Reducing Noise Figure and Nonlinear Penalty in Distributed Raman Amplifier System Utilizing Low-noise Forward Pumping Technique
本文提出低噪声前向泵浦DRA方案，通过WDM循环环路实验验证其在保持总拉曼增益恒定时可同时提升Q因子0.4 dB并降低入纤功率3.4 dB以上。
2025-09-02 physics.optics
Narrowband vacuum ultraviolet light via cooperative Raman scattering in dual-pumped gas-filled photonic crystal fiber
许多领域，如生物光谱学和光化学通常需要真空紫外（VUV）脉冲源，其特征在于窄线宽和在宽频率范围内可调谐。然而，大多数可用的VUV光源不能同时满足这两个要求，并且很少有真正紧凑，具有成本效益且易于非专业人员使用的光源。在这里，我们介绍了一种新的方法，可以很好地应对这一挑战。它是基于充氢空芯光子晶体光纤的同时泵浦两个光谱远脉冲。受激拉曼散射能够产生气体中集体分子运动的相干波，这与仔细的色散工程和对泵浦光的模态内容的控制一起，促进了两个单独的拉曼梳之间的合作，从而产生深入到VUV的光谱。使用该系统，我们证明了双拉曼梳的窄带线延伸到141 nm，仅使用100 mW的输入功率提供的商业固体激光器的产生。该方法可以使任何实验室都能够获得可调谐的VUV光，从而促进多个学科的许多研究领域的进展。
2020-06-10 physics.optics
Trapping polarization of light in nonlinear optical fibers: An ideal Raman polarizer
本文的主要内容是对光的偏振态（SOP）进行全光控制，即通过泵浦光的偏振态控制信号光的偏振态。我们将展示这种控制的可能性如何自然地从光纤中泵浦-探测拉曼相互作用的矢量研究中产生。大多数关于光纤中拉曼效应的研究都假设标量模型，这只适用于高PMD光纤（这里PMD代表偏振模色散）。现代技术使低PMD光纤的制造成为可能，其描述需要完整的矢量模型。在这个模型中，我们可以完全控制信号光束的SOP。特别是，我们展示了如何将信号SOP拉向泵SOP并被其捕获。光纤的各向同性对称性由于偏振泵浦的存在而被打破。这种陷阱效应被用于实验中，用于设计新的非线性光学器件，称为拉曼偏振器。随着改进的信号放大特性，这些器件将信号光束的任意输入SOP转换为朝向输出端的同一个SOP。该输出SOP完全由泵浦光束的SOP控制。我们概述了国家的最先进的主题，并介绍了“理想的拉曼偏振器”的概念。
2012-06-28 physics.optics
Universality of Coherent Raman Gain Suppression in Gas-Filled Broadband-Guiding Photonic Crystal Fibers
如20世纪60年代早期所示，当声子的产生速率（通过泵浦到斯托克斯转换）与声子湮灭速率（通过泵浦到反斯托克斯转换）完全平衡时，受激拉曼散射（SRS）的增益被大大抑制。当大量分子的声子相干波同步振动对于两个过程具有相同的传播常数时，即，它们是相速度匹配的。如最近所证明的，充氢光子晶体光纤在其零色散波长附近泵浦提供了观察这种效应的理想系统。在这里，我们报告说，拉曼增益抑制实际上是一个普遍的特点，SRS在充气空芯光纤，它可以强烈削弱SRS，即使当移相率高，特别是在高泵浦功率时，它通常被认为是非线性过程变得更有效（而不是更少）。这个违反直觉的结果意味着模间受激拉曼散射（例如在LP 01和LP 11芯模之间）开始在高功率水平下占主导地位。报道的结果具有重要意义的光纤拉曼移相器，放大器或频率梳，特别是在紫外线，其中的拉曼增益高得多的操作。
2016-12-13 physics.optics
Strong frequency correlation and anti-correlation between a Raman laser and its pump laser for positive and negative dispersions
该研究揭示拉曼激光器频率与泵浦激光器频率的相关性取决于色散正负，正色散下同向移动，负色散下反向且幅度增大，对传感器灵敏度至关重要。
2023-12-26 physics.optics quant-ph
Dramatic Raman Gain Suppression in the Vicinity of the Zero Dispersion Point in Gas-Filled Hollow-Core Photonic Crystal Fiber
1964年，Bloembergen和Shen预测，如果声子的产生和湮灭（通过非弹性散射）的速率精确平衡，拉曼增益可以被抑制。只有当每个过程所需的动量相同时，这才是可能的，即，由泵浦-斯托克斯散射产生的声子相干波与在泵浦-反斯托克斯散射中湮灭的声子相干波相同。在大体积气体电池中，这只能在与泵轴成斜角的有限相互作用长度上实现。在这里，我们报告了一个简单的系统，提供了显着的拉曼增益抑制在长共线路径长度的氢。它由一个充气的空芯光子晶体光纤组成，其零色散点被压力调节到接近泵浦激光波长。在一定的精确压力下，基模中斯托克斯光的产生被完全抑制，从而允许探索其他弱得多的非线性过程。
2015-08-26 physics.optics
Interplay of Kerr and Raman beam cleaning with a multimode microstructure fiber
实验研究了多模空气-石英微结构光纤中克尔光束自清洁和拉曼光束自清洁之间的竞争。克尔光束自清洁的泵只观察到一定范围内的输入功率。拉曼斯托克斯光束的产生和净化导致泵浦光束质量的损耗和退化。模式四波混频和拉曼散射在红外域中的相互作用导致从500 nm到1800 nm的多模超连续谱的产生。
2018-01-12 physics.optics
On the Experimental Estimation of Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) Cross Sections by Vibrational Pumping
本文对振动泵浦表面增强拉曼散射（SERS）截面的实验估计进行了深入的分析。本文强调了该技术的优点和缺点，指出了主要方面和局限性，并提供了基本的物理概念来解释实验结果。给出了几种常用SERS探针的实例，并对未来可能的发展进行了讨论。
2006-04-23 physics.chem-ph physics.optics
Spatial Division Multiplexing for Multiplex Coherent Anti-Stokes Raman Scattering
本文提出利用少模微结构光纤的空间模式复用技术，将窄带泵浦光与宽带超连续谱分别在不同模式中传输并合并，成功实现了自参考多路相干反斯托克斯拉曼散射微光谱学，并分析了其光谱分辨率、信噪比及放大效应。
2023-03-31 physics.optics
Observation of second-order hyper-Raman generation in LiNbO3 whispering-gallery mode disk resonators
在这篇手稿中，我们报告的实验演示的非线性频率转换在几个光学频率的回音壁模式谐振器（WGMR）。由于WGMR内部非线性相互作用的增强，1064 nm泵浦场与LiNbO 3盘的相互作用在室温（低于相位匹配温度> 100 ℃）下产生了弱的但可测量的非相位匹配的532 nm二次谐波场，泵浦功率为几十mW。对于更高的泵浦功率，我们观察到在545 nm，559 nm，573 nm和587 nm处产生四个额外的场。两个连续场之间的相对光谱位移对应于LiNbO 3晶体中455 cm^-1的振动模式。我们的初步分析表明，这些领域是一个多声子的超拉曼散射的结果，其中两个光子的泵浦场转换成一个光子的较高的频率场和一个或几个光学声子。
2011-07-14 physics.optics
Eye-Safe Solid-State Quasi-CW Raman Laser with Millisecond Pulse Duration
报道了第一台准连续（ms长脉冲，泵浦占空比为10%）端面二极管泵浦的固体激光器通过腔内拉曼转换产生人眼安全辐射。在第一斯托克斯波长（1524 nm）处的输出功率为250 mW。建立了激光系统的理论模型，对激光系统进行了分析，并提出了优化途径.讨论了实现真正连续工作的可能性。
2012-02-10 physics.optics
Coherently controlling Raman-induced grating in atomic media
我们考虑动态可控的周期性结构，称为拉曼诱导光栅，在三，四能级原子介质中，在驻波泵的拉曼相互作用。这些光栅是由于拉曼非线性的周期性空间调制，从根本上不同于基于电磁感应透明的光栅。这种光栅的透射和反射光谱可以同时放大和控制通过改变泵浦场强度。结果表明，具有拉曼增益周期性空间调制的透明介质在拉曼共振附近可以是不透明的，但同时它也可以是非线性放大镜。我们还表明，拉曼诱导光栅的光谱特性可以控制的帮助下，一个额外的弱控制场。
2015-11-26 physics.optics
Focusability in the multi-pump Raman amplification of short laser pulses
空间组合多个强激光束是一个很有前途的概念，以实现激光强度。已在国家点火装置进行了原理验证实验，以报告具有高能量转换效率的多达20个脉冲的组合。然而，组合过程可能由于种子和泵浦波前的失配而损害种子可聚焦性。在这里，我们研究了有限泵浦光束尺寸对种子脉冲可聚焦性的影响。我们提出了一种方法来保持，甚至提高种子聚焦通过专门安排多个泵浦光束。通过数值求解耦合非线性薛定谔方程，验证了上述结果。
2022-12-17 physics.optics physics.plasm-ph
Raman Beam Cleanup in Silicon in the Mid-Infrared
我们报告的证据，在硅受激拉曼散射光束清理。从严重像差的泵浦光中获得了放大的近衍射极限斯托克斯光束。
2010-02-25 physics.optics
Enhancement of the Raman Effect by Infrared Pumping
我们提出了一种方法，用于增加拉曼散射从一个合奏的分子由高达四个数量级。我们的方法需要一个额外的相干源的红外辐射的斯托克斯位移的半频。该辐射激发分子电子子系统，该子系统又通过弗里希耦合以共振频率参数地激发核振荡。这种运动是相干的，并且与自发信号相比导致拉曼信号的增强，因为其强度与被照射体积中分子的平方数成比例。
2019-01-30 physics.optics quant-ph
Storage and Retrieval of Light Pulses in a Fast-Light Medium via Active Raman Gain
提出了一种利用主动喇曼增益（ARG）机制实现光脉冲在快光介质中存储和提取的方案。所考虑的系统是一个四能级原子气体与三个（泵浦，信号和控制）激光场的相互作用。通过泵浦光场的ARG效应和控制光场的量子干涉效应，证明了信号光脉冲（即快光脉冲）在该系统中的超光速稳定传输是可能的。我们进一步表明，一个强大的存储和检索的光脉冲在这样的快光介质中，可以实现通过打开和关闭的泵和控制字段同时进行。本文报道的结果对于利用快光介质进行光信息处理和传输具有潜在的应用价值。
2017-11-13 physics.optics
Theoretical and experimental study of stimulated and cascaded Raman scattering in ultra-high-Q optical microcavities
从理论和实验两方面研究了超高Q表面张力诱导的球形和片式环形微腔中的受激喇曼散射。这些微腔由二氧化硅制成，表现出小的模式体积（通常为1000 $μm^{3}$），并具有长光子存储时间（在100 ns的范围内）的回音壁型模式，显著降低了受激非线性光学现象的阈值。在品质因数为1亿的微腔中，观察到小于100 $μ$ % -瓦的发射光纤泵浦功率的振荡阈值水平。通过对泵浦模式和喇曼回音壁模式的耦合模方程的稳态分析，导出了UHQ器件中受激喇曼散射的阈值、效率和级联特性。实验结果证实，在电信波段（1550 nm）使用锥形光纤作为高效的波导耦合元件的泵浦和信号提取。测量了器件性能对耦合、品质因数和模态体积的依赖关系，发现与理论符合得很好。这包括级联拉曼散射的阈值和效率的分析。同时，我们还对球形微腔和环形微腔的非线性振荡特性进行了比较研究。除了晶片级几何结构的优点之外，包括与光学、电气或机械功能的集成，片上微环在宽范围的泵浦功率上表现出单模拉曼振荡。
2004-11-04 physics.optics
Stepwise quantum phonon pumping in plasmon-enhanced Raman scattering
等离子体增强拉曼散射（PERS）成为非线性时，声子泵浦和声子受激散射发挥作用。这是理解PERS及其光漂白行为的基础。通过将分子振动相干态量子化为声子数态，我们从理论上预言了PERS强度与激光功率的阶梯关系。实验证据是通过测量一个单层的孔雀石绿异硫氰酸酯分子夹在单独的金纳米球平面天线，在径向偏振激光激发的亚微瓦功率。
2017-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Low frequency coherent Raman imaging robust to optical scattering
本文提出一种对光学散射具有高鲁棒性的低频干涉式脉冲受激拉曼散射（ISRS）成像方法，解决了散射导致泵浦脉冲污染并阻碍光谱提取的问题，在复杂散射样品中仍能获得高信噪比的拉曼光谱。
2024-02-10 physics.chem-ph physics.optics
Self-imaging silicon Raman amplifier
提出了一种新型的波导光放大器。该装置由共线传播的泵浦和放大的斯托克斯光束与周期性成像的斯托克斯光束由于塔尔博特效应。讨论了该器件作为中波红外（MWIR）遥感图象放大器的应用，并描述了它的性能。硅材料由于其优良的透射特性、高热导率、高损伤阈值和成熟的制备技术而成为中波红外应用的首选材料。在这些装置中，拉曼放大过程还包括泵浦和斯托克斯信号的各种空间模式之间的四波混频。这种现象对于多模波导中的非线性相互作用是独特的，并且对最大可实现增益施加了限制，超过该限制，图像开始失真。图像失真的另一个来源是与泵浦具有最高重叠的斯托克斯模式的优先放大。这些效应引入了增益和图像质量之间的折衷。我们表明，这种权衡的一个可能的解决方案是限制泵到一个单一的高阶波导模式。
2006-11-29 physics.optics
Multi-frequency Raman amplifiers
在其通常的实施方式中，拉曼放大器仅具有一个泵浦载波频率。然而，具有良好分离频率的脉冲也可以在时间上压缩的同时被拉曼放大。与频率分离的泵的放大被证明，即使在高度非线性，泵耗尽制度，通过流体模型推导，并通过粒子在细胞（PIC）模拟证明。所得到的效率类似于单频放大器，但是，由于泵浦激光器和放大的种子脉冲两者的拍波波形，这些放大器的特征在于具有较短尖峰持续时间的较高种子强度。有利地，这些放大器还遭受较少的噪声反向散射，因为总通量在不同的光谱分量之间被分割。
2018-02-24 physics.optics physics.plasm-ph
Raman Shifting induced by Cascaded Quadratic Nonlinearities for Terahertz Generation
我们引入了一个新的制度的级联二次非线性，导致连续的红移的光泵，类似于拉曼位移过程，而不是自相位调制。这与太赫兹产生特别相关，其中泵浦的连续红移可以解决当前的问题，例如色散管理和激光诱导的损伤。我们表明，在没有吸收或色散的情况下，所提出的拉曼位移方法将导致光到太赫兹能量转换效率接近$100\%$，这是不可能与传统的级联差频产生。此外，我们提出了非周期性极化结构的设计，即使在存在色散和吸收的情况下，该结构也会导致$\approx 35\%$的能量转换效率。
2020-01-08 physics.optics
Raman Laser Switching Induced by Cascaded Light Scattering
我们发现，在多模拉曼激光器中，级联光散射（CLS）不仅扩展了光学频率范围，而且还可以调制激光动力学。这种现象的起源是基于这样的事实，即许多拉曼激光模式直接相关通过CLS。耦合模方程仅描述单模级联拉曼激光器，不足以描述多模情况。在这项工作中，我们引入额外的条款来解释模式间的相互作用，从而揭示模式切换现象背后的物理机制。此外，模式切换控制单独由一个单一的模式泵回音壁模式（WGM）的石英拉曼激光器被证明。随着腔内泵浦功率的增加，同一模族中两个相邻的WGM之间发生激光开关。
2019-09-15 physics.optics
Efficient Raman Frequency Conversion by Feedbacks of Pump and Stokes Fields
我们实验证明了有效的拉曼转换到各自的斯托克斯和反斯托克斯领域在脉冲和连续模式与Rb-87原子蒸气室。转换效率对于斯托克斯场为40-50%，对于反斯托克斯场为20-30%。该转换过程是利用拉曼泵浦和频率转换场（斯托克斯或反斯托克斯）两者的反馈来实现的。该实验装置简单，易于应用于其它拉曼介质产生频差较大的光源。它们在非线性光学、原子物理学、量子光学和精密测量等方面有着广泛的应用。
2012-10-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Differential high-resolution stimulated CW Raman spectroscopy of hydrogen in a hollow-core fiber
我们展示了灵敏的高分辨率受激拉曼测量氢使用空芯光子晶体光纤（HC-PCF）。拉曼跃迁由窄线宽（<50 kHz）1064 nm连续波（CW）光纤激光器泵浦。探测光由自制的CW光学参量振荡器（OPO）产生，可在800 nm到1300 nm（线宽~ 5 MHz）之间调谐。这些窄线宽激光器的光谱分辨率约为10^-4 cm^（-1）。该装置采用差分测量技术来抑制探测光束中的噪声，同时也消除了来自光纤的背景信号。在获得高灵敏度的情况下，在泵浦光和探测光中仅用几mW的光功率就观察到拉曼信号。该演示允许分子的高分辨率拉曼识别和拉曼信号强度的量化。
2015-06-15 physics.optics
Enhanced stimulated Raman scattering in slow-light photonic crystal waveguides
首次研究了慢光绝缘体上硅（SOI）光子晶体线缺陷波导中受激喇曼散射的增强。通过将Bloch-Floquet公式应用于平面光子晶体中的导模，我们建立了一种将下移Stokes信号的强度与泵浦强度和模群速度联系起来的公式。然后将该方法应用于慢光光子晶体波导中增强受激喇曼产生的两种方案。结果表明，相对于SOI沟道波导，最大增强因子为10^4（66，000）。本文还讨论了双光子吸收、本征散射和无序对光泵硅放大器和激光器慢光喇曼效应的影响。
2005-12-14 physics.optics
Simultaneous generation of Raman-assisted Soliton Microcombs and Tunable Multi-chromatic Raman Microlasers in Single Monolithic Thin-film Lithium Niobate Microrings
State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-Intense Laser Science, 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）；The Extreme Optoelectromechanics Laboratory (XXL), School of Physics and Electronic Science, East China Normal University（华东师范大学物理与电子科学学院）；State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University（华东师范大学）；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学院）
本研究在单片体薄膜锂铌酸盐微环中同时生成拉曼增强的孤子微梳和可调多色拉曼微激光器，实现了高效宽带相干光源。
2025-11-26 physics.optics
Resonant enhancement of Raman scattering in metamaterials with hybrid electromagnetic and plasmonic resonances
研究了一种由（Al/ZnS/Al）薄膜组成的三层超材料的完美光吸收体，该超材料的顶部铝层被图案化为圆盘纳米天线阵列，用于共振增强沉积在超材料上的C-60富勒烯分子的拉曼散射。超材料被设计为具有由于在拉曼泵浦频率（725 nm）处的等离子体和电磁共振而产生的共振带以及斯托克斯发射带。从C60的拉曼散射的超材料与共振匹配的频带被测量到增强一个数量级以上的非共振吸收带峰值在1090 nm的超材料从C60。由于与传播的表面等离子体激元带的共振，拉曼泵浦被显著增强，而高阻抗匹配的电磁共振被期望有效地耦合出拉曼发射。通过数值模拟研究了等离子体共振和电磁共振形成复合共振的性质和杂交。
2016-03-08 physics.optics
Stimulated Raman Scattering and Nonlinear Focusing of High-Power Laser Beams Propagating in Water
高功率（功率>自聚焦临界功率）激光束在水中传播的物理过程包括非线性聚焦、受激拉曼散射（SRS）、光学击穿和等离子体形成。非线性聚焦和SRS之间的相互作用进行了分析的情况下，一个显着的一部分泵功率被引导到斯托克斯波。传播模拟和分析模型表明，斯托克斯波可以重新聚焦后，在后者的功率下降到临界功率以下的泵波。结果表明，这种新的聚焦机制是不同于交叉相位聚焦。虽然这里讨论的背景下，在水中的传播，增益聚焦现象是一般的任何介质支持非线性聚焦和受激前向拉曼散射。
2015-02-11 physics.optics
Off-axis optical vortices using double-Raman singlet and doublet light-matter schemes
研究了双拉曼增益原子介质中离轴光学涡旋的形成。原子与两个弱的探测场以及两束携带轨道角动量（OAM）的强泵浦光相互作用。我们考虑的情况下，只有一个强泵激光器进行OAM。耦合到物质的探测场的一个特定的叠加被示出形成具有偏移轴的特定光学涡旋。这种离轴涡旋可以在介质中以亚光速或超光速的群速度传播，这取决于双光子失谐量的大小。当抽运光场的能量转移到探测光场时，超光速光涡旋与放大有关。外围涡旋的位置可以通过OAM和泵浦场的强度来操纵。我们发现，当第二探测场的振幅在原子云的开始处为零时，单个探测光束和泵浦场之间的光涡旋交换是可能的。该模型被扩展到与四个泵浦场相互作用的更复杂的双拉曼双重态。与双拉曼单态相反，现在离轴亚光速或超光速光学涡旋的产生甚至在零双光子失谐下也是可能的。
2020-02-04 physics.optics quant-ph
Quasi-confined modes produced by the Lugiato-Lefever model with a localized pump and the pseudo-Raman term
National Research University Higher School of Economics（国立高等经济大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
本文提出扩展的Lugiato-Lefever方程，引入伪SRS项，研究局部化泵对准孤子稳定性的影响，并通过数值模拟验证其稳定性。
2025-11-28 nlin.PS physics.optics
Inter-Modal Raman Amplification in Space-division Multiplexed Systems
本文通过理论与实验验证了利用少模光纤中的模间受激拉曼过程，实现无中继模式复用传输系统光信号放大的可行性。
2024-03-19 physics.optics
Non-invasive chemically selective energy delivery and focusing inside a scattering medium guided by Raman scattering
拉曼散射是一种化学选择性探测机制，在工业和临床环境中具有多种应用。然而，大多数样品是光学不透明的，限制了拉曼探测在深度的适用性。在这里，我们展示了化学选择性的能量沉积后的散射介质相结合的光谱分辨拉曼散斑作为波前整形的反馈机制的测量与化学光谱的先验信息。我们展示了前所未有的六倍信号增强的epi-geometry，实现有针对性的能量沉积和集中在选定的拉曼活性粒子。
2022-02-21 physics.optics
Intermodal entanglement in Raman processes
在这里使用的拉曼过程的完全量子力学哈密顿算符的运营商的解决方案，以调查的可能性，获得不同的模式之间的拉曼过程中所涉及的模式（例如，泵模式，斯托克斯模式，振动（声子）模式和反斯托克斯模式）的模间纠缠。研究了受激喇曼过程中a）抽运模与反斯托克斯模，b）抽运模与振动（声子）模，c）斯托克斯模与振动声子模，d）斯托克斯模与反斯托克斯模之间的模间纠缠随抽运模$a$的复本征值$α_{1}$的相位角的变化.还报道了自发和部分自发拉曼过程中的模间纠缠现象。进一步的研究表明，通过选择合适的耦合常数，可以在Stokes模、反Stokes模和振动声子模之间产生真正的纠缠。同时还证明了用Duan判据不能识别的双模纠缠可以用Hillery-Zubairy判据来识别。进一步证明了模间纠缠、模间反聚束和模间压缩是相互独立的现象。
2013-01-02 physics.optics quant-ph
Synthetic gauge potential and effective magnetic field in a Raman medium undergoing molecular modulation
我们从理论上证明了拉曼介质中探测场在分子调制过程中的非平凡拓扑效应。介质由两束非共线泵浦光驱动。我们发现，泵之间的角度是有关的一个有效的规范位和一个有效的磁场的探测场在合成空间中的合成频率维和空间维。作为这种有效磁场的结果，探测场可以在合成空间中表现出拓扑保护的单向边缘状态，以及表现为抑制衍射和边带生成的朗道能级。我们的工作确定了一个以前未探索的路线走向创建拓扑光子学效应，并强调了拓扑光子学和非线性光学之间的重要联系。
2016-12-20 physics.optics
Dominance of backward stimulated Raman scattering in gas-filled hollow-core photonic crystal fibers
气体中的后向受激拉曼散射提供了一种有前途的途径，通过对着泵浦脉冲反向传播来压缩和放大斯托克斯种子脉冲，如已经在各种平台中，主要是在自由空间中证明的那样。然而，在完全可控的共线环境中，当被噪声播种时，控制这个过程的动力学尚未被研究。在这里，我们报告的第一个明确的观察有效的噪声种子后向受激喇曼散射在充氢空芯光子晶体光纤。在高气压下，当后向拉曼增益与前向增益相当，但低于前向增益时，我们报告从窄带532 nm泵浦到683 nm处的后向斯托克斯的量子转换效率超过40%。当向后过程由少量向后反射的向前产生的斯托克斯光播种时，效率增加到65%。在高泵浦功率下，以干净的基模发射并且光谱纯的后向斯托克斯信号出人意料地总是比其前向传播对应物强。我们将这一惊人的观察归因于相互作用场的独特时间动力学，这导致拉曼相干性（以移动的细周期布拉格光栅的形式）朝着光纤的输入端的强度增长。对这一过程的充分理解，以及新型反共振引导空芯光纤的快速发展，可能会导致有效的气体基拉曼激光器和放大器的改进设计，工作在从紫外到中红外的波长。
2018-01-24 physics.optics
Birefringence effect in Raman scattering of anisotropic materials
该研究针对拉曼光谱中的双折射与干涉问题，在传统经典拉曼散射理论中纳入双折射因素，所得结果有望为从头算计算与实验研究提供参考。
2025-05-04 physics.optics
Ultranarrow resonance peaks in the transmission and reflection spectra of a photonic crystal cavity with Raman gain
从理论上研究了三态$Λ$方案中探测光入射到一维光子晶体缺陷中的拉曼增益。我们发现，存在一个泵浦强度范围，在该范围内，探测场的透射和反射光谱显示出\textit{simultaneously}出现窄峰（共振），其位置由拉曼共振决定。透射和反射系数在几十个$μ$ W/cm $^{2}$量级的泵浦强度下可以大于1。当抽运光强度在该区域之外时，透射谱中的峰变成窄谷。窄共振的性质归因于拉曼跃迁附近的非线性折射率的剧烈色散，这导致探测波的群速度显著降低。
2009-09-01 physics.optics quant-ph
Noise figure and photon probability distribution in Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS)
计算了相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）的噪声系数和光子概率分布，其中反斯托克斯信号被转换为斯托克斯。我们发现最小噪声系数为~ 3dB。
2006-03-01 physics.optics
Stochastic phenomena in a fiber Raman amplifier
现代非线性纤维光学的基石如非线性、随机性和偏振的相互作用导致各种噪声引起的不稳定性，包括偏振吸引和逃逸现象，利用这些不稳定性是解锁高分辨率光谱学、计量学、生物医学和电信中所需的光纤系统规范的关键。在这里，通过使用直接随机建模，映射的相互作用的拉曼散射为基础的非线性，光纤的随机双折射，和泵浦到信号的强度噪声传递已完成的光纤拉曼放大器的参数，即偏振模色散，泵浦激光器的相对强度噪声，光纤长度，和信号功率。所得到的结果揭示了随机双折射引起的共振增强的增益波动（随机反共振）伴随着脉冲展宽和罕见的事件，在低功率输出信号的形式具有严重偏离高斯分布的概率出现的条件。
2016-11-30 physics.optics
Stimulated Raman scattering of dyes under random lasing in polymeric vesicular films
研究了氦温下染色泡状聚合物薄膜在光传播扩散区的随机激光发射。它本身代表了受激发射和受激拉曼散射（SRS）的耦合效应。由于这种效应，在RL光谱中出现了一组拉曼谱线。这种效应的显著特点是受激发射促进了拉曼谱线的显现。拉曼谱线强度与泵浦光强度呈二次曲线关系。此外，在这种情况下的SRS比自发拉曼光谱具有更结构化的光谱。这使得即使是微弱的和位置接近的谱线也能被探测到。
2010-08-26 physics.optics
Raman-scattering-assistant broadband noise-like pulse generation in all-normal-dispersion fiber lasers
本文报道了在一个相对较短的正常色散掺镱光纤激光器中，在强拉曼散射的作用下，观察到了稳定的耗散孤子和类噪声脉冲。我们证明了腔内滤光片可以滤除拉曼散射。此外，通过适当的腔内偏振控制，可以利用拉曼效应产生带宽高达61.4 nm的宽带噪声样脉冲（NLP）。据我们所知，这是在全正常色散光纤激光器中实现的最广泛的NLP
2015-07-30 physics.optics
Generation and amplification of Raman Stokes and anti-Stokes waves
我们提出了一般的斯托克斯和反斯托克斯光谱光子通量密度的解析表达式，自发产生的单个单色泵浦波在单模光纤中传播。我们通过与实验数据的比较来验证我们的结果。讨论了对应于有趣的物理情况的一般表达式的极限情况。
2007-05-09 physics.optics
Inverse design of Raman amplifier in frequency and distance domain using Convolutional Neural Networks
我们提出了一种卷积神经网络（CNN）结构的逆拉曼放大器的设计。该模型的目的是找到目标信号功率演变所需的泵浦功率和波长，无论是在沿光纤的距离和频率。使用所提出的框架，实现目标功率分布所需的泵配置的预测数值证明了在C波段考虑反向传播和双向泵浦方案具有高精度。对于100 km单模光纤的分布式喇曼放大器，采用2个和3个计数器以及4个双向传输泵浦，数值计算得到了最大测试误差的低均值集（0.51、0.54和0.64 dB）和标准差集（0.62、0.43和0.38 dB）。
2021-02-21 eess.IV eess.SP physics.app-ph
Quantum description of surface-enhanced resonant Raman scattering within a hybrid-optomechanical model
表面增强拉曼散射（SERS）允许检测和识别微量样品的分子振动指纹。SERS过程也可以用于分子振动的光学操纵。我们提出了一个量子描述的表面增强共振拉曼散射（SERRS），在模拟混合腔光学力学，并比较共振的情况与非共振SERS。我们的模型预测存在一个制度的相干相互作用之间的电子和振动自由度的分子，介导的等离子体纳米腔。这种相干机制可以通过参数调谐入射泵浦激光的频率和强度来实现，并且与分子振动的光机械泵浦有关。我们发现，振动泵浦是能够选择性地激活一个特定的振动模式，从而提供了一种机制来控制其人口和驱动等离子体辅助化学。
2019-05-24 physics.app-ph physics.optics
Control of ultrafast pulses in hydrogen-filled hollow-core photonic crystal fiber by Raman coherence
本文对充气kagomé型空芯光子晶体光纤中超短脉冲之间的拉曼相干作用进行了实验和数值研究。泵浦脉冲首先建立拉曼相干性，在以泵浦脉冲的群速度行进的气体中创建折射率光栅。改变第二探测脉冲的到达时间允许在其沿光纤传播时对其演变进行高度控制，特别是孤子自压缩和色散波（DW）发射。在所报道的实验中，DW在~300 nm处发射，其中心频率随泵浦-探测延迟振荡。结果表明，在宽带引导充气kagomé-PCF中产生的强拉曼相干性可用于控制超短探测脉冲的动力学，即使在难以进入的光谱区域，如深紫外和真空紫外。
2017-03-13 nlin.PS physics.optics
The role of the inverse Cherenkov effect in the formation of ultrashort Raman solitons in silica microspheres
本文理论证明二氧化硅微球回音壁模式中，正常色散连续波泵浦可通过拉曼放大和逆切伦科夫效应形成超短孤子，并可用弱连续波信号调控。
2024-10-04 nlin.PS physics.optics
Simultaneous gain profile design and noise figure prediction for Raman amplifiers using machine learning
实验证明了一种机器学习框架，用于预测目标分布式拉曼放大器增益分布的泵浦功率和噪声系数分布。我们采用了一个单层的神经网络来学习从增益分布到泵浦功率和噪声系数的映射。所获得的结果表明，高精度的增益曲线设计和噪声系数预测，平均最大误差为~0.3dB。该框架提供了拉曼放大器的全面表征，因此是预测下一代光通信系统的性能的有价值的工具，预计将采用拉曼放大。
2021-03-04 physics.app-ph physics.optics
Efficient Raman lasing and Raman-Kerr interaction in an integrated silicon carbide platform
本文在集成碳化硅平台首次实现效率超50%的拉曼激光，通过调谐微腔使斯托克斯共振对准增益谱，阈值低至2.5 mW，并展示拉曼-克尔相互作用拓宽微梳光谱。
2023-11-11 physics.app-ph physics.optics
Proposal for an Integrated Raman-free Correlated Photon Source
我们提出了一种双泵三阶非线性方案来产生相关光子对，该方案比典型的自发四波混频方法（SFWM）更不容易受到拉曼噪声的影响。从完整的多模哈密顿量开始，我们推导出了联合谱振幅的一般表达式，由此可以计算产生一对光子的概率。作为一个例子，我们证明了0.028对每脉冲的概率可以实现在适当设计的熔融石英微光纤。与标准光纤中的单泵浦SFWM相比，我们计算出我们的过程显示出显著的自发拉曼散射抑制和信噪比的改善。
2016-06-01 physics.optics quant-ph
Plasma Wave Seed for Raman Amplifiers
提出了用等离子体波种子代替传统反向拉曼放大器中的反向传播激光种子。在线性状态中，即，对于恒定的泵浦振幅，可以通过严格地产生与反向传播激光种子相同的输出脉冲的构造来找到等离子体波种子。在非线性区域或泵浦耗尽区域，等离子体波引发的输出脉冲可以数值地示出为接近对应的激光种子的相同的自相似吸引子解。此外，啁啾等离子体波波长可以产生与啁啾种子波频率相同的有益效果。这种方法是有吸引力的，因为它避免了在制备和同步频移激光种子中的问题。
2017-04-10 physics.optics physics.plasm-ph
Pulsed-pump phosphorus-doped fiber Raman amplifier around 1260 nm for applications in quantum non-linear optics
我们描述了一个中心波长为1260 nm的纳秒和亚纳秒脉冲的光纤拉曼放大器。放大发生在一个4.5米长的保偏掺磷光纤，泵浦在1080 nm的3 ns长的脉冲，重复频率为200 kHz和高达1.75千瓦的峰值功率。输入种子脉冲是次mW的峰值功率和0.25 ns的最小持续时间，雕刻了一个连续波激光与次MHz的线宽。我们获得了峰值功率高达1.4 kW的线性偏振输出脉冲，对应于峰值功率转换效率超过80%。小信号增益可达90 dB，饱和功率下3 dB的信噪比大于20 dB。没有观察到显着的时间和光谱展宽的输出脉冲高达400 W的峰值功率，并扩大在更高的功率可以减少种子脉冲的相位调制。从而获得峰值功率高达1 kW的近变换极限脉冲。最后，我们演示了可控频率啁啾脉冲，可变宽度脉冲和双脉冲的产生。因此，该放大器适用于窄原子共振的相干控制，特别适用于铷原子到里德伯态的快速相干激发。这些能力为量子非线性光学中的几个重要应用开辟了道路。
2020-07-17 physics.optics quant-ph
Influence of the Raman depolarisation ratio on far-field radiation patterns in coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy
提出了一种全矢量数值方法研究相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微镜的远场辐射模式。我们强调所观察到的介质的拉曼去偏振比的特殊作用，并显示它如何修改薄物体的辐射图案。
2006-10-06 physics.bio-ph physics.optics
Giant Resonance Raman Scattering via Anisotropic Excitons in ReS2
本文研究了少层ReS2中偏振调控的共振拉曼散射，发现泵浦或斯托克斯光子能量与激子跃迁共振时分别产生两个数量级的拉曼增强和额外拉曼谱线，揭示了各向异性激子对非线性光学过程的调制作用。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
