A self-injection locked DBR laser for laser cooling of beryllium ions
我们提出了一种简单、稳定、窄线宽、倍频的半导体激光器源,适用于激光冷却和再泵浦$^9$ Be $^+$离子。工作在626 nm的分布式布拉格反射器(DBR)激光二极管在激光器与腔模谐振时通过相位稳定的光反馈自注入锁定到倍频腔。通过注入过程,短期激光不稳定性从MHz水平降低到约20 kHz,从而消除了对高带宽反馈回路的需要,以抑制否则麻烦的高频激光噪声。激光频率的长期稳定性是通过反馈到增强腔的长度来实现的,该增强腔利用电光频率梳发生器来产生具有98 GHz失谐的激光的拍音。通过波长计的长期注入锁定和频率稳定使用自动重锁定算法来确保。
2018-05-25 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Ultrafast tunable photonic integrated Pockels extended-DBR laser
提出一种基于 LNOI 电光 DBR PIC 与 RSOA 混合集成的 E-DBR Pockels 激光器,仅需单一模拟输入即可实现快速无跳模调谐、高功率与窄线宽,并通过 FMCW LiDAR 和光谱实验验证。
2024-08-03 physics.app-ph physics.optics
Flat Dielectric Grating Reflectors with High Focusing Power
亚波长介质光栅(SWG)是近年来出现的一种替代分布式布拉格反射(DBR)介质叠层的宽带、高反射率滤波器件。由具有适当图案化的单个介电层组成的SWG结构有时可以表现得与三十或四十个介电DBR层一样好,同时提供诸如偏振控制和近场放大的新功能。在本文中,我们介绍了一个显着的属性,不能实现的DBR对应的光栅镜:我们表明,非周期性图案的光栅表面可以完全控制反射光的相位前,同时保持高反射率。介质光栅的这一新特性可能会对许多依赖低成本、紧凑型光学元件的应用产生重大影响,从激光腔到CD/DVD读/写头。
2010-01-21 physics.optics
Ultra-narrow linewidth laser across the C-band using polarization-controlled dual-cavity feedback
提出偏振控制的双外部光纤腔反馈方法,在42 nm调谐范围内抑制相干崩塌,将半导体激光器本征线宽从MHz压缩至亚kHz,最高10%反馈功率下仍低于100 Hz。
2025-03-17 physics.optics
Tunable MEMS VCSEL on Silicon substrate
我们目前的设计,制造和表征的MEMS VCSEL,利用硅绝缘体晶片的微机电系统和封装的MEMS直接InP晶片键合,这提高了保护和控制的调谐元件。该过程使得能够实现更稳健的制造、更大的自由光谱范围并且促进MEMS元件的双向调谐。MEMS VCSEL器件使用MEMS平台上的高对比度光栅镜作为底部镜,具有用于放大的量子阱的晶片键合的InP和沉积的电介质DBR作为顶部镜。一个40 nm的调谐范围和机械共振频率超过2 MHz的证明。
2019-03-20 physics.app-ph physics.optics
High-$β$ lasing in photonic-defect semiconductor-dielectric hybrid microresonators with embedded InGaAs quantum dots
本文提出一种基于掩埋光子缺陷的准平面半导体-介质混合微腔设计,在嵌入InGaAs量子点的腔中实现低至0.28 μm³的模式体积和高β激射,无需复杂横向纳米加工,并展现出优异的温度稳定性。
2023-09-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single-mode magnon-polariton lasing and amplification controlled by dissipative coupling
Zhejiang University(浙江大学);College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University(浙江大学光电科学与工程学院)
通过调节耗散耦合强度实现单模磁极子激光与放大,揭示了耗散耦合合作度在控制相变中的关键作用。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-Amplification-Assisted Highly Efficient Integrated Laser
针对稀土离子掺杂薄膜铌酸锂基片级激光源输出功率低、量子发射效率有限的问题,提出级联放大器辅助的自放大高效集成激光器方案,在掺铒TFLN上实验验证了效率提升,为光通信、量子器件等领域集成应用提供可行路径。
2023-12-01 physics.app-ph physics.optics
High-power monolithic narrow-linewidth 1.6 mJ/8 ns fiber laser system based on all-glass spun tapered double-clad fiber amplifier
本研究提出一种基于全玻璃旋捻锥形双包层光纤的 1.6 mJ 窄线宽纳秒脉冲光纤激光系统,无需缓解受激布里渊散射即可实现 160 W 平均功率和优异的光束质量及相干性。
2025-08-09 physics.optics
Comb-rooted multi-channel synthesis of ultra-narrow optical frequencies of few Hz linewidth
我们报道了一种多通道光频率合成器,它可以直接从掺铒光纤振荡器的光梳中产生非常稳定的连续波激光。被稳定到一个高精细度腔的分数频率稳定度为$3.8\times10^{-15}$在0.1秒,梳状生根合成器产生多个光频率的超窄线宽为1.0 Hz在1秒的同时,输出功率为几十mW的每个通道。通过注入锁定的基于二极管的受激发射是一种关键机制,它允许梳状频率模式以足够的功率放大而萌芽,但不会损失原始梳状频率稳定性。通道频率可单独选择,在1550 nm中心波长周围跨越4.25 THz的整个梳状带宽上以0.1 GHz增量增加。一系列的环外测试结果进行了讨论,以证明该合成器是能够提供稳定的光频率与推进各种超精密应用,如光学时钟比较,原子线光谱,光子微波产生,相干光通信的潜力。
2019-03-26 physics.optics
Why the laser linewidth is so narrow: A modern perspective
我们回顾和解释激光理论的现代方法,稳态从头计算激光理论(SALT),它把激射和放大以统一的方式作为一个非线性散射矩阵描述的非幺正散射问题。在理论的半经典版本内,激光线具有零宽度,因为激光模式对应于具有发散本征值的S-矩阵的本征向量的存在,这是由于在实轴上发生散射矩阵的极点。在这种方法中,系统从一开始就是无限的,腔模式和宇宙模式之间没有区别;激光模式作为满足索末菲辐射边界条件的解决方案存在于腔和外部区域。我们讨论了如何在有限阻尼箱中根据极限吸收原理通过极限过程获得这样的解。当电磁场和物质场被视为算子时,量子涨落进入相关的关联函数,通过将SALT推广到包括噪声(N-SALT),得到有限线宽。N-SALT导致的线宽,这是更普遍的比所有以前的修正版本的肖洛-汤斯公式的解析公式,并可以简单地从半经典SALT模式的知识进行评估。我们推导出这个公式的一个简单的版本,它强调的噪声是占主导地位的增益介质的偏振的波动,并由自发发射的速率控制。
2015-07-24 physics.optics
High-gain optical amplification and lasing from erbium-doped single-crystal films epitaxially grown on silicon
NTT, Inc.(日本电报电话公司);Nihon University(日本大学)
本研究通过在硅上外延生长掺铒单晶 gadolinium 氧化物薄膜,实现了高增益光学放大和低阈值激光,为硅基光子集成电路的发展提供了新的途径。
2025-11-28 physics.optics
Versatile, fast and accurate frequency excursions with a semiconductor laser
针对激光器精确频率扫描的挑战,提出结合预失真、迭代校正、光电反馈和前馈的多级校正方法,在商用DBR激光器上实现低至亚1%的RMS频率误差及优于100 kHz的光谱纯度。
2024-07-18 physics.optics
Generation of incoherent light from a laser diode based on the injection of an emission from a superluminescent diode
本研究通过向激光二极管注入超辐射二极管的非相干光,实现了高功率宽谱非相干光输出,探明了模式转变过程中的光学特性,该系统兼具非相干光放大与相干度可调光源功能。
2013-10-08 physics.optics
Versatile High-Power Monolithic All-Glass Fiber Amplifier for Pulsed Signals with a Wide Range of Repetition Rates
本文提出一种单片全玻璃旋扭锥形双包层光纤放大器,可在宽重复频率范围内将窄线宽皮秒脉冲从几十毫瓦单级放大至数百瓦平均功率和兆瓦级峰值功率,并验证了其优异的光束质量与可靠性。
2024-12-27 physics.optics
All-optical polarization scrambler based on polarization beam splitting with amplified fiber ring
本文提出一种基于偏振分束与放大光纤环的全光马赫-曾德尔偏振扰乱器,通过调节放大因子实现混沌偏振演化,实验获得2000 krad/s扰乱速度,并验证其可用于随机比特生成。
2024-02-26 physics.optics
Injection locking of a semiconductor laser to a multi-frequency reference beam
注入锁定是用于相干光放大的公知且常用的方法。通常注入锁定是用单频种子光束完成的。在这项工作中,我们表明,注入锁定的情况下,也可以实现多频种子光束时,从激光器提供足够的频率滤波。一个相关的参数原来是自由运行的从激光器和每个注入的频率分量之间的频率失谐。稳定的选择性锁定到一组分离的$1.2\,$ GHz的三个组件获得0和$1.5\,$ GHz之间的(正)失谐值取决于播种功率(范围从10到150微瓦)。这一结果表明,使用不同的从激光器为每条线,一组相互相干的窄线宽高功率辐射模式可以获得。
2013-11-22 physics.optics quant-ph
Spectral Peak Recovery in Parametrically Amplified THz-Repetition-Rate Bursts
针对飞秒脉冲串放大中光谱峰值抑制与窄带激发需求的矛盾,本文提出将光谱置乱的安全CPA与参量频率转换器结合,自动恢复微焦耳能量脉冲串的光谱峰值结构和窄线宽,为可控光谱选择性的高能超快激光源奠定基础。
2023-05-25 physics.optics
Tapered semiconductor amplifiers for optical frequency combs in the near infrared
利用飞秒光学频率梳在780 nm处对锥形半导体放大器进行注入种子。当输入脉冲展宽到皮秒范围时,在平均输入功率为1 mW(20 mW)时,获得了超过17 dB(12 dB)的能量增益。在光子光纤中产生的超连续谱光的光谱窗口也被放大。干涉测量表明,输入和放大的梳状元件之间的外差拍的亚赫兹线宽,产生放大下没有检测到的相位噪声退化。这些放大器可用于提高用于确定载波-包络偏移频率的f-to-2f干涉仪中的红外功率,对于稳定倍频程飞秒激光器和其他红外功率非常有限的超连续谱光源具有明显的优势。
2006-02-15 physics.atom-ph physics.optics
All-fiber laser source at 1645 nm for lidar measurement of methane concentration and wind velocity
我们报告实现的全光纤激光源,提供单频脉冲在1645 nm,线偏振单模光束,基于受激拉曼散射在无源光纤。脉冲能量达到14 $μ$ J,重复频率为20 kHz,谱线宽度为9.5 MHz,对于100 ns的方波脉冲几乎是傅立叶变换极限。据我们所知,在全光纤激光源中,该能量在1645 nm处是最高的。我们的方法包括在减少受激布里渊散射(SBS)增益的泵浦和信号脉冲,分别通过扫描泵浦光束的光频率,并通过施加应变梯度的放大光纤。这种紧凑的激光源现在用于可移动的激光雷达系统,以同时测量风速和甲烷(CH4)浓度。
2020-11-12 physics.ao-ph physics.optics
Electrically-pumped soliton microcombs on thin-film lithium niobate
本研究针对全集成克尔微梳难以直接由半导体激光器驱动的问题,通过优化耦合与品质因子,在薄膜铌酸锂上实现了低功率电泵浦孤子微梳,结合自注入锁定实现便捷启动与线宽压窄,为相关集成光子应用提供光源。
2025-10-01 physics.optics
Wavefront shaping enables high-power multimode fiber amplifier with output control
本文提出利用空间波前整形技术控制高功率多模光纤放大器的输出光束,通过大纤芯降低光强和多模激发展宽布里渊散射谱来抑制受激布里渊散射,实现高效率、窄线宽、高相干性的衍射极限聚焦输出。
2025-04-08 physics.optics
Full C- and L-band tunable erbium-doped integrated lasers via scalable manufacturing
该研究采用200 nm厚Si₃N₄波导降低离子注入能量,实现了晶圆级、代工厂兼容的全C/L波段可调谐掺铒集成激光器,具备宽调谐范围、高功率、窄线宽及高温度稳定性,可支撑多领域光子应用。
2025-01-12 physics.app-ph physics.optics
Frequency-doubled Nd:YAG MOPA laser system with programmable rectangular pulses up to 200 microseconds
研制了一种紧凑型倍频激光二极管抽运Nd:YAG主振荡器功率放大器激光系统。模拟脉冲整形的输出从一个单一的频率连续波Nd:YAG振荡器,和随后的放大,允许脉冲长度的顺序上的Nd:YAG荧光寿命的矩形脉冲的产生。在2 Hz的重复频率下获得了1064 nm光的时间平顶脉冲,脉冲能量为520 mJ,峰值功率为2.6 kW,持续时间为200 $μ$ s,线宽低于10 kHz。LBO晶体中的二次谐波产生产生在532 nm处产生262 mJ和1.3 kW峰值功率的脉冲。在激光脉冲的持续时间内,峰值功率可以保持在2.9%以内,并且观察到1.1%的长期强度稳定性。放大器中使用的1064 nm的空间平顶光束在二次谐波产生期间被转换为具有光束品质因数$M^2=1.41(14)$的532 nm的高斯光束。该系统有潜力作为钛:蓝宝石,染料,或光学参量放大器的泵浦源,以产生可调谐的高功率单频辐射的应用在精密测量和激光减速。
2021-06-15 physics.atom-ph physics.optics
Multi-photon stimulated grasers assisted by laser-plasma interactions
本研究从理论上提出激光-等离子体相互作用辅助的多光子受激γ射线放大方案,规避γ射线激光器困境,验证多光子过程截面优势与带宽调控作用,可依托ELI-NP等多PW激光装置推进研发。
2024-04-15 nucl-th physics.optics physics.plasm-ph
Titanium:Sapphire-on-insulator for broadband tunable lasers and high-power amplifiers on chip
本文提出了一种单晶 Ti:SaOI 光子平台,实现了超低阈值集成激光器、首个亚微米波段固态宽带放大器(64 dB/cm增益)及首个可调谐集成Ti:Sa激光器,大幅降低成本与体积并成功应用于碳化硅量子电动力学实验。
2023-12-01 physics.optics quant-ph