Short-Pulsed Wavepacket Propagation in Ray-Chaotic Enclosures
射线混沌场景中的波传播，其特征在于对射线发射条件的指数敏感性，是一个非常感兴趣的话题，具有深刻的现象学意义和重要的应用，从光学元件和设备到时间反转聚焦/传感方案。对现有的结果，主要集中在时间谐波制度的背景下，我们在这里处理短脉冲波包传播的射线混沌外壳。对于这个政权，我们提出了一个严格的分析框架的基础上，短脉冲随机平面波的统计表示，并检查其预测对有限差分时域数值模拟的结果。
2012-04-04 nlin.CD physics.optics
Soliton self-excitation under pulsed driving in a Kerr resonator
University of Auckland（奥克兰大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonic and Quantum Technologies（光子与量子技术多德沃尔斯中心）；South China University of Technology（华南理工大学）
本研究提出脉冲驱动克尔谐振腔中腔孤子自激发新机制，仅需设置合适的腔失谐与泵浦失同步参数即可实现单孤子及多孤子束缚态的确定性生成，大幅简化孤子制备并提升系统效率。
2025-06-12 nlin.PS physics.optics
Impact of de-synchronization and drift on soliton-based Kerr frequency combs in the presence of pulsed driving fields
脉冲驱动克尔微谐振腔是一种有效的产生相干光学频率梳孤子态的方法。然而，其背后的物理机制尚未得到全面的研究。在这里，我们报告的数值和理论研究的影响之间的周期性泵场和训练的孤立子循环腔中的去同步。我们发现，去同步可以影响孤子的配置，可以持续给定的参数，它可以被用来保证在有吸引力的单孤子制度的操作。我们还揭示了泵浦-谐振腔去同步和受激拉曼散射之间的相互作用可以产生丰富的动力学，解释在最近的实验中观察到的显着特征。我们的工作阐明了克尔腔孤子在脉冲驱动场存在下的动力学，并可能促进有效的微谐振器频率梳系统的发展。
2019-05-23 physics.optics
Watt-level, kHz pulsed ASE source with pulse-width close to round-trip time based on Nd:GdVO4 bounce geometry
我们演示了一个瓦级、kHz纳秒脉冲ASE源，其脉冲宽度接近其往返时间。ASE使用Nd：GdVO4高增益反弹几何结构，无需输出耦合器。采用电光调Q（EOQ）器件，在三种有效腔长下，获得了脉宽分别为2.28、1.73和1.17ns的高增益激光输出。所有这些脉冲宽度接近于相应的有效腔长的往返时间。在脉宽为1.17 ns时，获得了120 μ J的最大输出能量和100 kW的峰值功率。与腔倒空法相比，本研究提供了一种获得高峰值功率短脉冲的简便方法。
2019-05-04 physics.optics
Vacuum magnetic linear birefringence using pulsed fields: the BMV experiment
我们目前的BMV实验的现状。我们的装置是基于一个最新的谐振光学腔耦合到横向磁场。我们详细介绍了我们的数据采集和分析程序，考虑到对称性的原始数据相对于磁场的方向和腔双折射的符号。真空磁性线性双折射的测量结果k_ \mathrm{CM} $ presented in this paper was obtained with about 200 magnetic pulses and a maximum field of 6.5\,T, giving a noise floor of about $ 8 \times 10^{-21} $\,T$ ^{-2} $ at $ 3σ$置信水平。
2013-11-22 hep-ex physics.optics
Pulsed excitation dynamics of an optomechanical crystal resonator near its quantum ground-state of motion
使用脉冲光激发和读出以及单声子计数技术，我们测量的瞬态反作用，加热，和阻尼动力学的纳米级硅光机械晶体腔安装在稀释冰箱在基础温度为11 mK。除了观察到光吸收诱导的热声子浴的缓慢（~ 740 ns）开启时间外，我们测量了5.6GHz的“呼吸”声学腔模式的初始声子占有率低至0.021 ± 0.007（模式温度= 70 mK）和328 ± 14 Hz的固有机械衰减率（机械Q因子= 1.7 × 10^7）。这些测量结果表明，尽管存在稳态光学加热，但使用短脉冲测量用于各种量子光学机械应用的可行性。
2015-03-17 physics.optics quant-ph
Fast and wide-range wavelength tuning of a III-V/Si3N4 external-cavity laser via two-step pulsed heating
本研究提出结合双微环Vernier滤波器与热泵浦的III-V/Si3N4外腔激光器，采用两步脉冲加热实现101/104 nm波长切换，调谐速率达8.91/9.68 nm/μs，可用于频率捷变光系统。
2026-08-14 physics.optics
Low Duty Cycle Pulsed UV Technique for Spectroscopy of Aluminum Monochloride
本文提出通过降低紫外光占空比来减少二次谐波腔光学损伤的技术，并利用FPGA控制腔快速调谐，在AlCl分子束实验中验证了其测量同位素位移的有效性。
2024-09-02 physics.atom-ph physics.optics
Cavity-enhanced single frequency synthesis via DFG of mode-locked pulse trains
我们展示了如何从锁模激光器的频散脉冲场合成连续波单频光场。该过程依赖于在光学腔中产生差频，是有效的，并且可以被认为是光学整流。给出了一个实际系统的输出功率和幅值噪声特性的定量估计。可能的应用光学频率合成和光学计量的设想。
2005-06-09 physics.optics
Self-trapped pulsed beams with finite power in pure cubic Kerr media excited by time-diffracting, space-time beams
我们研究了无衍射的时空波包的非线性传播，也称为时间衍射光束，因为它们的时空结构再现了时间上的衍射。我们报告的自发形成的传播不变，时空压缩脉冲光束进行有限的功率从激励时间衍射高斯光束在介质中的立方克尔非线性功率低于崩溃的临界功率，也与其他的湍流逮捕的非线性高于临界功率。它们的吸引特性使得在立方克尔介质中进行自陷脉冲光束的实验观测成为可能。自陷波包在时间和横向维度上的结构与单色高斯光束的自聚焦和（被捕）坍缩在轴向和横向维度上的结构相同。
2018-11-02 physics.optics
Cavity Ring-down Spectroscopy with behavior of Hybrid Cavity Structures
COMSATS University Islamabad（科摩斯大学伊斯兰堡分校）；Quaid-i-Azam University（奎德-阿扎姆大学）
该研究提出了一种利用混合腔体结构改进的腔体环形衰减光谱学，以提高对微弱吸收的检测灵敏度。
2025-12-13 physics.optics quant-ph
Density Matrices of Pulsed Quantum Light
Department of Physics, University of Toronto（多伦多大学物理系）
本文通过密度矩阵统一描述脉冲量子光，证明有限探测时间下测量等效性，揭示腔长物理意义及光谱起源，并推广至高斯态以关联计数率与光谱。
2026-09-30 physics.optics quant-ph
The consequences of non-differentiable angular dispersion in optics: Tilted pulse fronts versus space-time wave packets
传统的衍射和色散装置将角色散（AD）引入脉冲光场中，从而产生所谓的“倾斜脉冲波前”。自然地，总是假设与AD相关联的波长相关的传播角的函数形式相对于波长是可微的。时空波包-脉冲光束，其中的空间和时间的自由度是不可分割地交织在一起-的研究中的最新进展指出存在不可微AD：场配置中的传播角不具有在某些波长的导数。在这里，我们调查的后果引入不可微AD到脉冲场，并表明它是实现群速度偏离$c$（在真空中的光的速度）沿传播轴在自由空间中所需的关键成分。相比之下，在轴上的相速度和群速度总是相等的常规方案。此外，我们表明，不可微AD是需要实现异常或正常的群速度色散沿传播轴，同时抑制所有高阶色散项。这些和其他几个后果的不可微AD的实验验证使用脉冲束整形器能够引入AD与任意光谱轮廓。不可微AD不是一种奇特的现象，而是一种可访问的，鲁棒的和通用的资源，用于雕刻脉冲光场。
2021-09-15 physics.optics
Tunable cavity modes and light-pulse propagation in diarylethene-based photo-switchable polymeric microcavities
采用分子光开关的光响应器件对于显示器和动态光过滤是令人感兴趣的。本文用转移矩阵法研究了嵌有一层光致变色化合物的聚合物微腔。已经使用了不同的聚合物，例如聚乙烯基咔唑、聚苯乙烯和醋酸纤维素。一个微腔，其中包括随机的一维光子结构包围的光致变色层也进行了研究。分析了光脉冲在微腔中的传播。
2022-08-02 physics.optics
Compact Quasi-Chaotic Optical Cavity
提出了一种新型的三维凸多程光腔，它具有部分混沌光线动力学特性。光被定位在由腔支持的稳定的长路径长度轨迹附近，并且光束衍射被通常存在于部分混沌系统中的规则和混沌射线动力学区域之间的相空间屏障抑制。对于一个厘米大小的腔，该设计支持米级的光程长度，表明在痕量气体检测的未来应用。示例性腔体已经由中空的、镀金的丙烯酸外壳制成。我们的测量使用氦氖激光器和脉冲红色二极管激光器的腔光束图案和光程长度的表征，分别确认理论预测的光学动力学和腔的能力，以支持米级的路径长度。
2005-08-29 physics.optics
Broadband space-time wave packets propagating 70 m
脉冲光束在自由空间中的传输距离最终受到衍射和时空耦合的限制。“时空”（ST）波包是具有紧密时空谱相关性的脉冲光束，使其具有传播不变性。在这里，我们探讨ST波包的传播距离的限制。利用专门设计的灰度光刻位相板，合成了宽度为$\approx700$ ~ $μ$ m，带宽为$\sim20$ ~nm的ST光片，确定了传播距离为$\approx70$ ~m。
2019-02-05 physics.optics
Superluminal Pulse Propagation in a One-sided Nanomechanical Cavity System
该研究分析高品质纳米机械腔在电磁诱导透明条件下的脉冲传播，证明耦合场功率可调控群延迟，并在强耦合下获得对应超光速光的负时间延迟。
2013-05-22 physics.optics quant-ph
Pulsed CW laser for long-term spectroscopic measurements at high power in deep-UV
本文提出一种腔内功率脉冲调制技术，在保持低平均功率以减少镜面退化和探测器背景的同时实现深紫外高功率长期光谱测量，并在244 nm系统中验证了超过20 W腔内功率及小于15 kHz频移，证明了μ子素连续波光谱的可行性。
2023-04-26 hep-ex physics.atom-ph physics.optics
Mode-locked pulse oscillation of a self-resonating enhancement optical cavity
功率增强光学腔是实现具有高峰值功率和高重复频率的脉冲激光的引人注目的手段，这是使用简单的放大器方案不可行的。然而，一个精确的反馈系统是必要的，以维持窄谐振条件的光学腔，这已成为一个主要的技术问题，在开发这样的腔。我们已经开发出一种新的方法，不需要任何主动反馈系统，通过放置在一个激光放大器的外环腔。我们报告的第一个示范的锁模脉冲振荡使用的新系统。
2019-05-28 physics.optics
Space-Time Surface Plasmon Polaritons: A New Propagation-Invariant Surface Wave Packet
我们引入了一类独特的传播不变表面等离子体激元（SPP），代表沿着未图案化的金属-电介质界面传播的脉冲表面波包，并且在所有维度上都是局部化的-具有潜在的亚波长横向空间宽度。这种线性无衍射、无色散的“等离子体子弹”的特征源于纳入SPP光谱支持域的紧密时空相关性，因此我们称它们为“时空”SPP。我们表明，群速度的时空SPP波包可以很容易地调谐到亚光速，超光速，甚至负值的剪裁的时空场结构独立于任何材料的属性。我们提出了一个分析框架和数值模拟的时空SPP的传播相比，传统的脉冲SPP的空间和时间的自由度是可分离的，从而验证了前者的传播不变性。
2020-03-08 physics.optics
High-efficiency coupled-cavity optical frequency comb generation
提出双腔光频梳发生器产生皮秒脉冲，克服单腔效率限制，实现GHz重复率及百倍效率提升，支持脉冲宽度可调，为定时、计量和LIDAR提供紧凑便携方案。
2023-02-20 physics.optics
Generalized Huygens principle with pulsed-beam wavelets
惠更斯原理由于次级小波的球形性质而具有关于反向传播的众所周知的问题。我们通过解析地继续积分曲面来解决这个问题。如果曲面是半径为$R$的球体，则通过将$R$复化为$R+ia$来完成。由此产生的复杂的球体被证明是一个真正的盘束半径$a$相切的领域。惠更斯的“次级源点”因此被圆盘所取代，而他的球面小波则被向外传播的聚焦良好的脉冲光束所取代。这解决了反向传播问题。扩展惠更斯原理是脉冲光束的完备性关系，给出了一般辐射场作为这种光束的叠加的表示。此外，它自然产生一个非常有效的方法来计算辐射场，因为所有的脉冲光束错过了一个给定的观察者可以忽略不计。增加$a$会使脉冲光束的焦点锐化，这反过来又会提高表示的压缩。
2009-04-30 math-ph math.AP math.MP
Comment on "Gain-assisted superluminal light propagation through a Bose-Einstein condensate cavity system"
在最近的一篇理论文章中[Eur。Phys. J. D 70，1（2016）]，Kazemi等人声称已经证明了光学机械系统中的超光速光传输，其中玻色-爱因斯坦凝聚体用作机械振荡器。事实上，超光速传播只是从探测频率下系统的最小透射率的存在来推断的。这个条件是不充分的，我们表明，在所有的情况下，超光速传播是由卡齐米等人声称，传播实际上是亚光速的。此外，我们指出，所考虑的系统是不是最小相移。Kramers-Kronig关系，然后只固定一个下限的群延迟，我们表明，这两个数量有时有相反的迹象。
2016-10-13 physics.optics
Gain-assisted superluminal light propagation through a Bose-Einstein condensate cavity system
研究了探测光场在含有玻色-爱因斯坦凝聚体的腔光机系统中的传输。研究了该系统的传输特性，发现泵浦光场的拉比频率可以控制探测光场的群速度。研究了腔光子的衰减速率对群速度的影响，结果表明，当腔光子的衰减速率较小时，只要改变泵浦光的拉比频率，相位色散的斜率就会从正变到负。在此基础上，建立了玻色-爱因斯坦凝聚体腔光机系统中交叉克尔非线性效应对增益辅助超光速光传输的影响。这种行为在正常相的泵浦-探测二能级原子系统中是不可能出现的。我们还发现，在没有反转的量子能级的人口的放大实现。
2015-07-12 cond-mat.quant-gas physics.optics
Gravitational light deflection in Earth-based laser cavity experiments
从爱因斯坦的广义相对论可知，光在大质量物体中的传播受到引力的影响。在这项工作中，我们讨论了引力光弯曲的影响是否可以在地球上的实验中观察到，使用高精细光学腔。为了做到这一点，我们从理论上研究了电磁波在均匀引力场时空中的动力学，并给出了高斯光束传播的修正的解析表达式。这个理论框架被用来计算在输出的法布里-珀罗腔的强度分布，并估计腔输出信号上的地球引力的印记。特别是，我们发现，重力导致的输出强度分布的不对称性。在此基础上，我们讨论了一个测量方案，可以实现的设施，如GEO 600引力波探测器和AEI 10米探测器原型。
2020-07-10 gr-qc physics.optics
Pulse propagation through a dispersive intracavity medium
本文从理论上研究了激光脉冲在腔内快光介质中的传输特性。使用传递函数来确定脉冲通过腔体之后的脉冲的方法是公知的。然而，这种方法不能用于确定腔内脉冲的行为。为了规避这一约束，我们使用的方法，首先找到一个自洽的解决方案的单色场的无限的空间和时间范围，并确定其振幅之前，内部和之后的腔。然后，我们通过添加一组这些波来构建高斯输入脉冲，适当地定相和加权，以表示腔之前的移动脉冲。在不同的时间间隔添加这些波，然后产生完整的空间分布，包括腔之前，内部和之后。我们首先通过分析脉冲通过空腔的行为来确认该模型的预测，并将输出的预测与传递函数方法产生的预测进行比较。然后，我们将该技术应用于包含快光介质的腔体。由此产生的模型使我们能够可视化脉冲的行为，因为它在腔内超光传播，并通过多次反弹与自己的干扰。对于消失的群指数，在脉冲进入腔后立即形成干涉图案，输出脉冲没有时间延迟或失真。本文的结果说明了脉冲在白光腔中传播的物理机制，这是我们早先提出的实现高带宽、长延迟数据缓冲系统的方法
2010-12-30 physics.optics
Phase and Intensity Control of Dissipative Kerr Cavity Solitons
耗散克尔腔孤子是在相干驱动的非线性光学谐振腔中持续存在的光脉冲。由于其丰富的非线性动力学特性和在相干微谐振腔光学频率梳的产生中的关键作用，在过去的十年中，它们引起了人们极大的关注。虽然绝大多数实现依赖于\emph{homogeneous}连续波驱动，但孤子的“可塑性”与\emph{inhomogeneous}驱动相结合，为许多应用提供了有吸引力的优势。本文综述了非均匀驱动场作用下克尔腔孤子的动力学特性及其应用。特别是，我们总结了突出的理论发展，允许CS运动的分析中存在的泵浦相位或振幅的不均匀性，并调查最近的实验，使用脉冲驱动，实现节能和灵活的微谐振器光学频率梳。
2020-10-21 physics.optics
Atomic Frequency standards Based on Pulsed Coherent Light Storage
提出了一种基于脉冲相干光信息存储的微波频标方案。与通常的频率参考不同，其中Ramsey条纹被打印在特定状态的布居上，我们将Ramsey条纹打印在相干性上。然后，以检索光的形式检测相干性。在基于吸收池的原子频标中，拉姆齐条纹的中心线可用作频率基准。该方案是免费的光移位的询问过程是从光泵的过程中分离，和腔拉效应是可以忽略不计，由于低Q值的要求。将Ramsey干涉编码到恢复光脉冲中具有信噪比高的优点，其散粒噪声极限的频率稳定度估计为1秒$2\times10^{-14}$左右，该方案有望用于建立小型、紧凑、稳定的原子频标。
2008-10-03 physics.atom-ph physics.optics
Pulsed Optical Injection Steering in Multistable Semiconductor Laser Arrays under Correlated Noise
University of Michigan（密歇根大学）；Department of Electrical Engineering and Computer Science（电气与计算机工程系）
研究通过脉冲光学注入在小规模VCSEL阵列中实现鲁棒可编程状态准备，展示在无噪声条件下通过选择脉冲偏移和振幅可引导系统至任一稳定平衡分支，并在有相关噪声时验证了脉冲注入作为多稳态VCSEL阵列吸引子选择的实用机制。
2026-10-20 physics.optics
Pulsed squeezed-light generation in a waveguide with second-subharmonic generation and periodic corrugation
研究了在表面有小周期波导的平板波导中量子脉冲二次谐波的产生。相互作用场的后向散射增强了非线性相互作用，产生更大的压缩值。后向散射的问题是处理微扰理论，使用傅里叶变换的非色散传播，并在一般情况下通过数值方法。利用布洛赫-弥赛亚约化方法，得到了产生压缩光的最佳光谱模式。压缩的改善和产生的光子数的增加被量化为与基波和二次谐波场共振的光子数。预测了所产生的脉冲被微扰器分裂。
2013-01-16 physics.optics quant-ph
Color Tuning by Spontaneous Propagation of Gap Surface Plasmons in Epsilon Near Zero Nano-Cavity
本文介绍了等离子体金属-绝缘体光学纳米腔的数值计算和实验结果。该体系由银作为金属，聚乙烯吡咯烷酮或铟锡氧化物或氧化锌作为绝缘体组成。所提出的纳米腔表现出非凡的效果，如颜色的入射角/视角的函数变化，增强的实验实部和虚部的伪介电常数，一个非凡的传输50 $\%$和零反射的两个偏振在谐振波长。这些结果导致表面等离子体激元的形成和传播以及它们在间隙表面等离子体激元中的杂化。这些效应的同时发生允许通过利用非常窄的$Δ$和$Ψ$椭圆偏振仪参数来研究古斯-汉兴位移。由于它们的光学性质，所提出的纳米腔可以应用于几个领域，如可调谐滤色器，光学，光子学和传感。
2020-02-17 physics.app-ph physics.optics
Passive symmetry breaking of the space-time propagation in cavity dissipative solitons
耗散孤子是在周期性损耗和增益存在的情况下保持其形式的基波脉冲。耗散孤子的典型实现是激光器中的克尔透镜锁模，它在时间和空间上微妙地平衡非线性和线性传播以产生超短光脉冲。这种线性-非线性平衡决定了独特的脉冲能量，其不能被增加（比如通过升高的泵浦），这表明预计过量的能量将以色散或衍射波的形式辐射。在这里，我们表明，克尔透镜锁模激光器可以克服这一期望。具体地说，通过打破线性腔中往返行程的前半部分和后半部分之间的空间对称性，激光器可以修改空间中的孤子以包含多余的能量。因此，增加泵浦功率导致不同的孤子解决方案，而不是色散/衍射损耗。我们预测这种对称性破缺的时空动力学在腔中的一个完整的数值模拟，并证实它在克尔透镜锁模钛：蓝宝石激光器的模拟定量协议的实验。模拟打开了一个窗口，直接观察非线性时空动力学，塑造孤子脉冲，并可能优化它。
2022-08-25 physics.app-ph physics.optics
Dynamic Pattern of Finite-Pulsed Beams inside One-dimensional Photonic Band Gap Materials
从理论上研究了二维电磁脉冲通过一维光子晶体的动力学行为。采用坡印廷矢量上的时间期望积分作为到达时间[Phys. Rev. Lett. 84，2370，（2000）]，我们证明了电磁脉冲的超光速隧穿过程是净向前坡印廷矢量通过1DPC的传播，哈特曼效应是由于到达时间的饱和效应由于前向场和后向场的干扰效应，（从各层界面）发生在1DPC之前的区域和1DPC的前部。
2006-03-01 physics.optics
On the theory of coupled modes in optical cavity-waveguide structures
光在耦合到波导的光腔系统中的传播可以方便地用称为（时间）耦合模理论（CMT）的一般速率方程模型来描述。我们提出了一种替代的推导CMT的光腔波导结构，这明确依赖于治疗的腔模式作为准正规模式的属性是明显不同的模式在波导中。这两个家庭的模式耦合通过场等效原理提供一个物理上有吸引力的，但令人惊讶的准确描述光在耦合系统中的传播。理论的实际应用说明使用示例计算在一个和两个维度。
2017-01-11 physics.optics
Free-space spectro-temporal and spatio-temporal conversion for pulsed light
我们提出了一种将脉冲光源的每个脉冲转换为脉冲训练的装置，其中不同脉冲的强度是原始脉冲的空间或时间频谱的样本。以这种方式，可以通过跟踪单个检测器的时间响应来测量入射光的光谱。该装置基于2f腔状反射镜布置内的多次往返，其中光谱在后焦平面上扩展，其中在每次往返之后，允许光谱的一小部分逸出。该设备是无光纤的，提供了容易的波长范围可调谐性，并建立了一个原型，在近红外线达到超过10%的平均效率。我们演示了原型的联合光谱的非简并双光子源，其中一个光子是在近红外的有效测量的应用。
2016-06-29 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Propagation-invariant space-time supermodes in a multimode waveguide
当光脉冲在高度多模波导中空间局部化时，其能量通常分布在多个模式中，从而产生斑点横向空间轮廓，其随着传播而经历不规则的变化。理论上已经提出，其中每个波长被锁定到在规定的轴向波数的单个模式的脉冲多模场将以可调谐的群速度沿着波导恒定地传播。在这个概念中，最初局部化的场沿着波导保持局部化。在这里，我们提供了这类新的脉冲引导场的存在，我们表示时空超模，并验证其在平面波导中的传播不变性的原理验证实验确认。通过叠加多达21个模式，每个指定的波长，我们在170微米厚的平面玻璃波导中构建时空超模，群指数从1延伸到2。场的初始横向宽度为6微米，并且波导长度为9.1mm，这是相关瑞利范围的257倍。各种轴向不变的横向空间分布产生的模式，有助于ST超模，包括单峰和多峰场，暗场（包含空间倾角），甚至平坦的均匀强度分布的明智选择。
2022-04-04 physics.optics
Cavity-induced backscattering in a two-dimensional photonic topological system
通过电子，光子和声子材料中的拓扑状态的鲁棒传输的发现加深了我们对凝聚态中波传播的理解，并展望了工程超材料在通信，传感和控制环境中的关键应用。拓扑保护的传输已被证明在面对弯曲的路径和现场的随机性的结构。在这里，我们测量微波辐射在具有时间反演对称性的拓扑介质中的传播，其中腔体邻近边缘通道。耦合共振模型分析表明，该腔不是自旋守恒缺陷，在传输中产生负的时间延迟。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
A hierarchical equations of motion (HEOM) analog for systems with delay: illustrated on inter-cavity photon propagation
本文借鉴HEOM思想，为光子延迟系统推导出新的运动方程框架，以两个介电板为例，提供了一种描述延迟的可靠替代方法。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Cavity ring-up spectroscopy for ultrafast sensing with optical microresonators
回音壁模式（WGM）微谐振器的光谱学已经成为一种强大的科学工具，可以检测单个病毒，纳米颗粒甚至单个分子。然而，迄今为止，这些方案的演示时间尺度仅限于毫秒或更长。在这里，我们介绍了一种新的计划，是数量级更快，能够捕捉完整的光谱快照的WGM共振在纳秒的时间尺度：腔振铃光谱（CRUS）。基于急剧上升的失谐探测脉冲，CRUS结合了外差测量的灵敏度与最高可能的，变换限制的采集速率。作为演示，我们捕获的时间间隔短至16 ns的微环形谐振器的光谱，直接监测其光机械振动，热折射响应和克尔非线性的亚微秒动态。CRUS有望用于研究快速生物过程，如酶动力学，蛋白质折叠和光捕获，并在其他领域，如腔QED和脉冲光力学的应用。
2015-01-07 physics.ins-det physics.optics
Counterpropagating continuous variable entangled states in lossy coupled-cavity optical waveguides
我们提出了一个集成源的对向传播纠缠态的耦合谐振腔光波导的基础上，是由一个经典的脉冲源入射从上面的波导抽运。我们从理论上研究了在存在内禀损耗的耦合腔系统中连续变量纠缠态的产生和传输。使用紧束缚近似，我们推导出解析的时间依赖的表达式，在每个腔中的光子数，以及在不同的腔对的光子之间的相关方差，以评估量子纠缠的程度。我们还推导出了这些量的简单近似表达式，可用于指导此类系统的设计，并讨论了泵浦配置和系统的物理性质如何影响光子统计和量子相关度。
2019-06-20 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Ultrafast modelocked nonlinear micro-cavity laser
超短脉冲激光器通过锁模现象工作，50年来在我们社会的许多方面发挥了重要作用，例如我们交换信息，测量和诊断疾病，加工材料和许多其他应用。锁相的能力，最近开发的高品质谐振器的模式，以证明光梳，将允许锁模激光器受益于其高光谱质量，以实现新的来源，如精密光学时钟的应用计量，电信，微芯片计算，和许多其他领域。我们展示了第一个基于微腔谐振器的锁模激光器。它通过一种新的锁模方法，我们称之为滤波器驱动（FD）四波混频，是基于CMOS兼容的高品质因数微环谐振器。它实现了稳定的自启动振荡，振幅噪声可以忽略不计，在100 kHz的重复频率，和频谱线宽远低于130 kHz。
2014-04-22 physics.optics
"Cartesian light": unconventional propagation of light in a 3D superlattice of coupled cavities within a 3D photonic band gap
我们探讨了光在三维光子带隙晶体中耦合谐振腔超晶格中的非常规传播。这种3D腔超晶格是零无序极限下自旋和电子的安德森模型的光子模拟。利用平面波展开方法，计算了具有立方倒木堆结构的三维腔超晶格的色散关系，揭示了五个典型的类四极共振耦合腔带.对于五个频带中的三个频带，我们观察到在$(k_x, k_z)$对角方向上的色散带宽显著大于在其他方向上的色散带宽。为了解释色散带宽的方向性，我们采用紧束缚方法，从中我们推导出耦合系数在3D。对于所有会聚的耦合腔带，我们发现光主要在包括笛卡尔$(x, y, z)$方向在内的几个高对称方向上跳跃，因此我们提出了“笛卡尔光”的名称。光在带隙中的这种3D笛卡尔跳跃产生作为超晶格布洛赫模式的传播，其根本上不同于晶体中的常规3D空间扩展布洛赫波传播，不同于光隧穿通过带隙，不同于耦合谐振器光学波导，也不同于光在间隙边缘处的扩散。
2018-12-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonreciprocity light propagation in coupled microcavities system beyond weak-excitation approximation
提出了一种非互易光在两个耦合腔系统中传输的方案，其中一个光学微腔与一个二能级量子发射体耦合。对于奇偶校验时间（\textrm{PT}）系统的情况（即，主动-被动耦合腔系统），在弱激发近似下，腔增益可以显著增强量子发射体与腔场相互作用引起的光学非线性。在适当的参数范围内，由于巨非线性效应，光传输可以实现高隔离度、无损耗的非互易传输。此外，我们的计算表明，非互易光的传输不会受到光学双稳引起的不稳定输出光强的影响，甚至可以通过适当地调节系统参数来切换非互易光的传输方向。
2016-05-06 physics.optics quant-ph
Photonic temporal-mode multiplexing by quantum frequency conversion in a dichroic-finesse cavity
正交时间模（TM）形成了一个场正交的、连续可变的自由度，原则上是无限维的，为量子信息科学和技术创造了一个有前途的资源。理想量子脉冲门（QPG）是一种能够复用和解复用具有相同载波频率、空间模式和偏振的时间正交光脉冲的器件。QPG是使用正交时间模式作为高维量子信息存储和处理的基础的主要使能技术。使用具有时变泵浦或控制场的非线性光学参数过程的QPG实现的最大障碍是对可实现的时间模式选择性的限制，其被定义为与单位效率相结合的完美TM辨别。我们提出了使用脉冲非线性频率转换的光学腔中有很大的不同的精细度为不同的频率，以实现一个几乎完美的TM-选择QPG在低损耗集成光学平台。
2017-08-08 physics.optics quant-ph
Observation of light propagation through a three-dimensional cavity superlattice in a 3D photonic band gap
本研究实验观测了三维光子带隙内谐振腔超晶格中的光传播，制备了掺点缺陷的硅基类金刚石三维光子晶体，证实超晶格能带对应三维高对称方向传播的笛卡尔光，为三维光子相关应用提供基础。
2023-03-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Discrete Cavity Dynamics in Free-Space Brillouin Laser
Helmholtz-Institut Jena（亥姆霍兹耶拿研究所）；Abbe Center of Photonics, Friedrich Schiller University Jena（弗里德里希·席勒大学耶拿阿贝光子学中心）；Center for Advanced Laser Technology, Hebei University of Technology（河北工业大学先进激光技术研究中心）；Hebei Key Laboratory of Advanced Laser Technology and Equipment（河北省先进激光技术与装备重点实验室）；Collaborative Innovation Center for Diamond Laser Technology and Applications（金刚石激光技术与应用协同创新中心）；Theoretisch-Physikalisches Institut, Friedrich-Schiller-Universitat Jena（弗里德里希·席勒大学耶拿理论物理研究所）
本文提出离散腔模型解释自由空间布里渊激光中强噪声抑制现象，通过分离光学存储与声学弛缓的时间不对称性，提高声学阻尼并减少泵浦噪声转移，实验验证了模型对阈值、输出功率等参数的预测。
2026-03-30 physics.app-ph physics.optics
Superluminal and Ultraslow Light Propagation in Optomechanical Systems
研究了在耦合激光和探测激光作用下的光机械双端腔的电磁感应透明结构。它示出了如何的群延迟和提前的探测场可以控制的耦合场的功率。与只考虑超光速传播的单端腔相比，发现了超光速和亚光速传播的可能性，在几微瓦的很低泵浦功率下，群延迟和超前的大小分别为1 ms和-2s。此外，相互作用的光机械腔与时间相关的探测场进行了研究控制激励的镜子振动。
2013-02-04 physics.optics quant-ph
Optical nonlinearity for few-photon pulses on a quantum dot-pillar cavity device
在确定性耦合的量子点-微柱系统中，在连续波和脉冲激发下都观察到了强非线性光学效应。使用绝对反射率测量，我们确定的临界腔内光子数，以及输入和输出的耦合效率的设备。由于近单位的输入耦合效率，我们证明了一个记录的非线性阈值只有8个入射光子每脉冲。输出耦合效率被发现强烈影响这个非线性阈值。我们展示了如何在现实的设备，这将提供一个有效的两个重合的单光子之间的相互作用，可以达到单光子非线性的基本限制。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity piezo-mechanics for superconducting-nanophotonic quantum interface
混合量子系统是实现分布式量子网络的关键。特别是，在典型的超导量子比特频率下工作的压电力学具有低热激发的特点，并提供了一个有吸引力的平台来桥接超导量子处理器和光通信信道。然而，在低温下以足够强的强相互作用集成超导和光机械元件仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们报告了一个集成的超导腔压电光学机械平台，其中10 GHz的声子与超导和纳米光子腔中的光子同时共振耦合。受益于所实现的大的压电机械协同性（$C_\mathrm{em}\sim7$）和增强的光机械耦合的脉冲光泵，我们证明了相干相互作用在低温下通过观察有效的微波光光子转换。该混合接口在实现大规模量子通信方面迈出了实质性的一步，同时也为微波-光子纠缠和以吉赫声子为媒介的量子传感领域做出了新的探索。
2020-02-21 physics.optics quant-ph
A photonic interface of chiral cavity quantum electrodynamics
腔量子电动力学在单量子水平上研究光与物质的相互作用。光子结构中手征光子-发射极耦合的特点是光的局部偏振锁定单向传播。然而，实现光子-发射极之间的强相互作用并实现方向锁定传输，这将在非互易量子器件中带来新的应用，目前还未见报道。本文提出了一种光子晶体与金属纳米颗粒耦合结构，通过高螺旋度的强局域场，在$\sim$ 95 $\%$光子单向传输的情况下，圆偏振光射入光子晶体波导的速率比没有纳米颗粒的情况大一个数量级，Rabi分裂谱的线宽约为只有纳米颗粒的十分之一，其可用于定向量子光源。
2018-09-04 physics.optics quant-ph
Spatio-temporal coherent molding and retrieval of pulsed signals in optical waveguides
Free University of Tbilisi（第比利斯自由大学）；Javakhishvili Tbilisi State University（贾瓦希什维利第比利斯国立大学）；Nagoya Institute of Technology（名古屋工业大学）；University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE)（杜伊斯堡-埃森纳米集成中心）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Martin-Luther-Universität, Halle-Wittenberg（哈雷-维滕贝格马丁路德大学）
该研究针对耦合波导阵列中短脉冲相位混合导致的编码输入态难以检索的问题，提出基于局部相移的检索方案，经三维全波电磁模拟验证其高保真度，可用于超快相干编解码。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Transport of launched cold atoms with a laser guide and pulsed magnetic fields
我们提出了一种新颖的组合的激光引导和磁透镜传输冷原子云。我们已经模拟了加载和引导发射的冷原子云的光学偶极力。我们讨论的最佳策略加载通常30%的原子从MOT和引导他们垂直通过22厘米。然而，尽管原子在横向上被紧密地限制，但是在传播方向上的热膨胀仍然导致两个数量级的密度损失。通过将激光引导与来自磁透镜的单个脉冲相结合，我们表明实际上可以将被引导原子的密度增加10倍。
2006-11-09 physics.atom-ph physics.optics
The BMV experiment : a novel apparatus to study the propagation of light in a transverse magnetic field
在本文中，我们详细描述了BMV（Biréfrancial Magnétique du Vide）实验，一种新的装置，研究光在横向磁场中的传播。它是基于一个非常高的精细法布里-珀罗腔和脉冲磁铁专门为此目的而设计的。我们证明了我们的技术选择，我们提出了当前的状态和前景。
2007-10-09 hep-ex physics.optics
Generating mechanical and optomechanical entanglement via pulsed interaction and measurement
在宏观尺度上产生纠缠为开发新的量子技术和在桌面上研究基础物理提供了一条令人兴奋的途径。腔量子光学力学提供了一个理想的平台，产生和利用这种现象，由于量子光学的精度结合最近的实验进展，在光学机械设备。在这项工作中，我们提出的方案外的解决边带制度，准备和验证光-机械和机械-机械纠缠。我们的计划采用脉冲相互作用的持续时间远小于机械周期，并与零差测量一起，可以产生和表征这些类型的纠缠。为了提高我们的方案的性能，可以利用包括先前脉冲的预冷阶段来增加准备的纠缠量，并且可以使用局部光挤压器来提供对开放系统动态的弹性。我们的计划所产生的纠缠使用对数负量化和分析的脉冲光机械相互作用的强度，包括机械退相干和光损耗的现实实验方案。两个单独的计划机械纠缠产生的介绍和比较：一个计划的基础上的光学干涉设计，和其他包括顺序的光机相互作用。我们的协议的脉冲性质提供了更直接的访问这些量子相关性在时域中，与应用，包括量子精密测量和量子退相干测试。通过考虑一个参数集的基础上，最近的实验，产生显着的纠缠与我们的计划的可行性，即使有很大的光损耗，证明。
2020-02-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
