Robust kHz-linewidth distributed Bragg reflector laser with optoelectronic feedback
我们展示了一个光学和电子反馈的组合,显着缩小了分布式布拉格反射器激光器(DBR)的线宽。我们使用来自长外部光纤路径的光反馈来降低激光器的高频噪声。放置在光反馈路径内部的电光调制器允许我们将电子反馈应用于具有非常大带宽的激光频率,从而实现对抑制激光噪声的低频分量的参考腔的鲁棒和稳定锁定。光学和电子反馈的组合使我们能够显著降低激光器在所有频率上的频率噪声功率谱密度,并将其线宽从1.1 MHz的自由运行值缩小到1.9 kHz的稳定值,这受到检测系统分辨率的限制。这种方法能够在宽波长范围内基于DBR构建具有亚kHz线宽的鲁棒激光器。
2019-10-07 physics.optics
Self-organized vortex and antivortex patterns in laser arrays
最近的研究表明,耗散耦合激光器阵列可以模拟经典的XY模型。我们表明,激光阵列的锁相可以引起自发形成的涡旋和antivortex相位图案,类似于拓扑缺陷的XY模型。这些图案是稳定的,尽管与基态激光模式相比,它们的形成不太可能。此外,我们发现,小比例的光子增益寿命不稳定的涡旋和antivortex相模式。这些发现对于研究光学拓扑效应以及设计激光阵列器件具有重要意义。
2021-02-19 physics.optics
A giant controllable gap in the optical spectrum of a semiconductor laser subject to intense feedback with rotated polarization
在极强反馈功率的限制下,研究了延迟光反馈的半导体激光器。在一定的反馈偏振旋转角度范围内,激光器的发射光谱显示出一个宽度超过太赫兹的巨大的间隙。通过反馈偏振旋转角的调节,可以调节间隙的位置和宽度。我们证明了一种理论方法,基于载流子密度光栅感应电势,解释了我们的实验结果。
2007-10-09 physics.optics
Coherent addition of two dimensional array of fiber lasers
给出了二维阵列排列的四个独立光纤激光器的高效自由空间相干叠加配置。它们包括紧凑和坚固的干涉组合器,可以插入组合激光器系统的腔内或腔外。结果表明,该方法的结合效率可达85%以上。
2008-10-20 physics.optics
Nonlinear Dynamics of Semiconductor Lasers Subject to Optical Feedback
这篇博士论文的三个目标是提高对半导体激光器在外部光反馈下观察到的动态不稳定性的机制的理解,提出一种抑制这些不稳定性的技术,并最终利用它们,例如用于安全通信或产生微波时间周期振荡。
2009-09-23 physics.optics
Acousto-optic laser optical feedback imaging
提出了一种将成像激光和超声波相结合的光子噪声和衍射极限成像方法。激光光学反馈成像(LOFI)技术是一种超灵敏的成像方法,用于通过散射介质或嵌入散射介质中对物体进行成像。然而,LOFI性能受到实验装置中发生的寄生光反馈的极大限制。在这项工作中,我们已经标记的弹道光子的声光效应,以过滤寄生反馈效应,并达到理论和最终的灵敏度的LOFI技术。介绍了声光激光光反馈成像(AO-LOFI)技术的原理和实验装置,并对寄生反馈进行了抑制。
2012-06-21 physics.optics
Tapered amplifier laser with frequency-shifted feedback
提出了一种基于锥形放大器的移频反馈(FSF)激光器。该激光器作为相干宽带光源工作,光谱宽度高达370GHz,相干时间为2.3us。如果FSF激光器由连续波激光器播种,则除了宽带发射之外,还出现跨越输出光谱的频率梳。该激光器输出功率为280mW,中心波长为780nm。锥形放大器的易用性和灵活性使我们的FSF激光器在广泛的应用中具有吸引力,特别是在计量领域。
2016-12-12 physics.optics
Design considerations and performance analysis of fiber laser array system for structuring orbital angular momentum beams
自光学轨道角动量(OAM)出现以来,OAM光束的产生和控制技术的发展不断影响着光通信、光镊和遥感等领域的应用。为了实现高功率、快速可切换的OAM光束的产生,光纤激光器的相干合成提供了一条很有前途的途径。在这篇文章中,我们全面研究了用于结构化OAM光束的相干光纤激光器阵列系统的设计考虑和性能分析。介绍了激光列阵系统的性能指标和评价方法。在此基础上,分析了高功率激光光源、发射阵列结构和动态控制系统等激光阵列系统的主要组成部分对输出相干合成OAM光束性能的影响,揭示了系统对扰动因素的容忍度,为系统设计和优化提供了指导。该工作为利用光纤激光器阵列实现空间结构化高功率、快速可切换的OAM光束提供了有益的参考。
2022-01-26 physics.optics
Theoretical analysis of optical feedback-controlled emission of dual-wavelength lasers
本文通过速率方程模型数值分析光反馈对双波长激光器发射的影响,发现短反馈腔和强反馈可实现稳健切换,且反馈相位差非关键参数,结果与实验一致。
2025-09-11 physics.optics
Random scattering and alternating projection optimization for active phase control of a laser beam array
一小部分的激光束阵列,其未知的相位关系必须设置为规定的值,发射到随机传输的散射介质。所得到的输出散斑图案由测量局部光强度的光电二极管阵列采样。该数据馈送一个创新的优化过程,控制相位调制器阵列。光-数值环路的几次迭代导致在任何期望的波前上的有效和快速的相位锁定。
2019-05-22 physics.optics
Self-aligned setup for laser optical feedback imaging insensitive to parasitic optical feedback
在本文中,我们提出了一种新的光学结构的激光光学反馈成像(LOFI)技术,它使得它有可能避免的光学寄生后向散射的不利影响所介绍的所有光学接口之间的激光源和研究对象。该提议的设置不需要特定或复杂的对准,这就是为什么我们可以将提议的设置视为自对准。我们描述的原则,用于避免寄生的背散射的贡献,显着恶化的幅度和相位信息包含在LOFI图像。最后,我们给出了成功的演示的振幅和相位的图像与此自对准设置中存在的寄生反射。
2014-02-26 physics.optics
Self-adaptive single frequency laser assisted by distributed feedbacks
超窄线宽高相干光源在激光干涉仪、引力波天文台、激光无线电等众多领域都具有重要的研究意义。本文从深入分析反馈信号激励下增益带内载流子的消耗和补充规律入手,提出了分布反馈辅助的激光线宽极限压缩的压缩思想。因此,一种新的激光器配置被证明。分布反馈结构将与输出波长匹配的腔模信号反馈到主腔,提供激光增益所需的激励信号。此外,基于片上分布反馈激光器系统进行了相应的实验研究。在正常工作条件下,获得了边模净化比为80 dB,线宽为10 Hz,洛伦兹线宽为亚Hz,相对强度噪声(RIN)为-150 dB/Hz的超窄线宽激光器。该方法适用于其他增益类型的激光器,也为其他激光器参数的极端调制提供了一个新的视角。
2020-11-27 physics.optics
Time-delay signature concealed broadband gain-coupled chaotic laser with fiber random grating induced distributed feedback
采用光纤随机光栅诱导分布反馈扰动混沌半导体激光器,将连续激光注入混沌半导体激光器,形成增益耦合混沌激光器系统,获得了功率谱平坦的宽带混沌激光器,最高功率谱可达8.5GHz。通过主激光器和从激光器之间的适当频率失谐,实现了超过三倍的带宽增强。与普通的混沌激光器不同,这种宽带混沌激光器的输出不含时延特征,可以用于实际的实时随机数产生,在信息安全和计算系统等领域有着广泛的应用前景。
2018-07-27 physics.optics
Dynamics and stability conditions of semiconductor lasers under external optical feedback from both sides of the laser cavity
为了提高相干通信系统的光谱效率,需要具有更窄线宽的激光器,因为它们能够实现具有更低误码率的高阶调制格式。特别地,半导体激光器由于其紧凑性、低功耗和大规模生产的潜力而成为关键部件。在现场测试的情况下,它们的输出耦合到光纤,使它们容易受到外部光反馈(OFB)的影响。这对其稳定性具有不利影响,因此传统上通过采用例如光学隔离器和成角度的输出波导来对抗。在这项工作中,以一种新的方式探索,以减少和稳定的激光线宽。传统上,在仅将其施加到激光腔的一侧的情况下研究了双折射。相反,这项工作给出了一个概括的情况下,双方的反馈。它使用通过通用代工平台提供的光子组件来实现,从而为具有高技术就绪水平的设备创造了一条道路。数值结果表明,相对于单反馈的情况下,双反馈的情况下的性能的改善。特别地,通过适当地选择来自两侧的反馈的相位,发现了宽的稳定性区域。这项工作为低成本,集成和稳定的窄线宽集成激光器铺平了道路。
2021-12-27 physics.optics
Improved phase locking of laser arrays with nonlinear coupling
提出了一种基于简并腔激光器的装置,用于形成具有腔内可饱和吸收体的非线性耦合激光器阵列。多个$30$激光器被空间相位锁定和时间Q开关。发现具有非线性耦合的布置比具有线性耦合的布置对损耗差的敏感性高$25$倍,并且比具有线性耦合的布置更快$5$倍地收敛到最低损耗锁相状态,从而为具有几个近简并解的问题提供唯一解。
2019-10-10 physics.optics
Formation of plano-convex micro-lens array in fused silica glass using CO2 laser assisted reshaping technique
报道了利用CO2激光辅助整形技术在石英玻璃表面制备高填充因子的平凸球面和正方形微透镜阵列。最初,周期性的微柱已经通过飞秒激光束在玻璃表面上编码。之后,通过在微柱的顶部上照射CO2激光束来抛光微柱数次。因此,在熔融石英玻璃表面上形成微透镜尺寸为50 μ m × 50 μ m的球形微透镜阵列和微透镜尺寸为100 μ m × 100 μ m的方形微透镜阵列。我们也研究了光通过球面微透镜阵列雕刻玻璃样品的强度分布。仿真结果表明,球面微透镜阵列的焦距为35 μ m。此外,我们研究了微透镜阵列雕刻玻璃样品的光学特性。所提出的基于CO2激光的整形技术是简单和快速的,显示出在各种透明材料中的光滑微透镜阵列的制造的承诺。
2016-05-29 physics.optics
Mode switching in ring lasers with delayed optical feedback
我们已经证明,一个相当弱的外部光反馈延迟可以导致模式切换的反传播模式。延迟时间应长于任何系统特征时间。从第一性原理出发,推导出了具有延迟光反馈的环形谐振腔的基本方程。导出了所需外反馈强度的解析表达式。除了常规行为外,系统还表现出复杂的混沌行为。
2013-12-25 physics.optics
Time-delay signature suppression in a chaotic semiconductor laser by fiber random grating induced distributed feedback
我们证明了在光纤随机光栅分布反馈的扰动下,半导体激光器可以发出无时延的混沌光。为了研究激光二极管在随机分布反馈作用下的混沌动力学行为,建立了基于Lang-Kobayashi模型的理论模型。预测了随机分布反馈在抑制时延特征方面优于单反射反馈。在实验中,光纤随机光栅产生的大量随机时延反馈将大量的外腔模引入半导体激光器,导致混沌动力学的高维数,从而掩盖了时延特征。所获得的具有最大抑制的时间延迟特征为0.0088,这是迄今为止最小的。
2017-03-21 physics.optics
Supersymetric laser arrays
我们介绍了由主光晶格及其超伙伴结构组成的超对称激光阵列的概念,并研究了它们的激光振荡的开始。由于两个组成晶格的耦合,它们的简并光学模式形成双重态,而与未破缺的超对称性相关的额外模式形成单重态。单重态激光可以通过在伙伴晶格中引入更强的损耗或仅泵浦主阵列来实现。我们的研究结果表明,建立单模,高功率激光器阵列的可能性,也是重要的多模奇偶时间对称光子结构中的光传输动力学的理解。
2015-01-13 physics.optics
Ultra-narrow Linewidth Fiber Laser with Self-injection Feedback Based on Rayleigh Backscattering
提出并实现了一种基于自注入反馈的超窄线宽单纵模光纤激光器。由于RBS的线宽比入射光在光纤中的线宽窄,并且它们具有相同的中心波长,RBS可以作为压缩光纤环形激光器中入射光线宽的机制。此外,自注入反馈方法除了可以扩大自由光谱范围外,还可以采集更多的RBS信号,进一步压缩激光线宽。实验结果表明,该激光器的边模抑制比达到75dB,激光线宽可低至~ 130 Hz。
2014-01-08 physics.optics
Suppression of coherence collapse in semiconductor Fano lasers
我们表明,半导体法诺激光器强烈抑制动态不稳定性引起的外部光反馈。与传统的法布里-珀罗激光器相比,反馈稳定性提高了几个数量级,在许多情况下甚至完全抑制了相干崩溃,这对集成光子学的应用至关重要。本文用推广的Lang-Kobayashi模型分析了有外反馈的半导体激光器的激光动力学,导出了临界反馈能级的解析表达式。
2019-11-06 physics.optics
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
Acoustic-optic Q-switched cavityless weak-feedback laser based on Nd:GdVO4 bounce geometry
基于Nd:GdVO_4激光器的反射几何结构,实现了无腔弱反馈声光调Q(AOQ)激光器。该激光器的重复频率可达500 kHz,输出功率大于4W。在100 kHz处的脉冲宽度达到5.2 ns,这是往返时间的4.3倍。首次提出了调Q无腔弱反馈激光器的理论。该理论非常适合于分析与往返时间相当的短脉冲。利用该理论,对我们的实验条件进行了仿真。仿真结果与实验结果的一致性证明了理论的正确性。
2019-04-10 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
Phase Transitions with Coupled Lasers Array, PhD Research Summary
本文总结博士研究,聚焦于耦合激光器阵列的相变,通过锁相大型网络并控制时空激光模式,实现快速散斑抑制及多种物理与计算应用。
2025-02-07 physics.optics
Random laser action with coherent feedback via second-harmonic generation
实验研究了二次谐波产生的相干反馈随机激光作用。与传统的基于光致发光效应的随机激光作用相比,由于材料固有的能级结构,随机激光作用需要在激活介质中有很强的光响应,且响应波段固定,而这种随机倍频激光作用表明了环形腔对非线性信号的可能限制,并由于非线性过程中灵活的频率转换拓宽了响应波段。相干随机激光与非线性光学的结合将为我们提供另一种可能的突破相位匹配限制的途径,利用光纤或基于反馈的波前整形方法来定向传输发射信号。这一工作在随机激光器、无相位匹配非线性光学等方面具有潜在的应用前景,并为随机非线性光学(RNO)带来了新的思考。
2016-11-23 physics.optics
Nanosecond-scale discrete wavelength switching in feedback-controlled single-gain-section multi-wavelength lasers
Vrije Universiteit Brussel (VUB)(布鲁塞尔自由大学)
本研究通过相控反馈实现单增益段多波长激光器的纳秒级离散波长切换,展示了其在高速全光网络中的应用潜力。
2026-02-25 physics.optics
Dynamical amplification of phase conjugation using a modulated optical feedback in a Nd:YVO_4 laser
本文研究了二极管泵浦Nd ~(3+):YVO_4固体激光器增益介质中相位共轭的动态放大。因此,与经典零差方法相比,观察到相位共轭波的调制幅度的增强高达+30 dB。
2014-02-26 physics.optics
Wavelength switching dynamics of two-colour semiconductor lasers with optical injection and feedback
本文研究了光注入反馈双色半导体激光器的波长开关动力学。这些器件包括开槽区域蚀刻到激光脊波导定制的输出光谱。实验测量表明,在这些设备的一个或两个模式的光注入可以诱导波长双稳态。调制光注入的测量开关动态被证明是在一个简单的速率方程模型的基础上与数值模拟非常一致。我们还通过实验证明了在较短的外腔长度下,延时光反馈可以引起波长双稳。数值模拟表明,这种双色光反馈系统可以提供快速的光存储功能的基础上注入的光脉冲,而不需要一个外部保持光束。
2012-07-10 physics.optics
Programmable all optical spin simulator with artificial gauge fields
本文研究激光阵列中的厄米耦合,通过在方形、三角形和环形阵列中实现任意耦合并引入人工规范场,成功打破时间反演对称性,为探索非常规耦合的自旋系统铺平道路。
2024-08-27 physics.optics
Coherent microscopy by laser optical feedback imaging (LOFI) technique
介绍了激光光学反馈成像(LOFI)技术在相干显微术中的应用。这种使用频移光学反馈的简单而有效的技术需要扫描样品以获得图像。讨论了检流镜扫描引起的渐晕、场曲等对幅相信号的影响。提出了一种简单的基于相位图像的监测方法,以找到扫描器的最佳位置。最后,一些实验结果说明这种技术。
2012-06-19 physics.optics
InP femtosecond mode-locked laser in a compound feedback cavity with a switchable repetition rate
提出了一种单片集成锁模半导体激光器。该复合环形腔由对撞脉冲锁模(ML)子腔和无源法布里-珀罗反馈子腔组成。这两个1.6 mm长的子腔通过在两端使用片上反射器耦合,从而实现谐波锁模。通过改变直流偏置条件,光学模式间隔从50到450 GHz的实验证明。从该激光二极管发射的短于0.3 ps的超快脉冲显示在自相关迹线中。
2018-02-16 physics.optics
Feasibility considerations of a soft-x-ray distributed feedback laser pumped by an x-ray free electron laser
讨论了X射线自由电子激光(X-FEL)泵浦软X射线分布反馈激光(DFL)的可行性。所考虑的DFL是Mg/SiC双层布拉格反射器,其由57.4eV的单个X-FEL聚束泵浦,在49 eV处激发对应于3s-3d -> 2 p1/2,3/2跃迁的MgL 2,3发射。基于由Yariv和Yeh开发的模型和扩展的耦合波理论,我们表明,这将是可能的,以获得与现有的X-FEL设备提供的泵浦兼容的阈值增益。
2014-06-23 physics.optics
Widely Tunable, Low Linewidth, and High Power Laser Source using an Electro-Optic Comb and Injection-Locked Slave Laser Array
我们提出了一种简单的方法来实现一个可调谐的,高功率和窄线宽的激光源的基础上的一系列高度相干的音调从电光频率梳和一组3 DFB从激光器。我们的实验表明,约1.25太赫兹(10 nm)的C波段内的调谐中心在192.9太赫兹(1555 nm)。输出功率约为100 mW(20 dBm),边带抑制比大于55 dB,在整个可调谐范围内线宽低于400 Hz。这种方法是可扩展的,并且可以扩展到覆盖显著更宽的光谱范围。
2021-03-03 physics.optics
Parity-Time Symmetry in Coherently Coupled Vertical Cavity Laser Arrays
本研究针对电注入相干耦合垂直腔面发射激光器阵列,采用含非对称增益与局部频率失谐的时域耦合模理论分析其非厄米性,预测光束转向等现象,并通过实验验证了模式演化、跳变及PT对称性破缺与理论定量吻合。
2016-12-13 physics.optics
Nonlinear modification of the laser noise power spectrum induced by a frequency-shifted optical feedback
本文研究了频移光反馈作用下激光器的稳态(即拍频调制信号)和瞬态(即激光量子噪声)动力学之间的非线性耦合。我们展示了如何在不同的光反馈条件下的噪声功率谱,更具体地说,激光器的弛豫振荡频率的修改。具体来说,我们研究的影响(i)返回到激光腔的光量和(ii)之间的频率偏移和固有弛豫频率的初始失谐。本文给出了弛豫频率与拍频信号强度的关系,以及噪声功率谱的形状,给出了非线性激光动力学的传递调制函数(即放大增益)的图象,理论预测与实验数据符合得很好,并得到了数值解的证实。
2016-09-30 physics.optics
Lowering the lasing threshold of distributed feedback lasers with loss
研究了具有放大和损耗层的一维分布反馈激光器的激光产生。我们表明,当激射频率从放大介质的过渡频率不同,损耗诱导激射可能会发生由于扩大的谐振器模式与吸收层中的损耗增加。这种加宽导致激射频率向跃迁频率的偏移。结果,腔模与放大介质的相互作用增强,激光阈值降低。
2015-11-27 physics.optics
Mode-Locked Chip Laser using Waveguide Arrays
我们从理论上证明了在具有波导阵列结构的半导体芯片上可以实现鲁棒的锁模。波导阵列被用作理想的饱和吸收机制,用于初始噪声启动以及脉冲整形和稳定。腔增益由注入电流和半导体材料的正向偏置提供。该技术可以直接与半导体架构和技术集成,从而实现片上宽带器件的潜力。
2014-05-07 physics.optics
Timing jitter of passively mode-locked semiconductor lasers subject to optical feedback; a semi-analytic approach
本文提出了一种计算锁模半导体激光器中脉冲定时抖动的半解析方法,并应用它研究了延迟相干光反馈对锁模半导体激光器中脉冲定时抖动的影响。所提出的方法大大减少了计算时间,因此,允许调查的依赖性更大的参数域的定时波动。我们发现,谐振反馈导致减少的定时抖动和频率牵引区域形成的主谐振,在其中观察到的定时抖动减少。这些频率牵引区域的宽度随着短反馈延迟时间线性增加。我们推导出一个解析表达式的定时抖动,它预测的单调减少的定时抖动的谐振反馈的延迟长度的增加,当定时抖动的影响是完全分离的幅度抖动的影响。对于长反馈腔,定时抖动的减小与反馈延迟时间$τ$的增加近似成$1/τ$的比例。
2015-07-02 physics.optics
Distributed feedback terahertz frequency quantum cascade lasers with dual periodicity gratings
利用双周期分布反馈光栅实现了太赫兹量子级联激光器的发射频率和输出光束方向的独立控制。通过使用适当的波矢量散射模型,设计了在固定频率下提供光反馈所需的光栅的空间折射率调制,同时设计了以受控角度为中心的远场发射图案。实现了在0°和50°之间通过设计调谐的角度的单模THz发射,导致了用于高度准直的THz QCL的原始相位匹配方法,光刻独立。
2016-05-30 physics.optics
Supersymmetric Laser Arrays
超对称性理论框架(SUSY)旨在将玻色子和费米子-两种完全不同的粒子-及其相互作用联系起来。虽然这种时空对称性被认为是高能物理学中许多未解之谜的完美解决方案,但它的实验验证迄今为止仍然难以捉摸。在这里,我们证明,超对称性的概念可以在光学中战略性地利用,以解决激光科学中长期存在的挑战之一。在这方面,实现了超对称激光器阵列,其能够仅以其基横模发射。我们的研究结果不仅为设计集成激光器中按比例放大辐射的新方案铺平了道路,而且在更基本的层面上,它们可以揭示非厄米性和超对称性之间有趣的协同作用。
2018-12-27 physics.optics
Pulsed Frequency Shifted Feedback Laser for Accurate Long Distance Measurements: Beat Order Determination
对于许多应用来说,远距离测量(10 m - 1000 m)且精度达到10-7是一个挑战。我们表明,这是可以实现的频移反馈(FSF)激光干涉技术,提供的射频拍频顺序的确定作出没有歧义和时间尺度上兼容的大气应用。使用脉冲FSF激光器,我们开发的激光导星应用,我们提出和测试,高达240米,一个简单的方法,用于测量拍阶实时。对动梳模型和Yatsenko模型也进行了讨论。这些模型中的第一个未能解释我们的长距离干涉测量结果。我们表明,长距离测量的精度主要取决于稳定的调制器的声频。
2012-07-09 physics.optics
Can one passively phase lock 25 fiber lasers?
是的,有可能锁相25个光纤激光器,但时间很短。我们的被动相位锁定二维耦合光纤激光器阵列的实验表明,25激光器的平均相位锁定水平是低的($20%-30%$),但可以超过90%的罕见的瞬时事件。平均相位锁定水平被发现,以减少更多的激光器在阵列中,并增加与阵列的连接。
2010-02-14 physics.optics
Plenoptic microscope based on laser optical feedback imaging (LOFI)
我们提出了一个全光显微镜的性能,它结合了高灵敏度的激光光学反馈成像装置,高分辨率的光学合成孔径和散粒噪声有限的信噪比,通过使用声学光子标记的概述。通过使用自适应相位滤波,该显微镜允许相位漂移校正和数值像差补偿(散焦,彗差,散光.)。这种新型显微镜似乎很适合通过散射和非均匀介质进行深度成像。
2015-06-18 physics.optics
Phase-locking of lasers with Gaussian coupling
本文提出了一种不受阵列几何形状、位置、方向、周期或尺寸影响的稳定同相锁定方法。该方法依赖于在激光器阵列的远场平面中插入腔内高斯孔径。稳定的相位锁定的$90$激光器,其远场图案是由具有极高的功率密度的尖锐的斑点,获得了各种阵列的几何形状,即使在存在近简并的解决方案,几何挫折或叠加的独立的纵向模式。激光器的内部相位结构也可以被抑制,以便获得具有均匀相位和总体高光束质量的纯高斯模式激光输出。该方法可以潜在地提高最近开发的用于解决各种计算问题的激光模拟器的性能。
2021-06-04 physics.optics
Injection locking and coupling the emitters of large VCSEL arrays via diffraction in an external cavity
光耦合半导体激光器的网络对于基础研究和在材料处理、照明和信息处理中的许多技术应用具有高度的兴趣。尽管如此,迄今为止还缺乏采用可扩展概念的此类元素的大型网络的实验实现。这里,我们呈现了$5 \times 5$正方形晶格阵列通孔中的垂直腔表面发射激光器的网络22。至关重要的是,该阵列允许单独控制每个激光器的泵浦电流,我们利用该泵浦电流在光谱上对齐阵列。利用衍射耦合通过外腔,22激光器相互注入锁定,而且,此外,我们证明了他们的同时锁相到外部注入激光器。VCSEL网络是复杂系统实验研究的一个很有前途的平台,并且作为光子神经网络具有直接的应用。该概念的可扩展性为包括更多单个激光器的系统开辟了未来的可能性。
2022-08-21 physics.optics
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
Mode-locked and tunable fiber laser at the 3.5 $μ$m band using frequency-shifted feedback
我们报道了一种中红外锁模光纤激光器,该激光器使用声光可调谐滤波器来实现在215 nm范围内频率调谐的频移反馈脉冲产生。激光器工作在掺铒氟化锆基光纤中的3.5 $μ$ m跃迁上,并利用双波长泵浦方案。使用双光子吸收自相关器测量了最小脉冲持续时间为53 ps的稳定的自启动锁模。最长波长为3612 nm,最大平均功率为208 mW。这是目前已知的最长波长的掺稀土锁模光纤激光器。广泛的可调谐性承诺环境传感应用的潜在用途。
2019-09-25 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
Formation of optical vortices using coherent laser beam arrays
提出了一种利用多光束相干叠加产生涡旋光束的新方案。根据广义惠更斯-菲涅耳衍射积分,导出了相干径向激光列阵的一般传输表达式。在此基础上,分析了小光束数目、小光束间距和拓扑荷数对光束强度和相位分布的影响。模拟结果表明,具有良好初始相位分布的相干径向激光阵列在自由空间中传输时,由于各子光束的干涉和叠加效应,可以有效地形成和产生光学涡旋。在聚焦系统中,聚焦面附近的合成光束具有很强的旋转效应,并具有位相螺旋性。
2008-05-27 physics.optics
Sensitivity of synthetic aperture laser optical feedback imaging
在本文中,我们比较了两种成像配置都基于激光光学反馈成像(LOFI)的灵敏度。第一种是直接成像,它使用传统的光学聚焦在目标上,第二种是由合成孔径(SA)激光,它使用数字聚焦。我们表明,SA配置允许获得良好的分辨率与高的工作距离,SA图像的缺点是,它有一个更差的光度平衡相比,传统的显微镜。LOFI的重要灵敏度部分弥补了这一缺陷。SA的另一个兴趣依赖于在单个x-y扫描中获得3D信息的能力。
2012-06-20 physics.optics
Global Alignment Reference Strategy for Laser Interference Lithography Pattern Arrays
针对传统干涉光刻受光学孔径限制难以制备大面积光栅的难题,提出基于双参考光栅的全局对准策略,通过交替移动光束与基底调整曝光区域,实现了3×3光栅阵列的高精度对准与连续衍射波前,为大基底干涉光刻阵列制备提供高效方案。
2024-11-04 physics.optics
Limitations of synthetic aperture laser optical feedback imaging
本文研究了合成孔径(SA)成像系统中幅相噪声的来源及其对激光光学反馈成像(LOFI)的影响。振幅噪声相当于光子噪声,是一种加性噪声,可以通过增加全局测量时间来降低。相位噪声可以分为三个家庭:随机,正弦和漂移相位噪声,我们表明,它作为一个乘性噪声。我们解释了如何通过过采样或根据其类型进行多次测量来降低相位噪声。这项工作可以很容易地扩展到所有SA系统(雷达,激光或太赫兹),特别是当原始全息图逐点采集。
2012-12-17 physics.optics
Time delay signature elimination of chaos in a semiconductor laser by dispersive feedback from a chirped FBG
对啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)色散光反馈下半导体激光器的时间延迟特性进行了实验和数值研究。与反射镜不同的是,光纤布拉格光栅提供了由色散引起的额外的频率相关延迟,从而诱导出具有不规则模式间隔的外腔模式,而不是由反射镜反馈诱导的固定模式间隔。与镜像反馈相比,CFBG反馈可以大大抑制甚至消除TDS,但随着反馈量的增加,它也会导致类似的准周期混沌路径。在实验中,采用色散为2000 ps/nm的CFBG,与镜反馈相比,TDS降低了90%,约为0.04。此外,数值和实验结果表明,TDS的演变是完全不同的:TDS下降更快地下降到一个较低的平台(甚至自相关函数的背景噪声水平),永远不会再次上升。这种演化趋势也不同于FBG反馈的演化趋势,即TDS随着反馈强度的增加先减小到最小值,然后再增加。此外,CFBG反馈没有滤波效应,并且不需要对反馈光进行放大。
2017-02-17 physics.optics