A wavelength-tunable mode-locked Yb-doped fiber laser based on nonlinear Kerr beam clean-up effect
提出了一种利用非线性克尔光束净化效应从全光纤锁模激光器中获得波长可调谐超短脉冲的新方法。这种可饱和吸收体由单模光纤和渐变折射率多模光纤拼接而成，并通过数值模型研究了它的可调谐带通滤波效应。通过调节渐变折射率多模光纤的弯曲条件，激光器可以产生中心波长在1040 ~ 1063 nm范围内可调谐的耗散孤子脉冲。输出激光脉宽可外压缩至791 fs，测得其射频频谱的信噪比为75.5 dB。该工作为波长可调谐锁模激光器的设计提供了一种新的思路，可作为一种有吸引力的光源应用于通信系统中。
2021-10-26 physics.optics
A low-phase-noise 18 GHz Kerr frequency microcomb phase-locked over 65 THz
激光频率梳是一种相干光源，可同时为精密计量提供原始频率间隔，并为超快和阿秒科学提供基础。最近，高Q值微谐振器中的非线性参数转换已被建议作为光学频率梳的替代平台，尽管几乎所有的频率都在100 GHz或更高。在这里，我们报告了一个低相位噪声的片上克尔频率梳与模式间距兼容的高速硅光电子学。氮化硅螺旋谐振器的波导横截面被设计成具有小的且平坦的群速度色散，使得克尔频率梳包含创纪录的3，600个锁相梳线。我们研究了单边带相位噪声以及长期频率稳定性，并报告了迄今为止18 GHz克尔梳状振荡器在1 MHz偏移下实现的最低相位噪声基底为-130 dBc/Hz，以及反馈稳定，以在1 s内实现7 x10 -11的频率Allan偏差。报告的系统是一个有前途的紧凑的平台，实现自参考克尔频率梳，也为高容量的相干通信架构。
2015-02-18 physics.optics
High-order coherent communications using mode-locked dark-pulse Kerr combs from microresonators
微谐振器频率梳利用集成光学腔中的非线性克尔效应来产生多个锁相频率线。线间距可以达到100 GHz量级的值，使其成为光纤通信中应用的有吸引力的多波长光源。根据微谐振器的色散，已经观察到不同的物理动力学。最近发现的梳状态对应于正常色散微腔中锁模暗脉冲的形成。这种暗脉冲梳对于先进的相干通信特别引人注目，因为它们显示出异常高的功率转换效率。在这里，我们报告的第一个相干传输实验，使用64正交幅度调制编码到频率线的暗脉冲梳。梳的高转换效率，使传输的光信噪比高于33 dB，同时保持激光泵浦功率水平与最先进的混合硅激光器兼容。
2018-01-10 physics.optics
Absolute frequency measurement of the 171Yb+ clock transition with a Kerr-lens mode-locked femtosecond laser
我们测量了$^{171}$ Yb $^+$的$6s^2S_{1/2} - 5d^2D_{3/2}$电四极跃迁频率，相对不确定度为$1\times 10^{-14}$，$ν_{Yb}$ = 688 358 979 309 312 Hz $\pm$ 6 Hz.利用飞秒频率梳发生器将单个囚禁离子产生的光频与铯原子喷泉控制的氢脉泽相位相干连接。该测量是有史以来报道的最精确的光学频率测量之一，并且它代表了对基于$^{171}$ Yb $^+$离子标准的光学时钟的发展的贡献。
2001-03-19 physics.optics
Low-noise, 2-W average power, 112-fs Kerr-lens mode-locked Ho:CALGO laser at 2.1 um
本文报道了一种2.1微米带内泵浦软光阑克尔透镜锁模Ho:CALGO激光器，实现2瓦平均功率、112飞秒脉冲及优异低噪声性能，为100飞秒级掺杂块状材料锁模激光的最高平均功率。
2023-03-16 physics.optics
Spectral Characteristics of Ultrashort Pulses in Kerr-lens Mode-Locked Lasers
研究了影响克尔透镜锁模Cr：LiSGaF激光器中飞秒脉冲光谱位置的几个因素：高阶色散、增益饱和、基态重吸收和受激拉曼散射。利用一维数值模型对激光腔进行了模拟，比较了不同因素对激光腔的相对贡献。拉曼效应提供了最大的自频移从增益峰值（高达60 nm），其次是增益饱和（25 nm），而高阶色散的贡献是微不足道的（5 nm）。通过与实验数据的比较，证实了受激喇曼散射是Cr：LiSGaF和Cr：LiSAF激光器超短脉冲自频移的主要原因
2001-07-07 physics.optics
Theory of sub-10 fs Generation in Kerr-lens Mode-locked Solid-State Lasers with a Coherent Semiconductor Absorber
本文介绍了利用半导体可饱和吸收体在连续波克尔透镜锁模（KLM）固体激光器中产生超短脉冲的研究结果。超短脉冲产生的问题是解决的理论框架，占相干性质的激光脉冲相互作用。建立了基于广义朗道-金兹伯格激光方程和布洛赫方程耦合的相干吸收体解析模型。我们表明，在没有KLM的情况下，半导体吸收体产生自诱导透明的2 pi-非sech-脉冲，而KLM提供极短的sech形脉冲产生。发现了2 pi和pi-sech型解和变面积啁啾脉冲，表明KLM的存在消除了对吸收体最小调制深度的限制。并对自动调节稳定性和自起动能力进行了分析。
2001-01-14 physics.optics
Directly diode-pumped, Kerr-lens mode-locked, few-cycle Cr:ZnSe oscillator
基于Cr $^{2+}$掺杂的II-VI族材料（通常称为中红外的Ti：Sapphire）的激光器可以直接提供具有超倍频程跨越光谱的几个周期的脉冲，并且用作产生宽带中红外辐射的有效驱动器。预期该技术的更广泛采用受益于更紧凑和成本有效的实施例。在这里，我们报告的第一个直接二极管泵浦，克尔透镜锁模Cr $^{2+}$掺杂的II-VI振荡器由一个单一的InP二极管泵浦，提供超过500 mW的平均功率和脉冲持续时间为45 fs -短于6个光周期在2.4 $μ$ m。与以前的二极管泵浦记录相比，这些对应于峰值功率增加了60倍，并且与更成熟的光纤泵浦振荡器处于相似的水平。这里提出的二极管泵浦飞秒振荡器是迈向更容易替代同步加速器式红外辐射的关键一步，预计将加速激光光谱学和超快红外光学的研究。
2019-05-30 physics.optics
Development prospects and stability limits of the mid-IR Kerr-lens mode-locked lasers
对掺Cr的ZnTe、ZnSe、ZnS有源介质的克尔透镜锁模能力和超短脉冲特性进行了数值分析。这些材料的优势，飞秒激光在2 - 3 $μ$ m的光谱范围内的表现。
2003-05-29 physics.comp-ph physics.optics
On the features of the Optical Rogue Waves observed in the Kerr lens mode locked Ti:Sapphire laser
已知克尔透镜锁模Ti：Sapphire激光器显示三种共存的操作模式，其可以被描述为：连续波（CW）、变换限制脉冲（P1）和正啁啾脉冲（P2）。光学流氓波，在高能量的脉冲的形式出现比预期的更经常在高斯分布，观察到的模式P2的混沌制度，但不是P1。这些高能脉冲以不可预测的方式出现，但据观察，它们的间隔（如果以往返次数来衡量）只能取一些确定的值，这被称为“幻数”。通过基于五变量迭代映射的数值模拟，正确地再现了P2中光学流氓波的存在，而不是P1中的光学流氓波，以及幻数的存在。但是，一个成功的数值模拟提供了有限的洞察观察到的现象的物理原因。我们提出的证据表明，在这种激光器中的光学流氓波遵循调制不稳定性，并在P1的初始条件迅速演变成P2，如果参数的值是超出不稳定性的阈值。幻数是"冷"腔的周期轨道的残差时，它是由耗散项的相反效果，由于横向孔径的存在下，和一个扩展项，由于克尔效应扰动。
2014-03-20 physics.optics
Kerr nonlinearity, self-injection locking and correlation in a microresonator
本文提出利用克尔非线性微腔和两台自注入锁定激光器实现非简并四波混频，产生空间分离的相关光学谐波，并通过晶体回音壁模式谐振器实验验证理论预测。
2025-06-10 physics.optics
Microresonator Kerr frequency combs with high conversion efficiency
基于微谐振器的克尔频率梳（微梳）产生可能会彻底改变从电信到光学频率合成的各种应用。然而，锁相微梳通常具有限于几个百分比的低转换效率。在这里，我们报告的实验结果，实现约30%的转换效率（约200 mW的芯片上的梳功率不包括泵）在光纤通信波段与宽带锁模暗脉冲梳。本文给出了适用于任何锁相微梳态的效率的一般分析。泵浦的有效耦合条件以及局域时域结构的占空比在确定转换效率中起关键作用。我们观察到的高效率梳状状态是相关的应用，如光通信，需要高功率每梳线。
2016-10-13 physics.optics
Intracavity THz generation using a thin lithium niobate plate in a compact Kerr-lens mode-locked Yb:CALGO bulk oscillator
Ruhr-Universität Bochum（鲁尔大学）；Vilnius University Laser Research Center（维尔纽斯大学激光研究中心）；Helmut-Schmidt-Universität（赫尔穆特·施密特大学）
本研究在紧凑型克尔透镜锁模Yb:CALGO固体振荡器中，利用50微米厚铌酸锂片通过光整流实现腔内太赫兹产生，获85 MHz重复频率、120 W太赫兹功率，为高重复频率太赫兹时域光谱系统提供了替代方案。
2026-09-21 physics.optics
Universal Kerr-thermal dynamics of self-injection-locked microresonator dark pulses
研究揭示了半导体激光自注入锁定到硅氮化物微谐振器的 Kerr-热动力学，实现了低噪声光子微波生成。
2025-06-18 physics.optics
Narrow linewidth lasing and soliton Kerr-microcombs with ordinary laser diodes
窄线宽激光器和由锁模激光器产生的光学频率梳革新了光学频率计量学。在紧凑型晶体或集成环形光学微谐振器中出现的孤子克尔频率梳为应用开辟了新的视野。然而，这些梳齿，正如自然假设的那样，需要窄线宽的单频泵浦激光器。我们证明了一个规则的多频法布里-珀罗激光二极管自注入锁定到一个光学回音壁模式（WGM）微谐振器可以首先有效地转换为一个单频超窄线宽源，然后相干孤子梳状振荡器与低功耗和进一步集成的可能性。
2018-09-26 physics.optics
Floquet Topological Dissipative Kerr Solitons and Incommensurate Frequency Combs
本文提出并演示了基于Floquet拓扑工程的二维强耦合谐振器阵列中产生非公度、相位锁定的拓扑孤子频率梳，具有鲁棒性和可调谐梳线间距，拓展了频率梳生成的新范式。
2024-11-11 physics.optics
Controlling group and phase velocities in bidirectional mode-locked fiber lasers
报道了一种双向锁模光纤激光器，该激光器产生两个相同重复频率的相关频率梳。同时测量了脉冲和相速度的强度依赖性。正如预期的那样，相位延迟由线性和非线性折射率决定。非线性克尔效应对脉冲速度的贡献与可饱和增益动力学的贡献相比相形见绌。
2019-04-17 physics.optics
Kerr-lens Mode Locking Without Nonlinear Astigmatism
我们演示了一个克尔透镜锁模折叠腔使用平面（非布鲁斯特）钛：蓝宝石晶体作为增益和克尔介质，从而消除了由布鲁斯特削减克尔介质所造成的非线性像散。我们的方法使用一种新型的腔折叠，其中腔内激光束在两个垂直平面中传播，使得一个反射镜的像散由另一个反射镜补偿，从而能够引入无像散的平面切割增益介质。我们证明，这种配置是固有的非线性散光，这在标准腔折叠需要一个特殊的功率特定的补偿。
2013-01-02 physics.optics
Passively mode locked Raman laser
本文报道了在光泵晶体回音壁模谐振腔中，在拉曼偏移处产生的一种新型锁模光梳（拉曼梳）的观测结果。通过测量快速光电二极管上的光梳产生的射频拍频来确认锁模。当拉曼梳存在时，既没有观察到传统的克尔梳，也没有观察到超参量振荡。
2010-06-25 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
Curved plasma channels: Kerr lens and Airy prism
我们解析地计算了高功率艾里光束中克尔自聚焦和艾里轮廓本身在它们是唯一的主动过程时分别引起的横向能流。在代表空气和凝聚介质中高功率超短激光脉冲激光成丝实验的实验条件下，克尔透镜在主峰处诱导的横向能流远大于艾里“棱镜”。因此，艾里光束中的弯曲等离子体通道不仅是弯曲焦点上的等离子体火花，而且实际上是自导引细丝，并且它们的弯曲轨迹由于线性艾里传播机制而表现为扰动。
2010-11-07 physics.optics
Automodulations in Kerr-lens Modelocked Solid-State Lasers
对克尔透镜锁模钛宝石激光器中与自调制相关的非平稳脉冲区进行了实验和理论研究。这样的激光机制发生在小于或大于稳定锁模所需的腔内群延迟色散处，并且在几百kHz的频率下表现出脉冲幅度和光谱的调制。这种调制的稳定性，导致脉冲峰值功率增加了十倍，是通过弱调制泵浦激光器的自调制频率。主要的实验观察结果可以解释与往返模型的飞秒激光器考虑到增益饱和，克尔透镜，和二阶和三阶色散。
2000-09-05 physics.optics
Tapered Fibre Fabry-Pérot Cavities for the Generation of Near-Visible, Phase-locked, and Broadband Kerr Frequency Combs
The University of Auckland（奥克兰大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonic and Quantum Technologies（多德-沃尔斯光子与量子技术中心）
本文利用锥形光纤法布里-珀罗腔实现近可见宽带Kerr频率梳，通过几何色散工程克服正常色散并增强非线性，实验和数值展示了多种相位锁定孤子结构，为可见光频率梳提供新平台。
2026-09-29 nlin.PS physics.optics
Investigation of the Kerr-lens Mode Locking Ability of Cr:ZnSe Solid-State Laser
通过对Cr：ZnSe激活介质非线性折射率的理论计算，预测了Cr：ZnSe激活介质在2000 - 3000 nm光谱范围内存在较强的离焦级联二阶非线性。在此基础上，提出了克尔透镜锁模的最佳腔结构，可以实现亚100 fs的脉冲持续时间。数值模拟证实了强自相位调制导致的激光器的强失稳过程。超短脉冲产生的稳定性是可能的，由于光谱过滤，增加了脉冲持续时间高达300 fs。
2000-09-18 physics.optics
Sub-Hz Stability and Correlation in Pair-Generated Primary Kerr Comb Tones
Applied Physics Institute, Hebrew University of Jerusalem（希伯来大学应用物理研究所）
研究氮化硅微谐振器中一对产生的初级克尔梳状波的相干性和频率稳定性，用同步多通道频率计数表征其时间波动和相关性，结果表明产生的频率受参数能量守恒约束，确立其为适用于精密频率应用的芯片级参数频率三元组。
2026-07-20 physics.optics
Energy scaling of Kerr-lens modelocked Ho:YAG thin-disk oscillators to the microjoule level
本文展示了2.1-μm波长克尔透镜锁模Ho:YAG薄片激光器的峰值功率和脉冲能量定标，实现了1.7 μJ脉冲能量和3.7 MW峰值功率，创下了该波长锁模振荡器的最高功率纪录。
2025-03-18 physics.optics
At the threshold of distributed Kerr-lens mode-locking in a Cr:ZnS waveguide laser
本研究验证了中红外Cr:ZnS波导激光器基于非线性空间模式耦合实现时空锁模的可行性，发现泵浦光诱导的软光阑可调控空间模式，为分布式克尔透镜锁模及光子弹形成奠定基础。
2023-01-25 physics.optics
Phase stabilization of Kerr frequency comb internally without nonlinear optical interferometry
光学频率梳（OFC）技术已经成为精密频率计量、时间重新定义、极端光-物质相互作用和阿秒科学等科学突破的基石。虽然目前基于锁模激光的OFC在扩展科学前沿方面取得了巨大成功，但其在实验室环境之外的实际应用中的使用仍然是一个未解决的挑战。基于微谐振器的OFC，或克尔频率梳，最近已经成为一个候选的解决方案的挑战，因为他们的更好的尺寸，重量和功耗（SWaP）。另一方面，目前的相位稳定技术需要外部光学参考或功率要求高的非线性过程，推翻了克尔频率梳的SWaP优势。引入相位控制的新概念，本文报道了一种不需要任何光学参考或非线性过程的内稳相克尔频率梳。我们用腔诱导调制不稳定性理论解析地描述了梳状波的产生，并首次证明了光频率可以通过控制两个内部可访问的参数来稳定：一个固有的梳状波偏移和梳状波间距。这两个参数都被锁相到微波基准，残余相位噪声分别为55 mrad和20 mrad，由此产生的梳间频率不确定度为0.08 Hz或更小。环外测量证实整个梳具有良好的相干性和稳定性，测得的光频分数不稳定度为5x 10 ^-11/sqrt（t）。新的相位稳定方法保留了克尔频率梳的关键优势和芯片级电子和光子集成的潜力。
2016-11-09 physics.optics
Geometrical analysis of Kerr-lens mode-locking for high-peak-power ultrafast oscillators
克尔透镜锁模振荡器产生的超短脉冲有着广泛的应用。迄今为止，这些激光谐振腔的设计和对准已经由光束传播的常规分析在理论上支持。然而，成熟的理论框架有时超出了高峰值功率振荡器的范围。在本文中，我们分析了环形谐振器的几何形状，通过扩展的ABCD矩阵方法的高峰值功率制度。为高峰值功率脉冲实现稳定的克尔透镜锁模提供了指导。
2020-03-21 physics.comp-ph physics.optics
Complete reconstruction of the space-time dynamics in a Kerr-lens mode-locked laser
本文对激光器中克尔透镜锁模（KLM）的全时空动力学进行了完整的数值分析和模拟。KLM动力学是产生超短脉冲的主要机制，它依赖于由于自聚焦引起的空间非线性演化与由于自相位调制（SPM）和色散引起的时间非线性压缩之间的复杂耦合。我们的数值工具模拟了所有时间尺度上腔中光场的动态演化：单次往返中脉冲包络的快速时间尺度，以及一次往返到下一次往返之间的慢速时间尺度。我们采用非线性ABCD形式主义，充分处理所有相关的影响，在激光器中，即自聚焦和衍射，色散和SPM，空间相关的损失和增益饱和。我们证实了我们的模型的有效性，通过再现脉冲形成KLM在各个方面：脉冲能量，持续时间和增益的演变过程中观察到整个腔建设（从自发噪声到稳态），充分展示了非线性模式竞争，以及在增益带宽，色散和自相位调制之间的相互作用的最终脉冲在稳态的依赖。直接观测脉冲的非线性时空演化是分析和优化KLM操作以及探索新的非线性时空现象的关键。
2022-08-15 physics.app-ph physics.optics
10 W injection-locked single-frequency continuous-wave titanium:sapphire laser
具有良好纵模和横模的高功率可调谐激光器是探索量子物理的基本工具。在这里，我们报告了一个高功率连续波注入锁定钛：蓝宝石激光器与低损耗腔配置，其中只有一个激光晶体安装在激光腔。虽然横模受到激光晶体中形成的热透镜的影响，但是热透镜的焦距可以通过激光晶体保持器的温度或泵浦功率来移动。结果，我们找到了一个条件，10 W的单频振荡具有良好的横模和斜率效率为51%。
2021-02-22 physics.optics
Large-mode-area Soliton Fiber Oscillator Mode-locked with Linear Self-stabilized Interferometer
在这项工作中，我们研究了一种方法，以扩大输出脉冲能量的全保偏17 MHz的掺Yb光纤振荡器通过实现25 μ m的芯径大模面积光纤。人工饱和吸收体的克尔型自稳光纤干涉仪的形式，使高度稳定的锁模稳态的孤子类操作制度与170 mW的平均输出功率和总输出脉冲能量约10 nJ分布在两个输出端口之间。与由5.5 μ m芯尺寸标准光纤组件制成的参考振荡器的实验参数比较显示，脉冲能量增加了36倍，同时在> 100 kHz的高频范围内降低了强度噪声。
2022-08-10 physics.optics
Spectral-control-assisted Kerr-lens mode-locking in a Tm:Y2O3 ceramic laser
State Key Laboratory of Ultra-intense Laser Science and Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所超强超短激光科学国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术研究中心）；Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, Jiangsu Normal University（江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室）；Future Technology School, Shenzhen Technology University（深圳职业技术大学未来技术学院）
该研究通过光谱控制抑制高粒子数反转下的波长竞争，实现了稳定的Tm:Y2O3陶瓷激光器克尔透镜锁模，优化后获得了更短脉冲，验证了光谱控制的有效性。
2026-10-12 physics.optics
Long-Term $10^{-18}$-Level Flexible Stability Transfer with a Hybrid-Locked Kerr Microcomb
Institute of Applied Physics, The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学应用物理研究所）
提出一种支持部分和全光分频的通用片上光时钟架构，采用混合无源-有源方案独立锁定任意两个微梳齿以消除控制环路交叉耦合，实现1e-16的残余相对频率不稳定度，推动集成光时钟走向实际部署。
2026-10-01 physics.app-ph physics.optics
Generation of a coherent near-infrared Kerr frequency comb in a monolithic microresonator with normal GVD
我们证明了实验，并从理论上解释，产生一个广泛的，从根本上锁定克尔频率梳的非线性谐振器与正常的群速度色散。实验中使用了自由光谱范围为10 GHz的氟化镁回音壁谐振腔，泵浦波长为780 nm和795 nm。观察到的频率梳的包络显着不同的克尔频率梳光谱以前报道。我们通过数值模拟表明，虽然频率梳不对应于短光脉冲的产生，所产生的谐波的相对相位是固定的。
2014-04-09 physics.optics
A stabilized chip-scale Kerr frequency comb via a high-Q reference photonic microresonator
我们通过将泵浦激光器锁定到一个独立的稳定的高Q值参考微谐振器和将梳齿间距锁定到一个外部微波振荡器来稳定芯片级Si3N4锁相克尔频率梳。在这种梳状结构中，泵浦激光位移对梳状结构间距变化的影响可以忽略不计。该方案是走向小型化的稳定克尔梳状系统的微谐振器参考可以潜在地集成在芯片上。稳定梳的光学谐波的分数不稳定性受到用于梳间隔锁定的微波振荡器的限制，低于1s的平均时间，并且与泵浦激光器的长期漂移相一致。
2016-07-20 physics.optics
On phase-locking of Kerr combs
本文从理论上研究了克尔光学频率梳的频谱分量在图灵斑图动力学范围内的锁相现象。我们表明，这些图灵模式显示出特别强大和强大的锁相，源于一个级联的锁相三重态渐近导致的模式之间的全局锁相。定义的光脉冲的形状的本地和全球的相位锁定关系的解析确定。我们的分析还表明，孤子显示一个弱得多的相位锁定，可以更容易地被破坏比在图灵模式制度。我们的研究结果表明，图灵模式通常是最适合的应用程序需要最高的稳定性。实验产生这样的梳也进行了详细讨论，在良好的协议与数值模拟。
2014-01-05 physics.optics
Dissipative quadratic soliton mode-locked optical parametric oscillator
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）
本文提出通过被动模式锁连续波驱动的双共振退化OPO，利用自发形成的飞秒耗散二次孤子实现超快激光器的扩展，展示了非局部有效克里格非线性对腔体动态的影响，为耗散孤子形成提供了新方法。
2026-04-03 physics.optics
Synchronization of non-solitonic Kerr combs
同步是自然界中普遍存在的现象，表现为耦合非线性振子的频谱或时间锁定。在光子学领域，同步已经在各种激光器和振荡器系统中实现，从而实现包括相干光束组合和高精度泵浦-探测测量在内的应用。最近的实验还显示了克尔频率梳通过耦合在耗散孤子中操作的两个单独的振荡器的时域同步[即，反常群速度色散（GVD）]机制。在这里，我们展示了在非孤子，正常的GVD制度，其中锁相梳与高泵梳转换效率和相对平坦的光谱轮廓产生的克尔梳的全光同步。我们的研究结果揭示了克尔梳同步的普遍性，并将其范围扩展到孤子制度之外，在一个有效的微谐振器平台上，为相干组合的正常GVD克尔梳开辟了一条有前途的道路。
2021-04-30 physics.optics
Self-Frequency Shift of Cavity Soliton in Kerr Frequency Comb
结果表明，倍频程Kerr频率梳产生的超短腔孤子具有显著的自适应性和对外部扰动的鲁棒性，从而产生了一种新的频移/抵消机制，并产生了巨大的色散波，以响应Kerr非线性、Raman散射、色散和腔Q的强频率依赖性.这些观测结果为非线性孤子动力学的多功能操纵、锁模克尔频率梳的灵活频谱工程和光波的高效频率转换开辟了一条伟大的途径。
2014-04-04 nlin.PS physics.optics
Parametrically driven Kerr cavity solitons
时间腔孤子是在非线性腔中无限传播的光脉冲。它们目前吸引了大量的关注，既因为它们的许多潜在应用，也因为它们与其他科学领域的联系。腔孤子被锁相到驱动激光器。这就是它们与激光耗散孤子的区别，也是它们成为精密应用（如光学原子钟）的优秀候选者的主要原因。到目前为止，焦点一直在驱动克尔孤子接近其载波频率，在这种情况下，一个稳定的本地化解决方案存在固定的参数。在这里，我们实验证明，第一次，克尔腔孤子激发约两倍的载波频率。在这种被称为参量驱动的结构中，两个相位相反的孤子可以共存。我们使用一个光纤谐振器，它包含一个二次非线性部分和激发稳定的孤子通过扫描的驱动频率。我们的实验结果与开创性的振幅方程非常一致，突出了与流体动力学和机械系统的联系。此外，我们实验证实，两个不同的相位锁定孤子可以同时激发和利用这种多重性，以产生一串随机位，从而扩展池的应用克尔谐振器的随机数发生器和伊辛机。
2021-01-19 nlin.PS physics.optics
Quadratic soliton mode-locked degenerate optical parametric oscillator
通过确定耦合波方程与参数驱动非线性薛定谔方程之间的相似性，在群速度失配为零的参数空间中，揭示了二次孤子锁模简并光参量振荡器的存在条件.我们研究了二次孤子的性质，并根据系统参数将其动力学分为两个不同的分支。我们发现共振泵浦和信号之间的非线性相互作用导致类似于色散双光子吸收和色散克尔效应的现象。二次孤子扰动的起源被确定和战略，以减轻其不利影响的发展。太赫兹梳状带宽和飞秒脉冲持续时间可在短波红外中的示例性周期性极化的砷化镓锂波导谐振器和长波红外中的示例性取向图案化的砷化镓自由空间腔中获得。二次孤子锁模原理可以推广到其他材料平台，使其成为一种具有竞争力的中红外超短脉冲和宽带梳状光源结构。
2020-01-12 physics.optics
Microcavity-enhanced Kerr nonlinearity in a vertical-external-cavity surface-emitting laser
自锁模已经成为垂直外腔面发射激光器产生超短脉冲的一条新兴途径。在我们的工作中，一个强大的克尔非线性，到目前为止，假定引起锁模操作的证据和强大的非线性增强的微腔被揭示。我们提出了依赖于波长的测量的非线性吸收和非线性折射率变化的增益芯片使用Z扫描技术。我们报道了（InGa）As/Ga（AsP）材料系统在接近激光设计波长处的负非线性折射率高达1.5E-11 cm ~ 2/W，这可能导致克尔透镜效应。我们表明，通过改变探测光束相对于增益芯片的入射角，克尔非线性可以进行波长调谐，随着微腔共振移位。这样的发现可能最终导致新的概念，定制的自锁模行为，实现了独特的克尔透镜芯片设计的成本效益，强大的和紧凑的fs脉冲半导体激光器。
2018-08-09 physics.optics
Distributed Kerr-Lens Mode-Locking Based on Spatiotemporal Dissipative Solitons in Multimode Fiber Lasers
介绍了多模光纤激光器中稳定时空孤子的形成机制。这是基于空间梯度耗散，导致分布式克尔透镜锁模。我们的分析涉及广义耗散Gross-Pitaevskii方程的解决方案。该方程在非线性物理学中有广泛的应用，包括非线性光学、时空图案形成、等离子体动力学和玻色-爱因斯坦凝聚体。我们证明，耗散和非耗散物理机制的精心控制的结果在稳定的（2+1）维耗散孤子的自出现。实现这样一种状态并不需要任何额外的耗散非线性的存在，如激光器中的锁模器，或玻色-爱因斯坦凝聚体中的非弹性散射。我们的方法允许通过相干局域结构（例如超短激光脉冲或玻色-爱因斯坦凝聚体）获得稳定的能量（或“质量”）。
2020-07-10 nlin.PS physics.optics
A Kerr Polarization Controller
在脉冲激光系统中，克尔效应引起的光偏振态的变化是众所周知的。一个例子是非线性偏振旋转，这对许多类型的锁模激光器的操作至关重要。在这里，我们证明了克尔效应在高精细法布里-珀罗谐振腔可以用来控制连续波激光器的偏振。结果表明，线偏振输入场被转换成左或右圆偏振场，通过光功率控制。观测结果解释克尔非线性引起的对称性破缺，分裂的谐振频率的简并模式相反的偏振旋向性，否则对称的谐振器。全光偏振控制的阈值功率下降到7 mW。这种基于克尔效应的偏振控制器的物理原理对于高Q克尔非线性谐振器是通用的，并且也可以在光子集成电路中实现。除了偏振控制之外，偏振态的自发对称性破缺可用于偏振滤波器或在接近破缺点操作时的高灵敏度偏振传感器。
2021-04-29 physics.optics
Bringing short-lived dissipative Kerr soliton states in microresonators into a steady state
最近在光学微谐振器中产生了耗散克尔孤子，使微波重复率下的超短光脉冲成为可能，构成了相干和数值可预测的克尔频率梳。然而，时间孤子的播种和激发与腔内功率的变化相关联，这可能导致在激发过程期间的大的热共振位移，并使最常用的谐振器平台中的孤子状态短暂。在这里，我们描述了一种“功率踢”的方法来克服这种不稳定性，通过调制泵浦激光的功率。快速调制触发孤子形成，而功率的缓慢调节补偿激发激光扫描期间的热效应。使用这种方法，最初也非常短的寿命（100 ns）的孤子状态，遇到的SiN集成的光子微谐振器，可以被带入一个稳定的状态相比，早期报道的技术，依赖于调整的激光扫描速度只。一旦孤立子状态处于稳定状态，它可以持续数小时，并且是热自锁的。
2016-07-25 physics.optics
Kerr-microresonator solitons for accurate carrier-envelope-frequency stabilization
光脉冲的载波包络相位稳定可以通过直接光频合成、绝对光-微波相位转换和超快波形控制实现精密测量。我们报告这样的相位稳定克尔微谐振器频率梳集成在硅芯片上，并验证其分数频率不准确度在<3 × 10 -16。我们的工作介绍了一个互锁克尔梳配置包括一个氮化硅和一个二氧化硅微谐振器，其特点是近谐波重复频率，可以用一个激光器产生。这些频率梳支持超快激光制度，具有几个光周期，1皮秒周期的孤子脉冲和170 THz的总色散波增强带宽，同时在光学和微波域之间提供稳定的相位链接。为了适应低功耗和移动应用平台，我们的锁相频率梳系统的芯片耦合功率小于250 mW。我们的工作建立克尔微谐振器梳作为一个可行的技术，如光学原子计时，光学合成和相关方向的应用。
2017-11-20 physics.optics
Spectral filtering effect of diffraction gratings with a lens coupling to optical fibers
本研究针对由衍射光栅、耦合透镜和光纤构成的光谱滤波器开展理论分析，利用光线传输矩阵推导带宽与群速度色散的计算方程，为光纤基光谱滤波器尤其是锁模光纤激光器的相关设计提供参考。
2025-03-23 physics.optics
Thermal lensing-induced bifocusing of spatial solitons in Kerr-type optical media
热光效应导致光学介质中入射光束的双聚焦，这是由于热透镜产生的双折射，热透镜可以将入射光束分解为不同偏振的双分量信号。通过同时求解光束在具有均匀热流负载的一维克尔介质中的热传导方程和传输方程，提出了一种非微扰的理论描述，描述了在具有热致双折射的克尔介质中双脉冲孤子的形成过程.通过非等谱逆散射变换，假设初始解为脉冲形状，得到了波动方程的单孤子解，该解代表了特征性质强烈依赖于热空间分布轮廓的双脉冲光束。
2011-02-19 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
Self-locked broadband Raman-electro-optic microcomb
提出自锁定 Raman-electro-optic (REO) microcomb，利用 EO、Kerr 和 Raman scattering 协同作用，在无需外部主动反馈下实现跨越 300 nm、包含近 1400 条 comb lines 的宽带低噪声 OFC。
2024-05-30 physics.optics
Multi-pass oscillator layout for high-energy mode-locked thin-disk lasers
提出了一种新的多程谐振腔光学布局，为锁模薄片激光器的脉冲能量定标铺平了道路。我们提出的多通谐振腔由一系列几乎相同的光学段组成。每个段对应于在光学稳定腔中的往返行程，所述光学稳定腔包含呈现软孔径效应的有源介质。该方案适合于能量和功率缩放，因为与基于4f的方案相反，该多程谐振器的稳定区域不随程数而缩小。这种多段谐振器的本征模的模拟需要考虑孔径效应。这已经通过将有效高斯孔径实现为具有虚焦距的透镜的ABCD矩阵形式来实现。最后，我们提出了一种简单的方法，通过对所用光学元件进行最小限度的重新排列，将工业中使用的最先进布局的稳定区域增加一倍。
2016-05-02 physics.optics
Deterministic generation of single soliton Kerr frequency comb in microresonators by a single shot pulsed trigger
克尔孤子频率梳产生在单片微谐振器最近引起了极大的兴趣，因为它使芯片级的几个周期的脉冲产生在微波速率与平滑的倍频程跨越频谱的自参考。这种通用平台在双梳光谱学、低噪声光频率合成、相干通信系统等方面有着重要的应用。然而，在微谐振器中直接且确定性地产生和维持单孤立子状态仍然具有挑战性。在本文中，我们提出并从理论上证明了单孤子克尔频率梳的激发连续波驱动的非线性微腔与脉冲触发种子。与目前报道的大多数频率调谐方案不同，我们证明了一个充满活力的Single Shot脉冲可以确定性地触发单孤子态，而不会经历任何不稳定或混沌状态。泵浦频率和腔谐振都不需要调谐。所产生的锁模单孤子克尔梳是鲁棒的，对扰动不敏感。即使当考虑到由腔内光的吸收引起的热效应时，所提出的单脉冲触发方法仍然有效，而不需要任何热补偿装置。
2018-02-06 physics.optics
Extraordinary transverse magneto-optical Kerr effect in a superlens
已经示出，负折射率材料的板可以表现为超透镜，其增强超过波长极限的成像分辨率。我们在这里表明，如果这样的板具有额外的一些磁光活动，它可以作为一个理想的光学滤波器，并表现出非凡的横向磁光克尔效应。此外，我们表明，损失，破坏这些镜头的成像分辨率，是观察这种效果的必要成分。
2014-08-23 physics.optics
Resolving the temporal dynamics of mode-locked laser with single-shot time-microscope
锁模激光器产生皮秒和飞秒范围内的超短脉冲，使一些最精确的测量成为可能。然而，尽管最近取得了重大进展，解决其短脉冲的时间行为仍然是一个挑战。具有数十皮秒分辨率的最先进的示波器阻止了锁模激光器中的时间分辨观测，并限制了超快激光器的实时脉冲演化跟踪。在这里，使用拉曼放大器的时间透镜技术，我们实现了一个超快的单发时间显微镜（TM），具有355的高时间放大倍数和1毫秒的时间测量窗口，包含约1.8*10^4个连续脉冲。我们用这个TM来表征锁模激光器的时间演化，并揭示了一个时间的侧向振荡（绕组）的行为，以前未观察到的激光器在理论和实验上的功能。我们的实验观察证实，在锁模激光器的操作中，缠绕行为是一个重要的特征。我们从理论和实验上发现，绕组特性的演变起源于增益引起的波动相对较高的增益能量，而调Q调制的主要原因是较低的能量。我们的研究结果基于先进的实时测量，为超快和瞬态光学开辟了新的见解，可能会影响未来的激光设计，现代超快诊断，并影响非线性光学的总体进展。
2021-11-01 physics.optics
