Time delayed laser networks: phase versus chaos synchronization
混沌激光器的同步和多个耦合激光器产生的光的相位同步都得到了广泛的研究，然而，这两种现象之间的相互作用，特别是在网络水平上的探索。在这里，我们实验比较了具有异质耦合延迟时间的激光网络的混沌同步和类似网络的相位同步。虽然混沌激光器表现出恶化的同步网络的时间延迟的异质性增加，相位同步被发现是独立的异质性。实验结果与半导体激光器的数值模拟一致。
2013-04-03 nlin.CD physics.optics
Lambert function methods for laser dynamics with time-delayed feedback
在研究有光反馈激光器的非线性动力学过程中，经常会遇到时滞微分方程。传统上，人们求助于数值方法，因为这些方程的解析解是棘手的。本文证明了在一定条件下，利用Lambert W函数可以解析地求解用于模拟带反馈半导体激光器的速率方程模型。特别是，我们讨论的条件下，耦合率方程的腔内电场和过剩载流子反转可以减少到一个单一的方程的字段，以及如何这个单一的速率方程可以铸造的形式，是服从使用的兰伯特W函数。最后，我们对两个激光器通过延时反馈耦合进行了类似的讨论。
2018-01-09 physics.optics quant-ph
Time-delayed coupled chaotic semiconductor lasers show new types of synchronization: Experiment and theory
从实验和理论上发现了两个、三个和四个时延耦合混沌半导体激光器的拓扑结构，它们表现出新型的同步。对于相距很远的两台激光器，即使它们的自反馈延迟不相等，也能观察到移位零延迟同步。对于四边形几何结构，观察到移位子晶格同步，而等边三角形是零滞后同步。广义零滞后同步，没有精确匹配的延迟的限制，打开了先进的多用户通信协议的可能性。
2011-11-28 nlin.CD physics.optics
Power-law fluctuations near critical point in semiconductor lasers with delayed feedback
本文通过数值与实验证明，延迟光反馈的半导体激光器在阈值附近表现出幂律分布的强度涨落，揭示自组织临界现象。
2025-02-26 nlin.AO physics.optics
Delayed-rate equations model for femtosecond laser-induced breakdown in dielectrics
激光诱导击穿的实验和理论研究在亚皮秒时间尺度上引发电离雪崩的可能性和载流子碰撞电离相对于场电离的相对重要性方面提供了相互矛盾的结论。一方面，基于单电离速率方程的电流模型不考虑载流子的逐渐加热，对于短激光脉冲，这可能不足以开始雪崩。另一方面，基于跟踪载流子动力学的多速率方程的模型依赖于几个自由参数，这限制了我们可以从中获得的物理见解。在本文中，我们开发了一个模型，克服了这些问题，通过跟踪等离子体密度和载流子的平均动能作为时间的函数，形成一组延迟速率方程，我们使用匹配的激光诱导损伤阈值的几种电介质材料。特别是，我们表明，这个简化的模型再现了从多速率方程的预测，通过拟合实验数据确定明确的自由参数的数量有限。延迟速率方程模型的一个附带好处是它的计算效率，开放的可能性，大规模的三维建模的激光诱导透明介质的击穿。
2019-06-19 physics.comp-ph physics.optics
Reservoir computing and task performing through using high-$β$ lasers with delayed optical feedback
本文提出并数值研究了包含高$β$激光器、延迟反馈与电流调制的复杂光子系统，将近阈值非线性动力学应用于时延储备池计算，在模式识别和混沌序列预测中实现高准确率，并大幅降低错误率与功耗。
2023-06-24 cs.ET physics.optics
Phases dynamics in VCSELs with delayed optical feedback and cross re-injection
本文从理论上研究了具有延迟光反馈和交叉偏振重注入的外腔垂直腔面发射激光器的非线性偏振动力学。我们表明，远离激光阈值，动力学仍然局限于接近一个给定半径的斯托克斯球的赤道平面，我们减少了动力学系统由两个阶段组成：准线性偏振的取向阶段和光相位的字段。我们探讨了双反馈结构所给出的复模态结构，并恢复了Lang-Kobayashi模态和Giudici等人[1]所发现的模态。我们还重新解释方波开关动态相位扭结。
2014-05-29 physics.optics
Resonances between fundamental frequencies for lasers with large delayed feedbacks
最近，在大延迟反馈下，利用半导体激光器观察到了高阶频率锁定现象[B. Tykalewicz等人，Opt. Express 24，4239（2016）; B. Kelleher等人，Chaos 27，114325（2017）]。具体地，弛豫振荡（RO）频率和反馈回路往返频率的谐波与1：5至1：11的比率一致。通过分析延迟光电反馈下激光器动力学自由度的速率方程，我们证明了双频脉冲训练的发生是通过两个连续的分叉。虽然第一个分叉是一个主要的Hopf分叉的RO，二次Hopf分叉导致一个两个频率的制度，其中一个低的频率，成比例的延迟的倒数，是共振的RO频率。我们推导出一个振幅方程，有效的第一个霍普夫分岔点附近，并数值观察频率锁定。我们从数学上解释这种现象，制定一个封闭的系统的常微分方程从我们的振幅方程。我们的发现激发了新的实验，特别注意前两个分叉。实验上观察到：（1）当我们通过二次分岔点时，出现频率锁定现象;（2）当双频振荡的振幅增大时，出现几乎恒定的慢周期。我们的结果分析证实了以前观察到的激光器的频率锁定现象受到延迟光反馈。
2019-06-20 nlin.PS physics.optics
Coherence and synchronization in diode-laser arrays with delayed global coupling
本文数值分析了通过外反射镜以全局方式耦合的半导体激光器阵列的动力学特性。一个连贯的同相解决方案被认为是首选的反馈耦合强度的中间值的系统。在该参数的低值处，观察到自发发射噪声的强放大。混沌同步的趋势也观察到在大值的反馈强度。
1998-10-29 adap-org cond-mat nlin.AO
Refined method to extract frequency-noise components of lasers by delayed self-heterodyne
量化激光器稳定性的一个重要指标是其频率噪声（FN）。该度量产生关于线宽和噪声分量的信息，这限制了其用于高精度目的，例如相干通信。它的实验测定依赖于具有挑战性的光学相位测量，为此已经开发了专用的商业仪器。相比之下，这项工作提出了一个简单的和具有成本效益的方法提取FN功能采用延迟自外差（DSH）设置。使用比激光的相干长度短得多的延迟长度，DSH迹线揭示了与用商业仪器测量的FN功率谱密度（PSD）的对应关系。结果发现，多个激光器，在强烈的抖动音频率低于0.2%的差异
2021-06-02 cs.SY eess.SP eess.SY
Bayesian Estimation of Laser Linewidth from Delayed Self-Heterodyne Measurements
提出一种基于贝叶斯推断和马尔可夫链蒙特卡洛的统计方法，从延迟自外差测量中准确估计超窄线宽激光器的固有线宽，即使受探测器噪声干扰也能有效工作。
2023-05-18 physics.app-ph physics.optics stat.AP
Formation of Single-mode Laser in Perovskite Nanowire via Nano-manipulation
近两年来，基于Peroxide的微纳激光器引起了人们的广泛关注.然而，钙钛矿器件的特性在合成后大多是固定的。在这里，我们展示了通过纳米操纵的钙钛矿纳米线激光器的激光特性的定制。通过利用钨探针，一个纳米线已经从晶片上抬起，并将其两端重新定位在两个附近的钙钛矿块上。因此，传统的法布里-珀罗激光器被完全抑制，并且已经观察到单个激光峰值。相应的数值模型揭示了在钙钛矿纳米线的横向平面上，回音壁模式形成单模激光操作。我们的研究提供了一种简单的方法来定制纳米线的性能，这将是必不可少的钙钛矿光电子学的应用。
2015-11-07 physics.optics
Laser ablative fabrication of nanocrowns and nanojets on the Cu supported film surface using femtosecond laser pulses
详细研究了紧聚焦飞秒脉冲作用下不同厚度铜支撑薄膜表面诱导纳米射流和纳米冠的形成动力学。我们表明，单次发射的FS脉冲照射的120 nm厚的铜膜的结果在形成一个单一的纳米射流，分裂在增加的脉冲能量成两个，然后到多个周期性排列的纳米尖峰最终获得所谓的纳米冠的形式。发现纳米冠中的纳米尖峰的数量与脉冲能量和纳米冠半径呈线性关系。亚表面沸腾发生在金属膜-基底界面上的冠状纳米结构的形成过程中的关键作用，揭示了通过比较所获得的结果与形成动力学研究较薄的60 nm和20 nm厚的铜膜。此外，本文还讨论了所制备的纳米结构作为低成本基底用于有机染料光致发光信号增强的适用性。
2015-06-08 physics.optics
Laser printed nano-gratings: orientation and period peculiarities
了解在强激光激发下的纳米材料行为对于纳米技术的未来应用变得至关重要。通过线性偏振超短激光脉冲的纳米光栅形成已经在熔融石英中针对3D激光打印/写入条件下的各种脉冲能量进行了系统研究，通常用于光学元件的工业制造。纳米光栅的周期揭示了依赖于扫描方向的取向。还观察到在固定的激光偏振下纳米光栅波矢量的倾斜。纳米光栅的几个特征对写入方向的这种特殊依赖性的机制可以通过考虑线性极化电场存在下的热传输通量来定性解释，而不是通过激光束的时间和空间啁啾来定性解释。光-物质相互作用的矢量性质的确认开辟了纳米级精度的材料加工的新控制。
2016-09-03 physics.optics
All-optical delay of images by backward four-wave mixing in metal-nanoparticle composites
从理论上研究了一种基于金属纳米颗粒复合材料后向四波混频的全光延迟成像新方法。该方法利用两束反向传播的泵浦光与一束非共线整形的探测光相互作用产生延迟相位共轭探测光脉冲，研究了相位共轭信号光脉冲的分数延迟和反射率随泵浦光强度的变化关系。结果表明，该方案可用于延迟成像和消除光学衍射相结合。该方法具有小型化设计、可调谐波长范围达电信波段、带宽宽等优点。
2012-10-10 physics.optics
Polarization-Multiplexed Chaotic LiDAR Based on a VCSEL with Delayed Orthogonal Feedback
Xidian University（西安电子科技大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
本文提出基于VCSEL的极化多路复用混沌LiDAR系统，通过延迟正交极化反馈实现高精度测距，具备可调谐和抗干扰优势，适用于自动驾驶等应用。
2026-02-15 physics.optics
Time-resolved lasing action from single and coupled photonic crystal nanocavity array lasers emitting in the telecom-band
我们测量了在铟镓砷磷材料系统中制造的单个和耦合光子晶体纳米腔阵列激光器的激射动力学。在短的光激发下，单腔激光器产生的脉冲快至11 ps（FWHM），而耦合腔激光器显示出显着更长的激射持续时间，这是不能解释的一个简单的速率方程模型。包括载流子增益和扩散的时域有限差分模拟表明，纳米腔阵列上的异步激光发射延长了激光器的脉冲持续时间。
2008-12-12 physics.optics
A Functional Mapping for Passively Mode-Locked Semiconductor Lasers
提出了一种分析被动锁模半导体激光器的新方法，该方法可以有效地进行参数扫描和时间抖动分析。它允许访问超低重复率制度，脉冲成为本地化的状态。包括缓慢（例如热）过程或横向动力学的分析变得可行。我们的方法桥接了现象学的，但高效的，脉冲迭代模型，即豪斯主方程，和更多涉及的第一原理描述依赖于时间延迟方程之间的鸿沟。我们的迭代功能映射利用快速和慢速阶段之间的锁模制度的基本划分，并允许计算的动态仅在脉冲附近。减少的模拟时间和内存足迹高达两个数量级的证明。最后，映射还提供了一个一般的框架推导的Haus主方程的第一原理模型的基础上延迟微分方程。
2018-04-26 physics.optics
Resonant enhancement of a single attosecond pulse in a gas medium by a time-delayed control field
提出并研究了一种利用飞秒激光脉冲修饰稠密氦气，实现极紫外单阿秒脉冲传输的光相干控制方案。当SAP激发2s2p态时，激光脉冲耦合2s2p（^1P）和2s^2（^1S）自电离态。在通过气体之后，SAP的光谱和时间轮廓被强烈地扭曲。对于特定的激光强度和时间延迟，光谱中出现了窄而增强的尖峰，这首次证实了超短修整场对宽带光子波包的控制。我们分析了光子和电子动力学，并得出结论的敷料条件，最大限度地提高。这一结果展示了阿秒光控制的新的可能性。
2012-09-25 physics.atom-ph physics.optics
Coherent terahertz needle radiation emission mechanism from nanostructured ferromagnetic metal films excited by femtosecond laser pulses
提出了一种相干太赫兹针辐射发射机制。这一机制可以在飞秒激光脉冲与纳米铁磁金属薄膜相互作用的实验中得以实现。该机制是基于飞秒激光脉冲在纳米结构金属表面激发耦合相干声子-磁振子模。估算了太赫兹辐射的坡印廷矢量值。
2008-09-28 physics.optics
Spectral dynamics of THz pulses generated by two-color laser filaments in air: The role of Kerr nonlinearities and pump wavelength
我们从理论和数值上研究了瞬时和拉曼延迟克尔非线性以及长波长泵浦对双色飞秒灯丝在空气中产生的太赫兹辐射的影响。虽然由空气分子引起的拉曼延迟非线性减弱了THz的产生，但四波混频被发现通过自相位调制、交叉相位调制和自陡峭来影响传播时积累的THz光谱。此外，利用局域电流理论，我们表明，激光到太赫兹转换效率与基本激光波长的标度强烈依赖于两种颜色之间的相对相位，脉冲宽度和形状，呈现一个普遍的标度律是不可能的。泵浦波长的幂的标度律可能仅提供THz产率增加的粗略估计。我们面对这些结果与全面的数值模拟强聚焦脉冲和细丝传播超过米范围的距离。
2016-12-08 physics.optics
Bifurcation analysis of the Yamada model for a pulsing semiconductor laser with saturable absorber and delayed optical feedback
半导体激光器表现出丰富的动力学，从恒定光束的发射到周期性振荡和激发性。自脉冲机制，即激光周期性地释放短脉冲光，对于从材料科学到电信的许多应用都特别有趣。自脉冲机制需要非常有规律地产生脉冲，因此，它们也已知对扰动（诸如噪声或光注入）特别敏感。研究了延迟光反馈对可饱和吸收体自脉冲半导体激光器动力学特性的影响。更确切地说，我们认为山田模型延迟-三个延迟微分方程（DDE）的两个慢变量和一个快变量的系统-已被证明是准确地再现自脉冲的功能，在SLSA实验观察。这个模型也是更广泛的兴趣，因为它是相当密切相关的其他自脉冲系统，如可兴奋尖峰神经元的数学模型。本文对具有时滞的Yamada模型进行了数值分岔分析，其中我们同时考虑了反馈时滞、反馈强度和泵浦强度作为分岔参数。我们发现，当反馈延迟从零开始增加时，系统动力学的复杂性迅速增加。特别是，有新的反馈诱导动力学：稳定的准周期振荡环，以及一个很大程度的多稳定性，多达五个脉冲状稳定的周期性解决方案，具有不同的振幅和重复率。在增益和强度上的扰动平面中的吸引子映射揭示了不同吸引盆地的康托集状混合结构。这表明，在实践中，多稳态激光器对小扰动极其敏感。
2016-12-15 nlin.CD physics.optics
High spatial frequency periodic structures induced on ferric ion-doped Polyvinyl Pyrrolidone film by femtosecond laser pulses
利用连续或脉冲激光在各种材料表面诱导出纳米结构是纳米加工技术的一种重要方法。本文利用线偏振飞秒激光在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）薄膜上形成了高空间频率的周期性结构。铁离子被引入到薄膜中以提高光敏性。可以诱导出空间周期在60- 100 nm范围内的规则纳米光栅，其空间周期约为照射波长的十分之一。纳米光栅的周期方向垂直于飞秒激光的偏振方向。通过调节激光能量和扫描速度，我们发现可以在很宽的实验参数范围内形成纳米光栅。由于高激光能量不仅可以激发金属，还可以激发半导体和聚合物，我们认为纳米光栅的形成是由于入射飞秒激光与表面等离子体之间的相互作用。这种可激光加工的PVP基材料及其诱导的纳米光栅在生物光子学和纳米光子学中具有潜在的应用前景。
2016-02-28 physics.optics
Third order nonlinear study of ZnO nano particles under femto-second laser illumination
采用简易沉淀法合成了不同Ag掺杂量的ZnO纳米粒子。采用Z扫描技术，在重复频率为1 kHz、中心波长为532 nm、脉冲宽度为130飞秒的激光脉冲作用下，研究了ZnO纳米粒子的双光子吸收截面和非线性折射率。采用速率方程方法，通过理论计算得到了ZnO纳米粒子的2PA截面。吸收截面和非线性折射率都随着Ag掺杂量的增加而增加。我们已经观察到的非线性折射率的增加104的顺序在飞秒激光激发的存在下，参考纳秒激光激发。
2018-06-25 physics.optics
Influence of time-delayed feedback on the dynamics of temporal localized structures in passively mode-locked semiconductor lasers
在本文中，我们分析了光反馈对被动锁模环形激光器在时间局域结构下的动力学行为的影响。该激光系统由延迟微分方程系统建模，该延迟微分方程系统包括与激光腔和反馈回路相关联的延迟项。使用直接数值模拟和路径连续技术相结合，我们表明，反馈回路创建回声的主脉冲的位置和大小强烈依赖于反馈参数。我们证明，在长腔制度，这些回波可以连续取代主脉冲，这定义了它们的寿命。这种脉冲不稳定性机制起源于鞍结无限周期型的全局分叉。此外，我们表明，在噪声的影响下，稳定的脉冲表现出的行为特征的可激发系统的形式。此外，对于谐波的解决方案组成的多个均匀的脉冲每往返我们表明，如果脉冲的位置与另一个的回波相吻合，这些解决方案的稳定性的范围增加。最后，它表明，在这些共振，不同的解决方案的分支连接的倍周期分岔。
2022-03-04 nlin.PS physics.optics
Highly Nonlinear Luminescence Induced by Gold Nanoparticles on Glass Surfaces with Continuous-Wave Laser Illumination
我们报告的高度非线性发光被观察到固定在玻璃表面上的单个球形金纳米粒子和连续波（CW）激光照射相对较低的功率。与激发激光的散射相比，非线性发光在三维上显示出超过衍射极限的光学超分辨。大多数纳米颗粒的发光强度与激发激光功率的5 - 7次方成正比，并且在可见光波长范围内具有宽的激发和发射光谱。强的非线性发光仅在玻璃表面附近观察到。由低CW激光功率激发的高光学非线性与金纳米颗粒的长寿命暗态有关，其中激发光被强烈吸收。这种现象在超分辨率和深部组织成像中具有潜在的生物学应用。
2016-11-30 physics.optics
Semicoductor-metallic hybrid nano-disk laser
本文设计并制备基于 InGaAsP MQWs 或 InGaAs 体材料的半导体-金属混合纳米盘激光器，通过介质屏蔽层增强 SPP 模式，并验证不同尺寸与温度下的单模及多模激射。
2023-08-31 physics.optics
A fully nanoscopic dielectric laser
在这篇文章中，我们介绍了一个介电纳米激光器的概念，在所有空间维度的纳米尺度。我们的建议是基于高折射率的介电纳米颗粒，例如，硅，用作用有机增益介质的薄膜装饰的（无源）腔（没有本征增益）。它的共振频率可以在整个可见光范围内进行调谐，并且可以解决亮模式和暗模式。可以利用所谓的“磁”模式，这使得该介电纳米激光器成为类似于表面等离子体激元激光器（其利用电模式）的相干近场的互补源。硅中的小本征损耗产生相对高的品质因数和靠近腔的发射器的低非辐射衰减速率，这两者将导致低阈值。正如我们在这项工作中所展示的，介电纳米激光器相对于纳米线激光器和spasers表现出一定的优势，例如降低的激光阈值，短的开关时间，尺寸和设计灵活性。介电纳米激光器与标准光刻制造方法兼容，并且其相对简单的设计可以允许容易地测试和实现该概念。因此，硅纳米激光器可能很快在纳米光学和超材料中找到许多应用。
2014-12-16 physics.optics
Two and three photon excited luminescence of single gold nanoparticles: Switching between plasmon- and electron-hole-pair emission by ultrashort laser pulses
在这项工作中，我们使用飞秒激光脉冲的800 nm波长的激发和表征单金纳米粒子的多光子发光发射。对于激发与100 fs的激光脉冲，我们观察到一个两个和三个光子的辐射电子空穴对复合为主的发射，而发射是由辐射等离子体衰变激发与500 fs的脉冲。对于具有不同长径比的单个金纳米棒，我们研究了粒子等离子体激元和电子空穴对之间的相互作用，这使我们能够开发一个定量模型来充分描述单个金纳米颗粒的双光子和三光子发光发射。
2018-12-04 physics.optics
Femto/nano-second switchable passively mode-locked fiber laser with analytic modeling by cubic-quintic Ginzburg-Landau equation
报道了一种被动锁模掺铒光纤激光器，其脉宽可在473 fs ~ 76.8 ns范围内切换，通过调节偏振控制器实现了基频锁模、类噪声脉冲、纳秒锁模和双脉宽锁模。飞秒和纳秒脉冲在双宽度锁模中的共存归因于增益平衡。采用五阶Ginzburg-Landau方程对光纤激光器进行了解析建模，计算了脉冲宽度随色散、饱和吸收和自相位调制的变化关系。纳秒脉冲的产生归因于腔内脉冲缩短强度的减弱和激光腔内有效自相位调制的减弱。
2017-12-06 physics.optics
A photonic crystal nanocavity laser in an optically very thick slab
在光学上非常厚的平板中形成的光子晶体（PhC）纳米腔可以支持用于激射的合理的高Q模式。在实验上，我们展示了室温脉冲激光操作从PhC偶极子模式发射在1324 nm，这是在InGaAsP板的厚度（T）为606 nm。数值模拟结果表明，当T > 800 nm时，90%以上的激光输出功率耦合到PhC板条模，为光子集成电路的面内高效激光器提供了一条新的途径。
2011-11-18 physics.optics
Absorption and emission of single attosecond light pulses in an autoionizing gaseous medium dressed by a time-delayed control field
从理论上研究了极紫外（EUV）单阿秒脉冲通过激光修饰稠密气体的传输特性。弱EUV脉冲将氦气从基态抽运到2s 2 p（1 P）自电离态，其通过强度为10^{12} W/cm 2量级的飞秒红外激光耦合到2s 2（1 S）自电离态。模拟显示了如何通过耦合激光器修改EUV的瞬态吸收和发射。一个简单的解析表达式的原子的δ函数脉冲的响应，揭示了强烈的修改的Fano线型的光谱中，这些功能是相当普遍的，并保持有效的现实脉冲条件。我们进一步占脉冲在介质中的传播，并表明，在原子共振的EUV信号可以在气体介质中增强超过50%的具体调整的激光参数，这种增强持续作为EUV在气体介质中传播。我们的研究结果表明，高层次的控制非线性光学效应是可以实现的阿秒脉冲。
2013-01-16 physics.atom-ph physics.optics
Numerical study of laser micro- and nano-processing of nanocomposite porous materials
本论文主要研究激光与多孔材料相互作用的数值模拟。良好控制加工的可能性对于多孔玻璃的基于激光的微结构化和在金属纳米颗粒存在下半导体多孔材料的纳米加工特别重要。为了了解飞秒激光脉冲在多孔玻璃中产生的周期性微孔结构，进行了详细的数值热力学分析。计算结果表明，在SiO2的体积控制激光微加工的可能性。得到的结构特征尺寸与实验结果相关。与多孔玻璃相比，负载Ag离子和纳米粒子的介孔TiO2薄膜支持局域等离子体共振。为了确定连续波激光器的最佳参数，建立了一个考虑银纳米颗粒生长、光氧化、还原的多物理模型。所进行的模拟表明，激光写入速度控制银纳米颗粒的大小。热激活的快速增长，其次是光氧化被认为是主要原因的写入速度依赖的尺寸变化和温度上升。此外，通过脉冲激光写入负载有Ag纳米颗粒的介孔TiO2膜，有希望提供另外的可能性，在两种纳米结构的产生：激光诱导的周期性表面凹槽和Ag nanogratingsinside的TiO2膜。为了更好地理解脉冲激光的影响，两个多脉冲模型被开发来模拟银纳米颗粒的生长。所得结果为多孔材料的激光微加工和负载金属纳米颗粒的多孔半导体薄膜中纳米结构化的更好激光控制提供了新的见解。
2021-03-12 nlin.AO physics.optics
Enhanced Delayed Fluorescence in Non-Local Metasurfaces: The Role of Electronic Strong Coupling
本研究设计含铝纳米颗粒阵列的非局域超表面开放腔，探究其与二氟化硼姜黄素衍生物的电子强耦合，发现延迟荧光增强主要源于有机层吸收增加，强耦合对反向系间窜越影响可忽略，为光电器件应用提供参考。
2025-01-15 physics.chem-ph physics.optics
Emulating the local Kuramoto model with an injection-locked photonic crystal laser array
仓本模型是描述耦合振子集体同步现象的数学模型。我们从理论上证明了耦合的光子晶体激光器的阵列模拟仓本模型与非延迟最近邻耦合（本地仓本模型）。我们的新策略采用间接耦合激光器之间通过额外的冷腔。通过在激光腔之间设置冷腔，避免了激光器之间的强耦合，实现了理想的互注入锁定，实现了有效的无延迟耗散耦合。首先，在讨论了激光振荡的极限环解释之后，我们通过数值模拟耦合模方程，证明了两个间接耦合激光的同步。其次，通过进行相位缩减分析，我们表明，在拟议的设备中的激光动力学可以映射到本地仓本模型。最后，我们简要地证明了一个链的间接耦合光子晶体激光器实际上模仿的一维本地仓本链。我们还认为，我们提出的结构，其中包括周期性排列的冷腔和激光腔，将最好地实现通过使用国家的最先进的掩埋多量子阱光子晶体。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall nlin.AO physics.optics
Laser-induced electron emission from a tungsten nanotip: identifying above threshold photoemission using energy-resolved laser power dependencies
我们提出了一个实验研究的相互作用的强聚焦25 fs的激光脉冲与钨纳米针尖，调查不同制度的激光诱导电子发射。我们研究了电子产额与施加到针尖上的静态电场的关系。使用减速场光谱仪记录光电子光谱，并且观察到由光子能量分离的峰，具有45%的对比度。他们是一个明确的签名以上的阈值光电发射（ATP），并证实了广泛的光谱分辨的激光功率依赖性的研究。了解这些机制打开了在纳米级物体上进行强场控制实验的途径。
2013-10-10 physics.atom-ph physics.optics
Evidence of a critical phase transition in a purely temporal dynamics with long-delayed feedback
实验证据的吸收相变，到目前为止与时空动态提供了一个纯粹的时间光学系统。具有长延迟光电反馈和乘性噪声的半导体激光器半导体激光器表现出一种特殊的临界现象，属于定向逾渗普适类。一个简单的，有效的模型的数值研究提供了准确的估计的过渡临界指数，在协议的理论和我们的实验。这一结果推动了一个硬等价的非平凡的随机，长时滞系统的时空的，并开辟了一个新的途径，研究在纯时间动力学的平衡普适类。
2018-03-27 cond-mat.stat-mech physics.optics
Langevin Theory of Non-Markovian Quantum Dynamics: Application to Delayed Coherent Feedback and the Laser Linewidth
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
本文提出了适用于非马尔可夫量子动力学的通用朗之万框架，将其应用于延迟相干反馈问题，重现并预测了激光线宽的窄化效应，且框架可扩展至多体系统。
2026-08-31 physics.optics quant-ph
Nanowire lasers
本文综述了半导体纳米线作为受激发射和激光增益介质的原理和发展趋势。半导体纳米线近来已被广泛研究用于集成光电子器件，例如LED、太阳能电池和晶体管。人们还对纳米线用于亚波长激光系统进行了深入的研究，这些系统利用了纳米线的准一维性质、材料选择和组合的灵活性以及固有的光电特性。首先，我们提供了一个概述使用准一维纳米线系统，实现亚波长激光器的高效，定向，低阈值发射。然后，我们描述了国家的最先进的纳米线激光器的材料，几何形状和波长可调谐性。接下来，我们将介绍半导体奈米线雷射的基础，定义受激发射的关键参数，并介绍奈米线的特性。然后，我们从文献中回顾了先进的纳米线激光器设计。最后，我们提出了有趣的低阈值纳米光源和光学互连的前景。我们打算说明纳米激光器在许多应用中的潜力，如纳米光子器件，集成电子和光子学的下一代光电子器件。例如，这些纳米级光子学的构建模块在与片上表征工具耦合时可用于数据存储和生物医学应用。这些纳米级单色激光光源有望在纳米光子学方面取得突破，因为它们可以在室温下工作，可能是电驱动的，并且可以更好地理解低维半导体系统中的固有纳米材料特性和表面态效应。
2018-09-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Diverse regimes of mode intensity correlation in nanofiber random lasers through nanoparticle doping
随机激光器基于具有光学增益的无序材料。这些器件可以表现出强度或共振反馈，分别依赖于光的漫射或干涉行为，这导致激光模式的耦合或独立操作。我们研究这些制度的第一次在复杂的，固态纳米结构材料。激光模式的数量和它们的强度相关特性被发现是可定制的随机激光器的发光，电纺聚合物纤维纳米粒子掺杂后。利用材料工程学的方法，发现在强度反馈和共振反馈随机激光中，沿光纤长度方向的定向波导对增强模式相关性有重要作用。这里报道的研究结果可以用来建立新的设计规则，通过复杂的纳米结构材料的组成和形态学性质的装置调谐纳米激光器的发射和相关性能。
2017-12-27 physics.app-ph physics.optics
Experimental characterization of the transition to coherence collapse in a semiconductor laser with optical feedback
具有延迟光反馈的半导体激光器具有广泛的动力学特性，并有着广泛的实际应用。它们还为表征复杂信号的数据分析工具提供了出色的测试平台。最近，我们中的一些人分析了实验强度的时间轨迹，并定量地确定了不同的动力学制度的发病，随着激光器的电流增加。具体来说，我们确定了低频波动（LFF）的开始，其中激光强度显示突然的辍学，和相干崩溃（CC）的开始，其中强度波动是非常不规则的。在这里，我们映射这些制度时，激光器电流和反馈强度变化。我们表明，强度波动的分布的形状（特征在于标准差，偏度和峰度）允许区分噪声，LFF和CC，并定量确定（尽管过渡的渐进性质）的三个制度的边界。有序分析的辍学间的时间间隔一致地识别三个政权发生在相同的参数区域的强度分布的分析。著名的时间延迟的Lang-Kobayashi模型的模拟是在很好的定性协议与观测。
2017-10-17 physics.data-an physics.optics
Delayed ionization and excitation dynamics in a filament wake channel in dense gas medium
一个统一的理论描述的形成在稠密气体介质中的电离丝通道和电子自由度的演变在这个通道中的激光脉冲尾流，如高压氩气的例子所示。在激光脉冲期间，出现的自由电子通过中性原子上的逆韧致辐射获得能量，从而实现原子的碰撞电离和广泛的碰撞激发。这些过程的动力学模型产生的径向密度分布在激光脉冲的直接唤醒。在脉冲之后，热化的电子气通过碰撞电离（从基态和激发态）和剩余中性原子的碰撞激发来驱动系统演化，而激发的原子参与Penning电离。这三个过程的相互作用决定了电子气冷却动力学。自由电子和离子密度的局部不平衡感生瞬态径向电场，其关键取决于电子温度。通过数值求解扩散-反应方程组，得到了电子、离子和受激原子密度的径向分布，以及电子温度和感应电场的分布。所有这些特性的演变与两个特征的时间尺度，并允许通过线性和非线性光散射实验测量电子阶段的尾流通道的演变。
2020-06-09 physics.optics physics.plasm-ph
Laser-induced electron emission from Au nanowires: A probe for orthogonal polarizations
光电子场发射是由飞秒激光脉冲聚焦在金属纳米尖端上引起的，它提供了空间相干和时间短的电子脉冲。光电子产额的性质提供洞察到纳米结构的材料性质和激发激光焦点。超长纳米带，作为一个单晶体连接到一个金属锥生长，是电子场发射的来源，尚未得到表征。在这份报告中，研究了金纳米粒子样品的光发射，并与钨和金尖端的发射进行了比较。我们观察到，从尖锐的尖端的发射一般取决于一个横向分量的激发激光场，而一个钝nanoriginal的发射被发现是敏感的两个组件。我们建议，这个属性使得纳米带的光电发射的候选人的位置敏感检测的纵向场分量在一个紧密聚焦的光束。
2021-05-14 physics.app-ph physics.optics
Efficient Hotspot Switching in Plasmonic Nanoantennas using Phase-shaped Laser Pulses controlled by Neural Networks
我们提出了一种新的程序操纵近场的等离子体纳米天线使用神经网络控制的激光脉冲整形。作为模型系统，我们数值研究了宽带激光脉冲照射下L型纳米天线的二次谐波响应的空间分布。我们首先表明，一个训练有素的神经网络可以用来预测的纳米天线的二次谐波热点的相对强度为一个给定的光谱相位，它可以被用来确定性地切换个别热点上和关闭的子衍射长度尺度通过成形的激光脉冲的光谱相位。然后，我们证明了在$90~\mathrm{nm} \times 150~\mathrm{nm}$ nano-L上训练的神经网络可以另外有效地预测具有不同纵横比的天线中的热点强度，在最小的进一步训练之后，对于不同的频谱相位。这些结果可能导致机器学习和光学控制在纳米天线和纳米光子组件中的新应用。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of femtosecond strong field ion excitation and subsequent lasing in N$_2^+$
用波长为800 nm的飞秒激光脉冲泵浦空气或纯氮，在最近的实验中观察到了波长为391和428 nm的延迟无腔前向激射。产生激光的机制是非常有争议的。在这篇文章中，我们解释了延迟发射的存在下，同时耦合基态X $^2Σ_g^+$的单电离氮分子N $_2^+$的状态A $^2Π_u$和B $^2Σ_u^+$的长寿命偏振。中性氮分子在强激光场中的电离和随后的离子激发由布洛赫方程系统描述，该方程系统提供了在激光脉冲结束时处于基态和激发态A和B的离子分布。B-X跃迁波长处的延迟信号放大由麦克斯韦-布洛赫方程组描述，偏振耦合由弱激光后脉冲维持。两个制度的信号放大被确定：在低气压下的几个ps的持续时间和在高气压下的短（亚皮秒）信号的信号。理论模型与实验结果进行了比较。
2020-03-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Laser-Induced Gas-Phase Transfer and Direct Stamping of Nanomaterials: Comparison of Nanosecond and Femtosecond Pulses
本文比较飞秒与纳秒激光脉冲在不同距离下基于鼓泡的hBN激光诱导前向转移，揭示直接压印与气相喷射机制，并确定低通量ns脉冲近距离转移为最佳可重复条件。
2024-12-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Zero-cell photonic crystal nanocavity laser with quantum dot gain
利用InGaAs量子点增益材料，在5 K的温度下，通过光泵浦，实现了六角晶格光子晶体纳米腔的激光振荡。该腔包括通过在二维光子晶体平板结构中移动几个空气孔而不去除任何空气孔以实现小模式体积和高腔品质因数两者而产生的缺陷。纳米腔的测量腔品质因数和估算模体积分别为~ 33，000和~0.004 μ m^3。比较了零单元和L3型纳米腔激光器的激光阈值，发现零单元纳米激光器的阈值很小，约为L3型纳米激光器的三分之一。这一结果表明，零单元纳米激光器的更高的Purcell因子反映为更小的激光阈值。
2010-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Scalar Nanosecond Pulse Generation in a Nanotube Mode-Locked Environmentally Stable Fiber Laser
我们报道了一种环境稳定的纳米管锁模光纤激光器产生线偏振，纳秒脉冲。一个简单的全保偏光纤环形腔，包括300米的高度非线性光纤，以延长腔和增加腔内色散和非线性。该激光器产生的标量脉冲的持续时间为1.23纳秒，中心波长为1042 nm，带宽为1.3 nm，重复率为641 kHz。在长腔的情况下，输出特性在腔体扰动时没有明显变化，偏振度保持在97%。
2018-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Fragmentation of long-lived hydrocarbons after strong field ionization
我们从实验和理论上研究了乙烯和乙炔分子在飞秒强激光场中双电离后的纳秒到微秒时间尺度的去质子化过程。在我们的实验中，我们利用符合检测与反应显微镜技术，发现无论是寿命长的乙烯二价阳离子导致延迟去质子化和延迟去质子化的相对通道强度相比，提示一个没有明显的依赖于激光脉冲的持续时间和激光峰值强度。量子化学模拟表明，这种延迟碎裂起源于近解离阈值振动态的隧穿通过解离势垒上的阳离子电子状态沿C-H伸缩。在乙烯的情况下，通过强场双电离诱导的电子激发态上的振动激发，以及在乙炔的情况下，通过从电子激发态到电子基态的系间交叉，可以填充这样的振动态。
2016-02-18 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.optics
Direct laser planting of hybrid Au-Ag/C nanostructures - nanoparticles, flakes and flowers
我们展示了一种新的方法，用于形成混合金属/碳纳米结构的控制直接激光种植过程。在无定形或结晶碳质基质中的Au-Ag纳米团簇以不同的形态形成：纳米颗粒、纳米片和纳米花。与其他生成技术相比，我们的方法很简单，只涉及一个单一的激光诱导过程，将溶解在溶剂中的超分子复合物（如丙酮，苯乙酮或二氯乙烷）转化为混合纳米结构，在激光影响的基板区域。混合纳米结构的形态可以通过控制沉积参数、液相的组成和基底的类型（非晶或结晶）来操纵。混合纳米结构的碳相由氢化的无定形碳的情况下的纳米颗粒和结晶正交石墨的纳米级厚度的薄片和花的情况下。据我们所知，这是第一次证明正交石墨与金属纳米夹杂物的制造。微米级纳米级厚度单晶薄片的显著质量和规则性允许切割高分辨率纳米级结构，其与金属纳米夹杂物组合为创建用于纳米光子应用的新型器件提供了很大的设计自由度。具有不同组成、尺寸和形状的纳米材料的令人鼓舞的性质刺激了旨在微调功能的有效合成策略的发展。
2015-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Wavelength tunable soliton rains in a nanotube-mode locked Tm-doped fiber laser
报道了在碳纳米管锁模的可调谐掺铥光纤激光器中产生的孤子雨。我们还检测它们的二次和三次谐波。通过引入一个保偏隔离器和两个同轴偏振控制器，我们实现了从1877到1933nm的超过56nm的调谐。这使得我们的系统有望作为一个可调滤波器的超快光谱。
2018-07-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
