶体长度上的指数增长。在低温冷却的周期性极化的锂离子电池中，100 ps脉冲的能量转换效率>8%。计算考虑了级联效应、吸收、色散和激光损伤。由于多个三波耦合的非线性相互作用，THz-COPA表现出不同于传统三波混频参量放大器的物理特性。这反过来又决定了最佳的相位匹配条件，光谱的演变以及非线性过程的限制。
2016-04-29 physics.optics
Amplification of Weak Forces via Parametric Interactions and Non-Markovian Effects in Cavity Optomechanics
Northeast Normal University（东北师范大学）；Shangrao Normal University（上饶师范学院）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文研究了在非马尔可夫环境中，利用退相干光学参量放大器（DOPA）在腔光力学系统中放大弱力的过程，并揭示了通过控制环境谱宽实现非马尔可夫到马尔可夫 regime 的转换，从而提升放大效果。
2026-09-11 physics.optics
Large regenerative parametric amplification on chip at ultra-low pump powers
基于芯片的光放大器可以显著扩展光子器件的功能。特别是，光参量放大器（OPA），与工程增益谱，非常适合于非线性光子应用。基于芯片的OPA通常需要占用大面积的长波导，以及不能用芯片级激光器容易地产生的高泵浦功率。我们从理论和实验上证明了微谐振器辅助再生OPA，受益于大的非线性增强的微谐振器，并在一个小的足迹产生高增益。我们实现了30 dB的参数增益，只有9 mW的连续波泵浦功率，并表明增益谱可以工程覆盖电信通道无法与Er基放大器。我们进一步证明了克尔孤子梳状线的放大及其相位特性的保持。此外，我们演示了通过注入锁定的光参量振荡器，这对应于一个再生放大器泵浦以上的振荡阈值放大。新型的色散工程技术，如耦合腔和高阶色散相位匹配，可以进一步扩展我们的放大方案的可调谐性和光谱覆盖范围。我们的再生OPA集高增益、小尺寸、低泵浦功率和灵活的增益谱工程于一身，非常适合用于放大便携式或空间基设备的从毫瓦到微瓦的信号，这些设备需要超低电功率水平，并且可以在片上光学和微波频率合成以及精确计时中产生重要应用。
2023-03-05 physics.optics
Optical parametric amplification of phase-stable terahertz-to-midinfrared pulses studied in the time domain
我们报道了在太赫兹（THz）和中红外（MIR）之间的中间区域的低频红外脉冲的光学参量放大（OPA），即，从16.9到44.8 THz。Yb：KGW再生放大器的255 fs激光输出采用多板展宽方案压缩到11 fs脉冲，该方案通过GaSe中脉冲内差分频率产生（DFG）产生频谱扩展到约50 THz的THz到MIR脉冲。THz到MIR脉冲使用两级OPA在GaSe中进一步放大。在时间域中的时间动力学和光生载流子效应OPA的特点。由于脉冲内差分光栅的存在，两级OPA后THz到MIR脉冲的长期相位漂移在6小时的工作时间内只有16 mrad，而无需任何有源反馈。我们的方案使用脉冲内DFG和后放大提出了一种新的路线，以极端的相稳定性强THz到MIR光源。
2021-01-25 physics.optics
Supercontinuum amplification by Kerr instability
本文通过Kerr不稳定性在四波光学参量放大器中实现超连续谱放大，实验获得近一个倍频程无空间啁啾的光谱及两周期脉冲，理论上探索了近红外单周期放大区间。
2023-11-14 physics.optics
Photonic Time Crystals and Parametric Amplification: similarity and distinction
本文阐明光子时间晶体与光学参量放大虽共享同一物理机制，但边界条件不同导致PTC可在动量带隙中指数放大，并证明可用二阶、三阶非线性及皮秒响应材料实现PTC。
2024-03-29 physics.optics
Ultrafast Framing Imaging utilizing Multiple Optical-parametric-amplification with High Spatial Resolution and Imaging Rate
许多超快动力学过程的发现和理解往往是无价的。本文首次报道了利用光学参量放大技术实现单次超快成像的高空间和时间分辨率。该系统突破了现有单次飞秒激光成像系统在时间分辨率、帧数、帧间隔和空间分辨率等方面的限制，采用更高功率、更短持续时间的激光脉冲，可以大大提高成像系统的性能。我们的装置提供了最高的实验记录的帧速率和空间分辨率与时间分辨率为50 fs的同时。它是非常强大的精确的时间和空间的观测寿命下降到飞秒尺度的超快瞬态事件，如原子或分子动力学在光子材料，等离子体物理，活细胞和神经活动。
2019-07-01 physics.optics
To the theory of quasi-phase-matched parametric amplification in periodically-poled optical nonlinear crystals
本文提出了在相互作用波的非线性耦合系数符号为规则空间调制的晶体中，高频抽运光参量放大的理论。通过应用矩阵方法，该理论是基于一个逐步的方法。结果表明，在泵浦强度小于某一临界值的情况下，具有恒定非线性系数的单独层内的信号强度的空间动态具有振荡行为，并且从层到层的信号强度的变化通常由幂函数定义。同样的规律也适用于信号正交分量方差的变化。在大量的层，这些依赖性可以减少到众所周知的均匀的非线性光学晶体。
2003-09-27 physics.optics
Generation of entangled 3D localized quantum wave-packets via optical parametric amplification
在近轴和慢变包络近似的框架内，参照正常色散介质或真空，电磁场被给出为非色散和非衍射波包（即X波）的连续量子叠加。在光参量放大中，纠缠态是以（近似）相同速度传播的基元激发对。
2004-03-25 physics.optics quant-ph
Optimization of a multi-TW few-cycle 1.7-$μ$m source based on Type-I BBO dual-chirped optical parametric amplification
提出了一种用于产生超快强红外（IR）脉冲的双啁啾光参量放大（DC-OPA）方案。通过采用总能量为0.77 J的钛宝石泵浦激光器和I型BBO晶体，使用优化的DC-OPA，中心波长为1.7 $μ$ m的红外脉冲能量超过0.1 J。通过调整注入种子光谱和棱镜对压缩器，使总输出量超过70%，将1.7- $μ$ m脉冲压缩到31 fs，峰值功率达到2.3 TW。在BBO Ⅰ型DC-OPA的基础上，我们提出了一种新的OPA方案，称为$dual~pump$ DC-OPA，用于产生双周期的高能红外脉冲。
2020-03-03 physics.optics
Wavelength conversion and parametric amplification of optical pulses via quasi-phase-matched FWM in long-period Bragg silicon waveguides
我们提出了一个理论分析的支持下，全面的数值模拟的准相位匹配四波混频（FWM）的超短光脉冲中传播的弱宽度调制的硅光子纳米线光栅。我们的研究表明，通过适当地设计光波导，使相互作用的脉冲以相同的群速度共同传播，与均匀波导相比，可以容易地实现超过15 dB的转换效率提高。我们还分析了转换效率和四波混频增益与脉冲宽度、时间延迟、走离参数和光栅调制深度的关系。
2014-05-29 physics.optics
Intermodal Four-Wave-Mixing and Parametric Amplification in km-long Fibers
我们从理论和数值上研究了千米长光纤中的模间四波混频，其中沿光纤长度存在随机双折射波动。我们确定了几个不同的制度，取决于随机波动的长度尺度和相互作用的准简并模式的拍长之间的相对大小。此外，我们分析了偏振模色散的影响，我们证明，随机变化的核心半径，这是通常遇到的光纤的绘制阶段，可以代表的主要来源的带宽损害。这些结果设定了一个边界上的经典Manakov模型的有效性的限制，并可能是有用的多模参量放大器和波长转换器的设计，以及在长距离空分复用传输的非线性损伤的分析。
2017-05-25 physics.optics
Controlling quasi-parametric amplifications: From multiple PT-symmetry phase transitions to non-Hermitian sensing
本研究探索准参量放大（QPA）的新相互作用机制，发现其多重PT对称相变对外部参数敏感，证明检测掺杂吸收体$10^{-11}$级不均匀性的可行性（灵敏度较线性吸收机制高一个数量级），并提供新型非线性光学传感机制。
2024-07-04 physics.optics
Parametric amplification of random lattice soliton swinging
本文研究了具有横向周期或抛物线折射率调制的介质中孤子的传输，当调制深度沿传输方向有微小波动时。我们发现，在适当的谱共振条件下，小的横向孤子振荡可以得到参量放大。
2009-03-30 nlin.PS physics.optics
Quasi-static Optical Parametric Amplification
高增益光学参量放大是一种重要的非线性过程，既可作为相干红外线光源，也可作为非经典光源。在这项工作中，我们实验证明了一种方法，使非常大的参数增益与低能量要求的光参量放大。在飞秒脉冲驱动的传统非线性介质中，多个色散阶数限制了可用于参量放大的有效相互作用长度。在这里，我们使用周期性极化薄膜铌酸锂纳米波导中可用的色散工程来一次消除多个色散阶。结果是准静态过程;与短泵浦脉冲相关联的大峰值强度可以为信号光子提供增益，而不会经历脉冲失真或时间走离。我们的特点是在这些波导中使用光学参量产生，真空波动放大到宏观强度的参数增益。当驱动脉冲能量超过10 pJ时，我们观察到高达88 dB（146 dB/cm）的饱和参量增益。这里所示的设备实现饱和的光学参量产生与数量级小于以前的技术的脉冲能量。
2022-04-02 physics.optics quant-ph
Negative-Index Metamaterials: Second-Harmonic Generation, Manley-Rowe Relations and Parametric Amplification
研究了负折射率超材料中的二次谐波产生和光参量放大。NIM中波矢和坡印廷矢量的方向相反导致了“后向”相位匹配条件，从而导致Manley-Rowe关系和耦合场强的空间分布发生显著变化。结果表明，NIM中的吸收可以通过后向光参量放大来补偿。论证了无腔分布反馈参量振荡的可能性。讨论了产生左右手反向传播光子纠缠对的可行性。
2006-01-10 physics.optics quant-ph
Overcoming the quantum limit of optical amplification in monolithic waveguides
光放大器在许多光子应用中是必不可少的。依赖于非线性材料来产生放大的参量放大器具有独特的前景，因为它们可以在不产生过量噪声的情况下进行放大。在这里，我们展示了在一个单一的芯片上的第三阶非线性放大的基础上，而另外报告的噪声系数显着低于传统的量子限制时，在相敏模式下操作。我们的研究结果显示了纳米光子学实现连续波参量放大的潜力，可以在很宽的频率范围内实现光通信，信号处理和量子光学的应用。
2021-07-22 physics.optics
Broadband spectroscopy and interferometry with undetected photons at strong parametric amplification
本研究利用高增益自发参量下转换产生的未探测光子，在非周期极化铌酸锂晶体中实现了宽带光谱学和高分辨率光学相干断层扫描，展示了17太赫兹带宽和11微米轴向分辨率。
2023-09-15 physics.optics
On the Theoretical Analysis of Parametric Amplification of Femtosecond Laser Pulses in Crystals with a Regular Domain Structure
本文理论研究了规则畴结构5%Mg:PPLN晶体中飞秒脉冲参量放大，发现畴尺寸微小偏差可部分补偿三阶非线性和色散引起的相移，从而显著提高信号波产生效率，并分析了自作用和非稳态条件下的最优畴尺寸。
2024-05-04 physics.optics
Parametric amplification of optical phonons
通过受激发射或非线性光学相互作用对光的放大对现代科学和技术产生了变革性的影响。其他玻色子激发的放大，如固体中的声子，可能会开辟新的显着的物理现象。在这里，我们报告的光学声子放大的实验演示。利用相干中红外光场驱动碳化硅中Si-C伸缩模的大振幅振荡。在非线性声子激发时，第二探测脉冲在整个reststrahlen带的所有波长处经历参量光学增益，这反映了光学声子波动的放大。从第一性原理计算出发，我们证明了高频介电常数和声子振子强度与晶格坐标的平方关系。在这里探索的实验条件下，这些振荡然后在两倍的光场的频率，并提供了一个参数驱动晶格波动。声子四波混频中的参量增益是一种通用的机制，可以推广到固体的所有极性模，作为控制相变动力学、放大多体相互作用或控制声子-极化激元波的新手段。
2017-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Parametric metasurfaces for electromagnetic wave amplification
本研究设计加载可变电容器的参数超表面实现电磁波放大，单层结构增益超10 dB且可通过参数调制调控，理论模型与全数值模拟结果吻合良好。
2024-01-31 physics.app-ph physics.optics
Interplay of gain and loss in arrays of nonlinear plasmonic nanoparticles: toward parametric downconversion and amplification
本研究通过理论模型和时域有限差分模拟，揭示了非线性等离激元纳米粒子阵列中增益与损耗的光谱相互作用，确定了实现参量放大（数百纳米尺度）和参量下转换（数十纳米尺度）的阵列深度与泵浦条件，为光子超表面构建开辟了新途径。
2024-02-06 cond-mat.other physics.optics
Broadband optical parametric amplification by two-dimensional semiconductors
光参量放大是一种二阶非线性过程，其中光信号通过产生闲频场而被泵浦放大。它是可调谐辐射源的关键成分，在许多光子应用中发挥重要作用。这种机制本质上与自发参数下转换相关，自发参数下转换目前构成了纠缠光子对生成的构建模块，其已在从计算到通信和密码学的现代量子技术中得到利用。在这里，我们证明了单通光参量放大的最终厚度限制，使用半导体过渡金属dichalcogenides，我们表明，放大可以通过一个单一的原子层的传播。这种在2D极限下的二阶非线性相互作用绕过了相位匹配要求，并实现了超宽的放大带宽。放大过程与入射信号场和泵浦场的面内偏振无关。第一性原理计算证实了所观察到的偏振不变性和闲置和泵浦功率之间的线性关系。我们的研究结果铺平了道路，原子大小的可调谐辐射源的发展与纳米光子学和量子信息技术的应用。
2019-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Introduction to Quantum-limited Parametric Amplification of Quantum Signals with Josephson Circuits
这篇简短而固执己见的评论从微波频率下量子信号的概念开始，重点放在线性参量放大的原理上。放大过程是由约瑟夫森结的色散非线性引起的。我们讨论了这些放大器的两个定义特性：接收信号、闲频和泵浦波的模式的数量，以及这些波进入电路的独立端口的数量。
2016-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Parametric attosecond pulse amplification far from the ionization threshold from high order harmonic generation in He$^+$
利用三维含时薛定谔方程，首次研究了He原子$^+$激发态高次谐波产生过程中，单原子水平下100 eV左右的阿秒相干脉冲的参量放大.我们提出了远离电离阈值的放大过程的阿秒动力学，并解决其背后的物理问题。一个特定的中心光子能量的放大需要种子XUV脉冲在时间上与驱动激光场完全同步，用于受激复合到He $^+$基态，并且仅在几个特定的激光周期中产生，与实验测量一致。我们的模拟表明，放大的光子能量区域可以通过改变激光场的峰值强度来控制。我们的研究结果为实现具有广泛应用的紧凑型阿秒脉冲强XUV激光器铺平了道路。
2020-05-25 physics.atom-ph physics.optics
Parametric Amplification of a Terahertz Quantum Plasma Wave
光子学中的许多应用需要对等离子体波进行全光学操纵，这可以将电磁能量集中在亚波长长度尺度上。这在金属等离子体中是困难的，因为它们的光学非线性很小。一些层状超导体支持弱阻尼等离子体波，涉及电容耦合平面之间的超流体的振荡隧穿。这种约瑟夫森等离子体波（JPW）也是高度非线性的，并表现出惊人的现象，如合作发射的相干太赫兹辐射，超导金属振荡和孤子形成。我们在这里表明，太赫兹JPW在铜氧化物超导体可以通过立方隧穿非线性参数放大。参量放大对泵浦波和种子波之间的相对相位敏感，并且可以被优化以实现序参量相位波动或单个太赫兹光子器件的压缩。
2015-11-26 cond-mat.supr-con physics.optics
High quantum efficiency parametric amplification via hybridized nonlinear optics
参量放大器使超快、强场和高能量密度激光科学取得了突破，并且是扩展强大的新兴二极管泵浦固体激光器技术的频率范围的重要工具。然而，由于不均匀的光提取，它们的影响受到固有的低量子效率的限制。本文提出了一种基于混合非线性光学的新型参量放大器。混合的参数放大与闲频二次谐波产生诱导不寻常的演化动力学的完全参量放大器-饱和，而不是循环增益-这里观察到的第一次。这允许高度均匀的光提取，从而使具有类高斯强度分布的无损放大器具有前所未有的效率-48 dB单级增益，68%量子效率和44%泵浦到信号能量转换-比标准提高了几倍。这种简单的方法既具有激光般的高量子效率，又具有无热负载参数系统的优点，可以广泛实施，并通过将科学和工业可用的功率增加几倍而产生重大影响。
2022-07-08 physics.app-ph physics.optics
Quantum amplification of spin currents in cavity magnonics by a parametric drive induced long-lived mode
腔介导的磁振子-磁振子耦合可以导致两个空间分离的磁性样品之间的自旋波激发的转移。我们阐述了如何应用双光子参量驱动的腔可以导致斯塔克放大，在这种传输效率。腔的周期性多光子吸收打开了一个无限的可达能级的阶梯，这可以在磁振子Fock空间内诱导高阶跃迁。这反映在当相邻样品被相干泵浦时来自磁性样品之一的增强的自旋电流响应中。在稳定的动力学区域内，由参数驱动引起的增强可以相当高。具体而言，在稳定边界的外围附近，自旋电流被放大了几个数量级。这种惊人的增强因子是由于参数诱导的强凝聚沉淀的长寿命模式的出现。虽然在磁振子的背景下，该原则的一般性将允许应用到参数腔中包含的系统之间的能量传递。
2022-10-12 physics.optics quant-ph
Parametric Mie resonances and directional amplification in time-modulated scatterers
我们提供了一个理论描述的光散射的球形粒子的介电常数调制的时间在入射光的频率的两倍。这样的粒子作为一个有限大小的光子时间晶体，尽管其亚波长的空间范围，可以主机光参量放大。导出了球面中参数Mie共振的条件。我们发现，时间调制材料提供了一条路线，定制定向光放大，从质上不同的散射体从增益介质。我们设计了两个特性的时间调制球，同时表现出光放大和所需的辐射模式，包括零向后和/或消失的前向散射。后一个球体为创建入射光的无阴影探测器提供了机会。
2022-11-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Intense optical parametric amplification in dispersion engineered nanophotonic lithium niobate waveguides
集成光子学中的强放大是计算、通信、传感和量子信息处理最期望的光学功能之一。半导体增益和立方非线性，如四波混频和受激拉曼和布里渊散射，已经成为芯片上研究最多的放大机制之一。或者，具有强二次非线性的材料平台在增益和带宽方面具有许多优势，其中纳米光子锂离子材料是最有前途的候选材料之一。在这里，我们将准相位匹配与色散工程相结合，在纳米光子晶体锂酸盐波导中实现了强烈的光参量放大。我们测量了一个宽带相敏片上放大大于45 dB/cm的2.5毫米长的波导。我们进一步确认高增益操作的退化和非退化制度，通过放大真空波动的宏观水平在6毫米长的波导，与片上增益超过100 dB/cm的600 nm的带宽约2 $μ$ m。我们的研究结果为片上少周期非线性光学、中红外光子学和量子光子学开启了新的可能性。
2022-03-15 physics.optics quant-ph
Generalized modulational instability in multimode fibers: wideband multimode parametric amplification
本文分析了多模光纤中多个空间模和偏振模传输时的模间调制不稳定性。对描述光纤中模式演化的耦合非线性薛定谔方程进行线性化处理，并将其归结为特征值问题。结果，每个模式的放大可以通过矩阵的本征值和本征向量来描述，该矩阵存储关于模式的色散特性和泵浦的模式功率分布的信息。还提供了一些有用的分析公式，估计作为系统参数的函数的模态放大率。最后，三阶色散和吸收损耗的影响进行了评估，这揭示了一些令人惊讶的现象到IM-MI动力学。这些结果概括了以前的研究双峰MI，2个空间或偏振模式之间的相互作用，最一般的情况下，$N>2$相互作用模式。此外，它们为宽带多模参量放大器的实现铺平了道路
2015-08-03 nlin.PS physics.optics
Nonlinear terahertz-wave radiation generated by mid-infrared dual-chirped optical parametric amplification femtosecond pulse laser excitation
我们证明了一个有效的程序太赫兹波辐射产生的非线性波长转换方法，使用中红外泵浦源。采用3.3 μm双啁啾光参量放大光源和1.5 μm光纤激光器进行了能量转换效率的比较。实验中使用了非线性无机和有机晶体，对于极化的锂酸盐晶体，3.3 μm和1.5 μm光源的效率分别为1.3*10^-4和5.6*10^-12。我们证实了非线性晶体可以通过使用中红外光源以太瓦/厘米^2级泵浦，这减少了一些不期望的非线性光学效应。
2021-02-17 physics.app-ph physics.optics
Parametric signal amplification to create a stiff optical bar
由光学陷波镜组成的光学谐振腔可以制造比金刚石更硬的谐振棒。由于有限的光速，在光学棒的长度中出现刚度的限制。高激光功率和轻质量的镜子是必不可少的实现的一个长而硬的光学酒吧，可以是有用的，例如在引力波探测器，旨在观察从中子星碰撞，超新星等的信号，在这封信中，我们介绍了一个参数信号放大方案，实现了长而硬的光学酒吧，而不需要增加激光功率。
2014-03-05 gr-qc physics.optics quant-ph
Parametric Amplification of an Optomechanical Quantum Interconnect
将超导量子比特连接到光纤需要将微波光子转换为光子。现代实验演示表明，微波谐振腔和光学腔之间的强耦合通过声子模式介导的机械振荡器。该范例换能实验受在电磁谐振器上具有恒定驱动振幅的理论效率的限制。通过在微波谐振腔和光学谐振腔中加入参量驱动，我们发现通过量子换能器的转换信号被放大，同时保持较低的附加噪声水平。基于量子光学的输入-输出形式，提出了一种驱动激光器时变控制的理论框架，并解析求解了控制信号参数驱动系统时的转换效率和附加噪声。我们的研究结果表明，更好的转导效率和较低的附加噪声在不同的参数制度相关的电流转导实验。
2022-10-15 physics.optics quant-ph
