Quantum-Noise-Limited Sensitivity-Enhancement of a Passive Optical Cavity by a Fast-Light Medium
我们证明了一个无源光腔含有色散原子介质，在临界反常色散附近的比例因子的增加是不取消模式展宽或衰减，导致在预测的量子噪声限制的灵敏度的整体增加。超过两个数量级的增强测量的比例因子，这转化为大于一个数量级的增强预测的量子噪声限制的测量精度，通过温度调谐的低精细度腔中的非相互作用原子的低压蒸汽接近临界异常色散条件。通过Monte-Carlo数值模拟证实了预测的灵敏度增强。
2016-05-05 physics.optics
Multiwavelength Passively Mode Locked Fiber Laser: all normal dispersion
报道了在全正常色散双折射光纤激光器中利用半导体可饱和吸收镜（SESAM）被动锁模产生多波长增益引导孤子（GGS）。由腔的双折射决定，我们观察到稳定的单、双和三波长锁模光栅，这是正常腔色散、腔光纤非线性克尔效应、激光增益饱和和腔内双折射滤波器带宽限制之间相互非线性作用的自然结果。
2009-05-04 physics.optics
Temporal cavity soliton interaction in passively mode-locked semiconductor lasers
本文研究被动锁模半导体激光器中时间腔孤子的弱相互作用，发现非零线宽增强因子可导致孤子吸引，进而形成脉冲合并或束缚态。
2023-04-19 nlin.PS physics.optics
Optical response of a dual membrane active-passive optomechanical cavity
我们研究了一种双膜主动-被动腔，其中每个机械膜通过双声子过程分别与被动腔和主动腔二次耦合。由于在二次耦合光机系统的平均场近似失败的事实，因此，为了完整地分析系统，我们切换到一个更广义的平衡方法，即Keldysh Green的功能方法。我们使用预定的全延迟格林函数计算透射率，然后数值研究各种参数对透射系数的影响，并详细讨论它们背后的特征和物理。在光响应率的基础上，我们进一步扩展了对快光和慢光现象的研究。结果表明，在适当选择腔参数的情况下，该系统不仅可以实现超快光/超慢光，而且可以实现快光和慢光的相互转换。
2020-11-11 physics.optics quant-ph
Passive intrinsic-linewidth narrowing of ultraviolet extended-cavity diode laser by weak optical feedback
提出了一种利用长外腔弱光反馈缩小商用紫外光栅扩展腔半导体激光器（TOPTICA DL Pro）本征洛伦兹线宽的简单方法。我们实现了抑制频率噪声谱密度为20 dB的测量在1 MHz左右的频率，对应的固有的洛伦兹线宽从200 kHz到2 kHz的收窄。该系统适用于需要窄线宽和低高频噪声的可调谐紫外激光器的实验，如精密光谱学、光学钟和量子信息科学实验。
2014-02-25 physics.optics
Passive Mode-Locking and Tilted Waves in Broad-Area Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers
从实验和理论上证明了电偏置$200\,μ$ m多横模垂直腔面发射激光器可以利用远距离谐振可饱和吸收镜的光反馈实现被动锁模。当一个腔体被放置在另一个腔体的傅立叶平面上时，可以实现这一点。这种非传统的光反馈导致形成两个倾斜的平面波，在外部腔中传播，具有相反的横向分量，并在每次往返时在时间上交替。这些平面波中的每一个产生由两倍的外腔往返分离的锁模脉冲的训练，而两个训练由往返时间移位。大部分的装置的横截面有助于锁模发射导致约1 W的峰值功率和10 ps的宽度的脉冲。我们讨论了如何在可饱和吸收体的横截面中的不均匀性选择发射的倾斜波，从而导致超过4 nm的可调谐发射。
2014-07-01 physics.optics
Ultra-short pulse transmission in a passive white light cavity based on chirped Bragg gratings
线性啁啾布拉格光栅（LCBG）的布拉格反射可以补偿超短脉冲的色散，这一点已被广泛接受。本文研究了利用这种色散补偿特性来构造白光腔的可能性。一对LCBG被建议作为腔的反射器。解析和数值分析表明，LCBG的反射并不只发生在布拉格条件的位置。在LCBG内部不同位置处的多个散射的累积效应产生正群延迟，从而防止WLC用简单的LCBG实现。
2013-08-15 physics.optics
Dispersive instabilities in Passively Mode-Locked Integrated External-Cavity Surface-Emitting Lasers
采用基于延迟代数方程的第一性原理动力学模型，分析了被动锁模集成外腔面发射激光器（MIXSEL）的动力学特性。我们表明，三阶色散产生的激光微腔诱导的训练的衰减卫星脉冲的前沿。由于与载波的非线性相互作用，这些卫星可能会被放大，从而使锁模状态不稳定。在长腔区，存在于激光阈值以下的局域结构被发现深受这种不稳定性的影响。由于它起源于鞍结无限周期型的全局分叉，我们解释了为什么脉冲表现出可激发系统的行为特征。利用多时间尺度和函数映射方法，我们严格推导出了三阶色散是必不可少的组成部分的MIXSEL的主方程。我们比较了两个模型的分叉图，并评估其良好的协议。
2020-01-10 physics.optics
Optical characterization and selective addressing of the resonant modes of a micropillar cavity with a white light beam
我们对直径从1 μm到20 μm的GaAs/AlAs微柱腔进行了白光反射率测量。我们能够解决每个腔模式在真实空间中的空间场分布，通过扫描一个小尺寸的光束在每个微柱的顶面。我们光谱解决不同的横向光学腔模式的反射率。使用该过程，我们可以选择性地解决多模微柱腔中的单模。计算了小直径光束与各模的耦合效率，结果与我们的反射率测量值吻合得很好。
2010-11-10 physics.optics
Spontaneous creation and annihilation of temporal cavity solitons in a coherently-driven passive fiber resonator
报道了在相干驱动的宏观光纤谐振腔中自发产生和湮灭时间腔孤子的实验观察。具体而言，我们表明，CS自发创建时，腔驱动场的频率调谐跨越共振，他们可以单独消失在不同阶段的扫描。与以前的实验相比，在单片微谐振器，我们能够识别这些动态实时，由于我们的谐振器的宏观尺寸。我们的实验观察结果与数值模拟非常吻合。我们还讨论了机制负责一个接一个的消失的CS。
2015-03-29 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
Goos-Hänchen Shift in $\mathcal{PT}$-Symmetric and Passive Cavity Optomechanical Systems
Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
本文研究了在$\mathcal{PT}$对称和被动腔量子力学系统中通过单光学力学平台控制反射弱探测场Goos-Hänchen位移的方法，发现通过调节有效耦合强度可产生例外点，并展示了在不同$\mathcal{PT}$相态下位移的强相位依赖性及主动调节机制。
2026-04-02 physics.optics quant-ph
Excitation and manipulation of super cavity solitons in multi-stable passive Kerr resonators
本文通过数值模拟揭示多稳态Kerr谐振器中超级腔孤子的存在，并提出基于泵浦扰动的确定性激发与切换方法，为全光缓冲和多级编码提供新途径。
2024-07-18 nlin.PS physics.optics
Selective excitation of high-order modes in two-dimensional cavity resonator integrated grating filters
本文报道了利用入射光束整形在二维谐振腔集成光栅滤波器（CRIGF）中实现最高至10阶模式的选择性激发，为多波长空间选择性反射器及模式可选激光发射等技术铺平道路。
2024-04-28 physics.optics
Selective transverse mode emission from all polarization-maintaining fiber lasers
我们研制了一种全保偏光纤（PMF）激光器，它可以提供选择性的横模发射。采用保偏光纤的偏置和交叉拼接技术产生高阶模，从而得到双折射诱导模滤波器。采用偏振旋转技术（PRT）选择输出光束轮廓。对线性谐振腔和环形谐振腔进行了研究。实验上，分别从全保偏光纤线性腔激光器和环形腔激光器中实现了360°旋转LP 11模和带正负1拓扑荷的OAM涡旋光束。
2020-10-12 physics.optics
Visible astro-comb filtered by a passively-stabilized Fabry-Perot cavity
我们展示了一个紧凑的29.3 GHz可见天文梳，覆盖560 nm到700 nm的光谱。一个837 MHz的Yb：光纤激光器频率梳相位锁定到Rb时钟作为种子梳，以确保频率稳定性和高的边模抑制比。在产生可见光超连续谱后，利用超低膨胀玻璃制作的腔长固定的法布里-珀罗腔对梳齿进行滤波，以消除快速的主动抖动。反射镜采用自制的零色散、高反射率的互补啁啾镜对，保证了无跳模现象。这些滤波梳齿在49，000分辨率的天文摄谱仪中清晰地分辨出来，表现出清晰的线型，零噪声基底和均匀的曝光幅度。
2018-08-18 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Mode-Selective and Anharmonicity-Controlled Energy Transport in Cavity-Coupled Water
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
该研究通过介观实时模拟揭示，分子非谐性是光子传输的关键决定因素，可通过调谐腔光子频率控制腔耦合水中的模式选择性能量传输，为相关现象提供了微观机制与解析解释。
2026-08-03 physics.chem-ph physics.optics
Drifting instabilities of cavity solitons in vertical cavity surface-emitting lasers with frequency selective feedback
本文研究了垂直腔面发射激光器（VCSEL）在外部频率选择反馈（FSF）作用下自推进腔孤子（CS）的形成和动力学特性，并在消除载流子动力学特性的情况下建立了CS的分岔图。对于低泵浦电流，我们发现，他们出现在平凡的解决方案，在那里形成的行波与临界波数的调制不稳定点。对于大电流，自推进孤子的分支通过干草叉分叉与静止孤子的分支合并。我们还表明，2π的反馈相位变化可以将CS（无论是静止还是运动）转换为与相邻纵向外腔模式相关的不同CS。最后，我们调查的载流子动力学的影响，相关的垂直腔面发射激光器。我们发现并分析了静态CS的稳定性性质的定性变化时，增加载流子弛豫时间。除了静止CS的漂移不稳定性，一种新的不稳定性出现在一定范围内的载流子寿命，导致CS中心位置的摆动运动。此外，对于VCSEL的典型载流子弛豫时间，系统可以显示CS的多稳态。
2009-08-27 nlin.PS physics.optics
Super cavity solitons and the coexistence of multiple nonlinear states in a tristable passive Kerr resonator
相干激光场驱动的被动克尔腔显示了丰富的非线性物理景观，包括双稳态，斑图形成，和局域耗散结构（孤子）。几十年来，它们的概念简单性为非线性腔动力学提供了前所未有的窗口，为从全光存储器件到微谐振器频率梳的众多系统和应用提供了见解。然而，尽管经过了几十年的研究，最近的一项理论研究令人惊讶地暗示了一个全新的和未探索的范式，在该制度中，非线性倾斜腔共振相互重叠[T. Hansson和S. Wabnitz，J. Opt. Soc. Am. B32，1259（2015）]。我们已经使用同步驱动的光纤环形谐振器来实验访问这个政权，并观察到新的非线性耗散状态的上升。具体而言，我们已经观察到，第一次尽我们所知，耗散（腔）孤子和扩展调制不稳定（图灵）模式的稳定共存，并进行实时测量，揭开了随之而来的非线性结构的动态。当工作在连续波三稳态时，我们进一步观察到两种不同的腔孤子态共存，其中一种可以被认为是Hansson和Wabnitz预言的“超级”腔孤子。我们的实验结果是在很好的协议与理论分析和数值模拟的无限维池田地图，管理腔动力学。我们的工作结果表明，实验系统可以支持不同的非线性状态的复杂组合，它们可能对未来基于微谐振器的频率梳源具有实际意义。
2017-02-02 nlin.PS physics.optics
High performance photonic reservoir computer based on a coherently driven passive cavity
水库计算是一个最近的生物启发的方法，用于处理时间相关的信号。它实现了模拟信息处理的突破，通过几个电子和光学实验，展示了语音识别，时间序列预测和非线性信道均衡等硬任务的最新性能。最近报道了利用光子芯片上的线性光路来处理数字信号的原理验证实验。在这里，我们提出了一个光子实现的水库计算机的基础上，相干驱动的无源光纤腔处理模拟信号。我们的实验在各种任务上的错误率都低于或低于以前的实验，而且功耗也更低。此外，描述我们的实验的分析模型也是感兴趣的，因为它构成了一个非常简单的高性能油藏计算机算法。目前的实验，由于其良好的性能，低能耗和概念简单，证实了光子水库计算的巨大潜力，信息处理的应用范围从人工智能到电信
2015-05-20 cs.ET physics.optics
High passive-stability diode-laser design for use in atomic-physics experiments
我们提出的设计和性能表征的外腔半导体激光器系统优化的高稳定性，低无源光谱线宽，低成本，易于在内部组装。主腔体由单个铝块加工而成，以确保对温度变化和机械振动的鲁棒性，并具有刚性和轻型衍射光栅臂，以抑制低频机械共振。腔室是真空密封的，定制成型的硅胶外壳进一步将系统与噪音和温度波动隔离开来。集成了光束整形、光隔离和光纤耦合功能，该设计可轻松适应多种常用波长。新设计的谐振数据、无源线宽数据和无源稳定性表征表明，其性能超过了商用精密二极管激光系统的已公布规格。该设计是完全记录和免费提供。
2012-03-03 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Selective tuning of optical modes in a silicon comb-like photonic crystal cavity
实现大自由光谱范围的多谐振光子晶体腔是实现频率转换、四波混频、参量振荡等高效非线性响应集成器件的关键。由于腔模式对制造无序的敏感性，该任务通常是困难的，这使得即使在理论上预测完美匹配时也难以可靠地实现等间隔模式的梳状光谱。在这里，我们表明，梳状光谱高达8个模式具有非常高的品质因数和衍射限制的体积可以工程的双色型的潜力的二维光子晶体腔中制造的薄硅膜。为了应对在频率间隔和谐振线宽方面的紧公差，我们开发了一种永久的后处理技术，允许选择性地调整各个受限模式，从而实现了几乎完美的频率匹配的高Q谐振与记录精细硅微谐振器。我们的实验结果是非常有前途的超低功率硅非线性光子学。
2020-04-07 cond-mat.other physics.optics
Bound states of gain-guided solitons in a passively mode-locked fiber laser
本文报道了在正常净腔色散区工作的色散管理掺铒光纤激光器中对增益引导孤子束缚态的观测结果。尽管GGS是一个啁啾孤子，并且在激光器中沿着腔存在强烈的脉冲拉伸和压缩，但观察到的束缚孤子具有固定的脉冲间隔，该脉冲间隔不随泵浦强度的变化而变化。数值模拟证实了实验观察。
2009-10-30 physics.atom-ph physics.optics
Ytterbium-laser-driven THz generation in thin lithium niobate at 1.9 kW average power in a passive enhancement cavity
针对高重复频率下太赫兹转换效率降低的问题，提出利用被动增强腔将镱激光器脉冲能量提高240倍，首次实现1.9kW平均功率驱动薄铌酸锂光整流，产生93MHz重复频率、2THz带宽的毫瓦级太赫兹脉冲，为高功率太赫兹源提供新方案。
2025-01-02 physics.optics
Tunable Fiber Fabry-Perot Cavities with High Passive Stability
我们提出了三个高精细度可调谐单片光纤法布里-珀罗腔（FFPC）具有高的被动机械稳定性。光纤反射镜固定在开槽玻璃套圈内，这保证了谐振器的固有对准。一个附加的压电元件，使快速调谐的FFPC谐振频率在整个自由频谱范围内的两个设计。在低至$20\,$ mHz的反馈带宽下实现了腔谐振的稳定锁定，证明了高的无源稳定性。在另一极限，可以获得高达$27\,$ kHz的锁定带宽，接近第一机械谐振。均方根频率波动被抑制到腔线宽的$\sim 2\,$ %。在宽的频率范围内，频率噪声由系统的机械共振的热噪声极限支配。所展示的小尺寸器件可以有利地用于广泛的应用，如基于腔的传感技术、光学滤波器或量子光物质界面。
2020-10-03 physics.ins-det physics.optics
All-optical photon transmission switching in a passive-active optomechanical system
本文提出了一种在由一个普通无源腔、一个有源腔和一个完全反射的可动膜振子组成的无源-有源光机械系统中实现全光光子传输开关的可行方案，该系统由两个强控制场和两个弱探测场对称驱动。利用有源腔的增益效应，可以产生许多新颖的、有价值的现象，如本文首次提出的与频率无关的完全反射（FIPR）、可调的光子双向传输、相位相关的非互易性等，通过调节控制场的强度和探测场的相对相位，可以精确地调节用于控制全光开关的相关参数。此外，通过精确调节相关参数，我们的系统可以实现可调谐的快、慢光，这在实验中是容易和可行的。这些新颖的现象来源于有效的光机耦合和增益效应，为光子器件、量子网络节点的制作和量子信息处理（QIP）提供了一个很有前途的平台。
2018-01-08 physics.optics quant-ph
Observation of soliton explosions in a passively mode-locked fiber laser
孤子爆炸是锁模激光器中最奇特的耗散现象之一。在这种情况下，耗散孤子循环在激光腔中经历了突然的结构崩溃，但在几个往返返回到原来的准稳定状态。在这项工作中，我们报告在光纤激光器中首次观察到这样的事件。具体来说，我们确定明确的爆炸签名在测量的一枪到一枪的光谱的掺镱锁模光纤激光器，是在稳定和噪声之间的过渡制度的排放。在我们的实验中使用的比较长的，所有正常的色散腔也允许直接的时域测量，我们表明，爆炸表现为突然的输出脉冲训练的时间转移。我们的实验结果与基于迭代腔图的真实数值模拟吻合得很好。
2014-09-30 physics.optics
1.8-THz-wide optical frequency comb emitted from monolithic passively mode-locked semiconductor quantum-well laser
报道了一种利用被动锁模量子阱（QW）激光器在InP通用光子集成技术平台上制作的光子集成电路（PIC）中产生的光学频率梳，其光谱带宽为14 nm（~1.8 THz），-3 dB。这种21.5 GHz的碰撞脉冲锁模激光腔是由片上反射器，包括腔内相位调制器，然后由腔外SOA作为升压放大器。在0.35ps超快脉冲下，获得了1.8THz宽的光学梳状谱。射频拍音具有450 kHz的3 dB线宽和35 dB SNR。
2017-09-22 physics.optics
Selective tuning of high-Q silicon photonic crystal nanocavities via laser-assisted local oxidation
我们研究了腔谐振调谐的高Q硅光子晶体异质结构的局域激光辅助热氧化使用532 nm的连续波激光聚焦到2.5 mm半径的斑点大小。总位移符合抛物线速率定律。在~ 30 mW激光功率下，调谐范围可达8.7 nm。在此调谐范围内，腔Q从3.2 \times 10 ^5减小到1.2 \times 10 ^5。数值模拟模拟了硅光子晶体薄膜中的温度分布以及氧化引起的谐振腔位移。
2011-06-03 physics.optics
Multiple quantum wells for passive ultra short laser pulse generation
固体激光器要求增益介质和腔损耗的独立控制，以使用被动锁模实现超短激光脉冲。最近，激光锁模是用具有多个量子阱的MBE结构实现的，其设计用于实现两个功能：布拉格反射镜和改变吸收以控制腔动力学。使用AlGaAs/AlAs布拉格反射镜与15 nm的GaAs可饱和吸收体中使用的Cr：LiSAF可调谐激光器被证明是有效的产生飞秒脉冲。到目前为止，可饱和吸收体的使用是一种试错程序，由于与更多预测程序的相关性，该试错程序正在改变。
2007-04-18 physics.optics
Passive radiative cooling using temperature-dependent emissivity can sometimes outperform static emitters
本研究提出一种可在波长选择态与宽带发射态间切换的温度可调谐热发射体，利用VO₂相变实现，能在全温度范围保持高制冷潜力，性能优于传统静态发射体。
2025-06-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Spin Selective Purcell Effect in a Quantum Dot Microcavity System
在量子点-微柱腔系统中，我们研究了单个量子点激子自旋态与腔模的选择性耦合。通过调节外磁场，塞曼分裂激子自旋态与腔场的耦合方式不同，这是由于场操纵的能量失谐。我们发现，由于Purcell效应，在共振时上自旋激子态的发光强度比下自旋激子态的发光强度增加了26倍，这导致了光发射的选择性增强，圆偏振度高达93%。四能级速率方程模型的发展和定量符合我们的实验数据。我们的研究结果为实现未来的量子光源和量子信息处理应用铺平了道路。
2011-10-05 cond-mat.other physics.optics
Hybrid cavity-antenna architecture for strong and tunable sideband-selective molecular Raman scattering enhancement
本文提出一种耦合可调法布里-珀罗微腔与等离激元纳米立方体天线的混合架构，通过模式杂化实现窄带共振，在保持强拉曼散射增强的同时实现对分子振动谱线的选择性寻址，为分子光机械学动态反作用奠定基础。
2023-06-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Passive and hybrid mode locking in multi-section terahertz quantum cascade lasers
在量子级联激光器中，由于载流子弛豫时间过快，被动锁模几乎是不可能的。在这里，我们重新审视这种可能性，并从理论上表明，稳定的锁模和脉冲持续时间在太赫兹（THz）频率的几个周期制度是可能的，在适当的工程绑定到连续QCL。我们实现这一点，利用一个多节腔的几何形状与交替的增益和吸收部分。关键成分是吸收剂与场和环境的非常强的耦合以及快速吸收剂载体恢复动力学。在这些条件下，即使增益弛豫时间比腔往返时间快几倍，产生几个周期的脉冲也是可行的。研究了三种不同的太赫兹量子级联激光器产生超短脉冲的方法，即被动锁模、混合锁模和碰撞锁模。
2017-11-27 physics.optics
A Low-Temperature Tunable Microcavity featuring High Passive Stability and Microwave Integration
本研究提出一种闭循环低温光纤基微腔，在低于10K下实现约25皮米的高被动稳定性，并集成微波控制，为自旋-光子界面提供高效平台。
2024-12-18 physics.ins-det physics.optics quant-ph
A universal frequency engineering tool for microcavity nonlinear optics: multiple selective mode splitting of whispering-gallery resonances
回音壁微腔通过支持多个高品质因数和小模体积共振而增强光-物质相互作用，已被用于实现各种有效的参量非线性光学过程。这些研究的关键是控制腔模式的相对频率的能力，从而实现频率匹配以满足能量守恒。典型地，这通过定制谐振器横截面来完成。这样做修改了所有的腔模式的频率，也就是说，全球的色散曲线，这可能是不希望的，例如，在引入竞争的非线性processes. In这里，我们展示了一个频率工程工具，称为多选择性模式分裂（MSMS），这是独立的全球色散，而是允许有针对性的和独立的控制多个腔模式的频率。特别是，我们显示了可控的频率偏移高达0.8 nm，独立控制的分裂高达5个腔模式的光学品质因数$\gtrsim 10^5$，并强烈抑制非目标模式的频率偏移。MSMS技术可以广泛地应用于不同材料平台上的各种非线性光学过程，并且可以用于选择性地增强感兴趣的过程和抑制竞争的不需要的过程。
2020-08-20 physics.optics
Control and generation of localized pulses in passively mode-locked semiconductor lasers
从实验和理论上证明了在电场偏置的$200\,μ$ m多横模垂直腔面发射激光器中可以产生局域脉冲。该装置是被动锁模使用从一个遥远的共振可饱和吸收镜的光反馈，它是低于阈值操作。我们观察到的关闭的解决方案和大量的各种各样的脉动的解决方案之间的多稳定性与不同的数量和安排的脉冲往返，从而表明锁模脉冲是本地化的，即相互独立的。我们表明，偏置电流的调制允许控制腔内行进的脉冲的数量，从而表明我们的系统可以作为10 ps脉冲和1 W峰值功率的任意图案发生器操作。
2015-01-30 physics.optics
Design of a passively mode-locking whispering gallery mode microaser
超高重复率激光器将成为许多未来技术的重要光源;然而，它们的实现具有挑战性，因为腔尺寸必须最小化。回音壁模式（WGM）微谐振器是有吸引力的，因为它们允许强烈的光-物质相互作用通常需要启用锁模。然而，最佳参数范围是完全未知的，因为还没有进行实验。在这里，我们数值研究脉冲操作在环形WGM微谐振器的增益和饱和吸收（SA）研究实验的可行性。我们发现色散是实现被动锁模的关键参数。此外，在这项工作中提供的设计准则可以适用于任何小型谐振器的增益和SA，而不限于特定的腔系统。
2021-06-13 physics.optics
Gain-tunable optomechanical cooling in a laser cavity
本文研究了含有光学增益介质的腔-光机系统中腔镜的光学冷却。我们发现，在阈值以上，非相干泵浦激光的光学阻尼率是非常小的。然而，在存在外部相干驱动的情况下，相对于无源腔的光学阻尼率，光学阻尼率可以显著增强。我们表明，强度的非相干泵提供了一个管道，以调整阻尼率和最低可达到的声子数与相同的辐射压力，后者可以降低从被动腔，如果热的贡献是不可忽略的。我们还表明，该系统可以经历一个过渡，从弱光机耦合制度的强光机耦合制度作为非相干泵浦强度的变化。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
External-cavity designs for phase-coupled laser diode arrays
我们描述了被动锁相架构的基础上的外腔设置，以提高亮度的二极管激光条。体布拉格光栅用于稳定激光线。数值模拟和实验结果将被提交。
2010-11-03 physics.optics
Controlling mode competition by tailoring the spatial pump distribution in a laser: A resonance-based approach
本文介绍了一种简化的稳态从头计算激光理论，用于计算无源腔谐振连续波激光器中的模式竞争效应。这种新的理论利用了广泛可用的数值方法，可以有效地计算无源腔谐振，可以忽略不计的额外计算开销。利用这一理论，我们证明了激光腔的泵浦轮廓可以优化高度多模和单模发射。该方法的开源实现已经可用。
2016-08-31 physics.optics
Nanomechanically induced transparency in $\mathcal{PT}$-symmetric optical cavities
本研究解析了$\u001b[1m\u001b[3mPT\u001b[0m$-对称光-纳米力学系统中的纳米力学诱导透明现象，揭示了库仑作用、纳米球半径对透明窗口的调控作用，及对称与破缺相下的转变行为，为光信号与量子信息处理提供了潜在方案。
2024-05-16 physics.optics quant-ph
Dynamics of soliton explosions in passively mode-locked fiber lasers
孤子爆炸是一种耗散孤子突然发生结构崩溃，但经过短暂的瞬态后又显著恢复到原来形状的不稳定现象。我们最近报道了在光纤激光器中首次实验观察到这种效应（A。F. J. Runge等人，Optica 2，36（2015））。在这里，我们扩大了我们的初步工作，提出了一个更详细的实验和数值研究的特性和动力学的被动锁模光纤激光器中的孤子爆炸。具体来说，我们探索不同的腔配置和增益水平，观察和表征爆炸事件使用光谱和时间实时单次拍摄技术。我们的研究结果强调，在实验中观察到的爆炸特性关键取决于输出耦合器所在的腔中的位置。此外，我们发现，爆炸发生的频率可以通过调节泵浦功率来控制。我们还确定了一种新的“部分”爆炸，其中强烈的光谱干涉条纹出现在脉冲光谱，但完全崩溃是避免的。最后，我们进行了数值模拟的基础上一个现实的迭代腔映射，并获得与实验测量结果吻合良好。仔细分析的模拟结果提供了强大的可信度的解释，孤子爆炸可以链接到一个多脉冲不稳定性。
2015-11-06 physics.optics
Influence of noise-induced modulations on the timing stability of passively mode-locked semiconductor laser subject to optical feedback
研究发现单外腔反馈的被动锁模激光器在短时间尺度上存在大幅定时波动，导致传统定时抖动估计方法产生较大误差；通过添加适当长度的第二反馈腔可显著抑制噪声诱导调制，改善短时和长时定时稳定性。
2025-04-25 physics.comp-ph physics.optics
Generation of femtosecond optical vortex beams in all-fiber mode-locked fiber laser using mode selective coupler
实验研究了一种基于单模光纤和少模光纤组成的全光纤熔融耦合器的高阶光涡旋脉冲激光器。在锁模腔中插入的熔融SMF-FMF耦合器不仅可以实现从LP 01模到LP 11或LP 21模的模式转换，其宽带宽度超过100 nm，而且可以直接输出飞秒涡旋脉冲。据我们所知，这是第一次在锁模光纤激光器中产生高阶脉冲涡旋光束的报道。产生的140飞秒涡旋光束具有以1544 nm为中心的67 nm的光谱宽度。
2016-11-30 physics.optics
Beam-controlled spectral-selective architecture with planar polydimethylsiloxane/metal-films for all-day radiative cooling
辐射冷却是一种零耗电的被动冷却策略。虽然这项技术在夜间最佳大气条件下可以很好地工作，但在白天实际出现峰值制冷需求时，必须实现有效的辐射制冷。在这篇文章中，我们报告了一种廉价的平面聚二甲基硅氧烷（PDMS）/金属热发射器，即，一种使用快速溶液涂覆工艺制造的薄膜结构，其可扩展用于大面积制造。通过操纵热辐射的聚束效应，在实验室和室外环境中分别证明了9.5 °C和11.0 °C的温度降低。此外，一个光谱选择性的太阳能遮蔽建筑的设计和实施，以抑制在白天的太阳输入。由于热辐射的方向性增强，辐射冷却性能对周围环境的依赖性被最小化。室外实验在纽约州布法罗市进行，在美国北部纬度典型的晴朗晴天实现了平均功率约为120 W/m2的全天连续辐射冷却。这种实用的被动冷却策略，在没有任何电力输入的情况下进行冷却，可能会对全球能源消耗产生重大影响。
2018-09-28 physics.app-ph physics.optics
Hybrid III-V Silicon Photonic Crystal Cavity Emitting at Telecom Wavelengths
光子晶体（PhC）腔由于其优良的品质（Q）因子和较小的模体积而成为硅光子集成电路的理想选择。在这里，我们展示了一个新的概念，一维混合III-V/Si PhC腔，利用标准的绝缘体上硅技术和有源III-V材料的组合。使用模板辅助的选择性外延，Si PhC晶格的中心部分被III-V增益材料局部地替换。III-V族材料被放置成与腔模场分布的最大值重叠，同时将PhC的主要部分保持在Si中。选择性外延工艺使得能够平行于衬底生长，并且因此能够与Si平面内集成，以及原位平面内同质和异质结。所制造的混合III-V/Si PhCs在室温下显示出从1.2 μm到1.6 μm的整个电信波段的发射，验证了器件概念及其在硅上完全集成光源的潜力。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
A Disordered Photonic Medium Enabling Ultrabroadband Light Scattering and Selective Longwave Infrared Emission
Princeton University（普林斯顿大学）
本文通过吸收-散射竞争因子设计无序光子介质，实现无金属反射器的紫外至远红外反射与选择性长波红外发射，并验证了其增强辐射冷却和季节性热调节性能。
2026-05-29 physics.app-ph physics.optics
Passive harmonic mode-locking by mode selection in Fabry-Perot diode lasers with patterned effective index
我们展示了被动谐波锁模的量子阱激光二极管设计支持离散梳的法布里-珀罗模式。使用腔有效折射率的非周期性图案化来实现模式光谱的光谱过滤。通过选择6个间隔为基模间隔两倍的模，在重复频率为100 GHz时获得了脉宽为2 ps的近变换极限脉冲输出。
2010-12-17 physics.optics
Gain assisted controllable fast light generation in cavity magnomechanics
本研究针对腔磁机械系统无源配置下高吸收阻碍快光输出的问题，通过引入有源腔提供有效增益，实现了磁机械共振附近可控的探测脉冲放大与超前，并发现其上限由稳定性条件决定，为腔磁力学中的光传播调控提供了新途径。
2023-06-07 physics.optics quant-ph
A large scale passive laser gyroscope for Earth rotation sensing
地球自转传感在不同的学科中有许多应用，例如用于监测地面运动，建立UT 1和测试地面上的相对论Lense-Thirring效应。报道了一种1 m × 1 m异质结构无源谐振陀螺的研制。通过将一对激光束沿顺时针和逆时针方向锁定到方环腔的相邻模上，在1000 s的积分时间下，实现了约2 E-9 rad/s的旋转分辨率。在5-100 Hz范围内，PRG的旋转灵敏度达到2 E-9 rad/s/rtHz，但受到探测噪声、残余调幅和腔体机械不稳定性的限制。我们的初步结果提高了报告的旋转敏感性的PRG和PRG具有很大的潜力，高分辨率的地球自转传感。
2019-05-06 physics.ins-det physics.optics
Mode locking in an optomechanical cavity
实验研究了一种集成机械谐振镜和光放大器的光纤环形腔。该器件表现出多种有趣的非线性效应，包括同步和自激振荡。当光学环形腔的频率被调谐到非常接近悬挂镜的机械频率时，观察到被动产生的光脉冲。在这个机械锁模过程的阈值处的光功率被发现与光放大器的量子噪声有关。
2020-02-04 physics.optics quant-ph
A stable 671 nm external cavity diode laser with output power exceeding 150 mW suitable for laser cooling of lithium atoms
我们报告的Littrow型671 nm外腔半导体激光器（ECDL）的设计和性能，提供大于150 mW的输出功率和增强的无源稳定性。ECDL的主体是用钛制成的，以最大限度地减少与温度相关的频率漂移。该激光二极管安装在一个圆柱形安装，允许垂直调整，同时保持与温度稳定的基板热接触。通过衍射光栅围绕最佳枢轴点的水平位移来实现波长调谐。紧凑的设计增加了ECDL的鲁棒性和被动稳定性，刚性但重量轻的衍射光栅臂降低了对低频机械振动的敏感性。ECDL的线宽约为360 kHz。我们使用671 nm的ECDL，没有任何额外的功率放大，激光冷却和磁光阱中的锂原子的捕获。这种简单、低成本的ECDL设计使用现成的激光二极管，没有抗反射涂层，也可以适用于其他波长。
2023-03-02 cond-mat.quant-gas physics.app-ph physics.atom-ph
Polarization selective Dove prism
我们提出了一种无源全光学器件，能够转换的轨道角动量（OAM）状态的光的偏振状态的条件。由于其线性光学性质，确保了该装置的效率。作为该器件的应用，我们给出了偏振和OAM量子比特之间的CNOT和SWAP操作，非干涉OAM模式分类器和OAM四维子空间上的广义Pauli X操作。
2020-09-05 physics.optics quant-ph
