Light localization induced enhancement of third order nonlinearities in a GaAs photonic crystal waveguide
在GaAs光子晶体波导（PCW）中进行了非线性传输实验，结果表明，由于光在慢模区的传输，如双光子吸收（TPA）、光学克尔效应和TPA产生的自由载流子引起的折射率变化，三阶非线性会大大增强。已经建立了一个理论模型，显示出很好的定量协议与实验数据，并证明了群速度起着重要的作用。这些观察给一个强有力的洞察使用PCW的光开关器件。
2009-01-19 physics.optics
Frequency-domain model of optical frequency-comb generation in optical resonators with second- and third-order nonlinearities
我们建立了一个描述二阶和三阶非线性光学谐振腔中光学频率梳产生的频域模型。与时域模型相比，我们的模型在原则上允许一个准确地表达腔色散，避免了色散被截断超过一定的顺序。此外，频域模型可以容易地包括系统参数的频率依赖性，例如线性吸收和腔耦合比。为了验证模型的有效性，我们数值模拟了单谐振腔中的二次梳和微谐振腔中的克尔梳两个例子。频域模型的仿真结果与时域模型的仿真结果吻合较好。同时含有二阶和三阶非线性的系统可以产生许多新的物理动力学。所建立的频域模型将有助于理解各种光学谐振腔中多阶非线性过程辅助下的光学频率梳产生。
2020-09-16 physics.optics
Enhanced quantum nonlinearities in a two mode optomechanical system
在腔光学力学中，纳米机械运动耦合到局部光学模式。当单个声子引起的光频移与腔线宽相当时，就达到了单光子强耦合的状态。我们考虑在这个制度，包括两个光学模式和一个机械模式的设置。对于与能级分裂接近共振的机械频率，我们发现光子-声子和光子-光子相互作用被显著增强。除了在一个新的制度色散声子检测，这提供了光机械光子测量的前景。我们研究这些QND检测过程中使用解析和数值方法。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-diffracting and non-attenuating vortex light beams in media with nonlinear absorption of orbital angular momentum
研究表明，高阶贝塞尔光束在非线性吸收介质中传输时，光束并不被完全吸收，而是以一种新的传输不变涡旋光束的形式存在，在这种涡旋光束中，光束能量和轨道角动量被永久地转移到物质中，同时被螺旋向内的能量和角动量流补充能量.与涡旋孤子和耗散涡旋孤子不同，这些涡旋光束不受特定色散非线性（自聚焦或自散焦）的支持，也不需要增益。在携带（可能是高）轨道角动量的光子的多重吸收存在下的传播不变性使得这些光束对于长距离的角动量的光学泵浦是有吸引力的。
2014-07-11 physics.optics
Single-pump hybrid nonlinearities in transparent conductors
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；Purdue University（普渡大学）；University of L’Aquila（拉奎拉大学）；University of Brescia（布雷西亚大学）；University of Insubria（因苏布里亚大学）
本研究通过单个强近红外泵浦光激发透明导体，实现了内在带和跨带非线性效应，揭示了谐波产生而非直接多光子吸收是跨带非线性效应的来源，为超快光子操控提供了新方法。
2026-05-21 physics.optics
Plasmon-driven Ultrafast and Highly Efficient Saturable Absorption for Ultrashort Pulse Generation Based on 2D V2C
针对通信波长下二维材料中等离子体驱动超快非线性利用的挑战，本文通过调控表面等离子体共振将少层V2C MXene用作可饱和吸收体，揭示其超快弛豫机制并实现高性能锁模脉冲输出，确立了等离子体MXene在定制超快光子器件中的范例。
2025-08-25 physics.app-ph physics.optics
Nonlinear pulse propagation in InAs/InP quantum-dot optical amplifiers: Rabi-oscillations in the presence of non-resonant nonlinearities
研究了超短脉冲在室温量子点（QD）半导体光放大器（SOA）中传输时，相干光-物质相互作用和非共振脉冲传输效应之间的相互作用。当相干拉比振荡不存在时，在透明SOA中传播后的脉冲包络上观察到的签名突出了双光子吸收（TPA）及其伴随的类克尔效应以及线性色散对脉冲复合电场轮廓的修改的贡献。这些效应被纳入我们之前开发的时域有限差分综合模型中，该模型描述了脉冲和QD SOA之间的相互作用。本，广义，模型被用来调查的量子点SOA的增益和吸收制度的相干和非共振现象的综合效果。它证实了在我们研究的QD SOA中，在Kerr效应存在下的线性色散导致脉冲压缩，这抵消了由于TPA导致的脉冲峰值抑制，并且还修改了在增益和吸收条件下相干Rabi振荡在脉冲包络上留下的图案。包括这些影响导致更好地配合实验，并更好地理解各种机制之间的相互作用，以便能够更好地分析未来更复杂的实验中的相干光-物质相互作用引起的短脉冲沿SOA传播。
2014-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Compressive imaging of transient absorption dynamics on the femtosecond timescale
飞秒光谱是一种重要的工具，用于跟踪快速光诱导过程中的各种材料。在空间上映射样品中的过程将大大扩展该方法的能力。然而，由于必须使用低噪声检测并保持可行的数据采集时间，这是难以实现的。在这里，我们展示了实现的成像泵浦探测设置，具有分100 fs的时间分辨率，通过一个简单的修改标准的泵浦探测技术，使用随机结构的探测光束。由漫射器制成的结构化光束使我们能够基于压缩传感的概念计算重建瞬态吸收动力学的地图。我们在两个原理验证实验中展示了该装置的功能，我们实现了20 μm的空间分辨率。所提出的概念提供了一个可行的路线成像，使用泵浦探测技术和超快光谱一般。
2019-01-15 physics.optics
Criteria for the experimental observation of multi-dimensional optical solitons in saturable media
提出了在可饱和折射非线性介质中观测多维光孤子的实验判据。该标准适用于实际的材料参数（表征立方自聚焦和五阶自散焦非线性，双光子损耗，和光学损伤阈值）为各种玻璃。通过这种方式，我们确定了这些玻璃中孤子形成的操作窗口。结果发现，双光子吸收设置严格的限制上的窗口。我们的结论是，虽然一个定义良好的窗口的参数存在的二维孤子（空间或时空），对于他们的三维时空对应物存在这样的窗口\emph{does not}，由于玻璃的非线性损失。
2004-09-16 physics.optics
Transient absorption microscopy setup with multi-ten-kilohertz shot-to-shot subtraction and discrete Fourier analysis
瞬态吸收显微镜图像的记录需要快速检测微小的光密度变化，这通常是通过高重复率激光源和锁定检测来实现的。在这里，我们提出了一个高度灵活和具有成本效益的检测方案的基础上，传统的光电二极管和USB示波器的MHz带宽，偏离常用的锁定方案，并实现基准灵敏度。我们的计划结合了拍摄到拍摄的评估泵浦探测和探头的测量，一个自制的光电探测器电路优化低脉冲能量应用低通放大，和一个自定义的评估算法的基础上傅立叶变换。该方法的优点包括同时监测多个频率、多个检测器通道的并行化以及不同脉冲序列（例如，包括仅泵）。利用40 kHz重复频率激光系统驱动两个非共线光学参量放大器实现宽调谐，并通过对微晶分子薄膜的研究，验证了瞬态吸收显微镜的二维成像性能。
2022-06-06 physics.ins-det physics.optics
Multimodal near-infrared spectroscopy for biosensing applications
本文提出小体积 NIR-MMS 装置，可在 900–1650 nm 同时测量吸收与荧光，并验证其在多巴胺生物传感器和碳纳米管化学变化检测中的应用。
2025-08-31 physics.optics
Saturated absorption at nanowatt power levels using metastable xenon in a high-finesse optical cavity
在高精细度光学腔中使用亚稳态氙，已经证明了在高精细度功率水平下的强饱和吸收。亚稳态氙的使用允许在相对高的原子密度下实现Q=2* 10 ^8的高品质因数，而不会对光学表面造成任何污染或损坏，这在使用高密度铷或其他碱金属原子时通常是一个问题。这种技术提供了一种相对简单的方法来在单光子水平上产生非线性，可能应用于量子通信和计算。
2014-09-19 physics.optics quant-ph
Optical Absorption Measurements on Crystalline Silicon at 1550nm
晶体硅目前正在讨论作为未来几代引力波探测器的试验材料，这些探测器将在低温下工作。本文报道了室温下大尺寸晶体硅样品在1550 nm波长处的光吸收测量结果。利用光热自相位调制技术，在单片谐振腔中测量了薄膜的吸收。测得比电阻率为11 k Ω·cm的浮区样品的吸收系数为α_A=（264 ± 39）ppm/cm。
2013-03-13 physics.optics
Detectable Optical Signatures of QED Vacuum Nonlinearities using High-Intensity Laser Fields
量子电动力学（QED）是迄今为止经过最精确检验的量子场论。然而，特别是在高强度的制度，它预测到目前为止还没有直接在全光学实验，如光子光子散射现象引起的量子真空波动的各种现象。在这里，我们专注于在高强度的电磁场制度的量子真空效应的全光学签名。我们提出了一个实验装置产生的信号光子可区分的背景。这种配置是基于两个光脉冲petawatt激光器：一个产生一个狭窄的，但高强度的散射中心，由另一个探测。我们计算的信号光子的微分数，可与此字段配置解析，并将其与驱动激光束的背景进行比较。
2020-03-10 hep-ph physics.optics
Comparison of Models of Fast Saturable Absorption in Passively Modelocked Lasers
快饱和吸收体在被动锁模激光器的稳定中起着重要的作用。最常用的平均模型来研究这些激光器是豪斯锁模方程（HME），其中包括一个三阶非线性FSA。然而，它预测了一个狭窄的稳定区域，这与实验不一致。为了更好地复制激光物理，引入了包括具有高于三阶非线性的FSA的平均激光模型。在这里，我们比较了三种常见的FSA模型彼此和HME使用最近开发的边界跟踪算法。FSA的三种模型分别是五阶模型、正弦模型和代数模型。我们发现，所有这三个模型预测存在一个稳定的高能量的解决方案，是不存在的HME，并有一个更大的稳定的操作区域。我们还发现，所有三个模型预测定性相似的稳定图。我们的结论是，平均激光模型，包括FSA高于三阶非线性时，应使用被动锁模激光器的稳定性研究。
2016-07-13 physics.optics
Gate-Tunable Optical Nonlinearities and Extinction in Graphene/LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Nanostructures
原始的未掺杂石墨烯在电磁波谱的可见光至近红外（VIS-NIR）区域内具有2.3%的恒定吸收。在某些条件下，例如纳米结构和强门控，石墨烯可以与VIS-NIR光更稳健地相互作用，并表现出大的非线性光学响应。在这里，我们探索石墨烯/LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$纳米结构的光学性质，其中在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面处形成的纳米结使得能够在~10 nm的尺度上将大（~10 $^8$ V/m）电场施加到石墨烯。在用超快VIS-NIR光照射时，石墨烯/LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$纳米结构产生宽带THz发射以及和频生成（SFG）响应。在VIS-NIR和SFG区域都观察到强光谱尖锐、门可调的消光特性（>99.99%），同时非线性响应显著增强。所观察到的门可调谐的强石墨烯-光相互作用和非线性光学响应具有根本意义，并且为基于石墨烯的光学器件的未来开发开辟了道路。
2019-12-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Absorption interferometer based on phase modulation
我们提出了一个方案，其中任意的入射可以完美地反射/透射，如果在特定条件下的相位设置进行调整。分析了腔内光场和输出光场随原子系统闭环相位和入射探测光相对相位的变化。得到了理想发射器或理想反射器的条件。通过调节两个相位设置，可以控制介质的吸收和光的干涉，从而调制光子从腔中逃逸，实现基于相位控制的光强开关。然后基于透射/反射分析，可以研究该系统的总吸收。因此，我们的方案可以作为一种吸收干涉仪来研究一些复杂系统中的光吸收。相位延迟依赖于输出光强的φ_1或φ_2，可用于实现量子相位门和精细滤波器。并在此基础上，利用相对相位调制实现了理想发射/反射器与非理想相干光子吸收器之间的态转移。
2018-03-19 physics.optics quant-ph
Interaction between a Waveguide Mode and an Absorptive Medium
吸收光谱学研究被测材料样品对电磁波的吸收。相互作用的电磁波可以在自由空间或波导中传播。与自由空间设置相比，基于波导的吸收光谱方法具有若干优点。波导截面对波导模与样品之间相互作用的影响可以用一个因子表示，称为相互作用因子。在这篇文章中，一个新的公式的相互作用因子的推导。结果表明，该因子与波导模式的能量速度成反比。
2021-03-03 physics.optics
Equireflectionality and customized unbalanced coherent perfect absorption in asymmetric waveguide networks
该研究在非对称一维波导网络中发现潜在对称可实现宽带等反射性，提出标度共谱性实现可控非平衡相干完美吸收，为非对称可调波操控器件设计提供新方法。
2023-05-04 physics.class-ph physics.optics
Broadband sensitive pump-probe setup for ultrafast optical switching of photonic nanostructures and semiconductors
我们描述了一个超快时间分辨泵浦探测光谱设置，旨在研究纳米光子结构的开关。飞秒泵浦和探测脉冲都可以在3850和21050 cm $^{-1}$之间的宽频率范围内独立调谐。宽的泵浦扫描范围允许大的光学穿透深度，而宽的探测扫描范围对于强光子晶体的研究至关重要。一种新的数据采集方法允许灵敏的泵浦-探测测量，并校正探测强度和泵浦杂散光的波动。与激光波动相比，我们观察到设置的精度提高了十倍，允许在1 s的测量时间内测量精度优于$Δ$ R= 0.07%。演示的改进技术的体硅晶片，3D硅反蛋白石光子带隙晶体，和Z-扫描测量的双光子吸收系数的Si，GaAs，和三光子吸收系数的GaP在红外波长范围内。
2009-03-01 physics.ins-det physics.optics
Absolute absorption and fluorescence measurements over a dynamic range of 10$^6$ with cavity-enhanced laser-induced fluorescence
我们描述了一种新的实验装置，结合了激光诱导荧光和腔衰荡技术的优点。衰荡和荧光信号的同时和相关测量产生用于荧光测量的绝对吸收系数。在单一脉冲激光束中对同一样品进行组合测量。荧光测量将独立腔衰荡设置的动态范围从通常的三个数量级扩展到至少六个数量级。空腔的存在改善了信号的质量，特别是信噪比。该方法，被称为腔增强激光诱导荧光（CELIF），开发和严格测试对1，4-双（苯乙炔基）苯的光谱在分子束和密度测量在一个细胞。我们概述了如何利用该方法来确定绝对量：吸收截面，样品密度和荧光量子产率。
2013-10-14 physics.chem-ph physics.optics
Modifying the optical path in a nonlinear double-slit experiment
本研究提出一种非线性杨氏双缝实验装置，通过在单缝后放置非线性材料打破空间对称性以改变光路，建立的简单理论模型可在宽参数范围内准确预测主瓣强度分布，可用于光学材料非线性测量等非线性干涉领域。
2015-10-15 nlin.PS physics.optics
Excited State Absorption Drives Low-Energy Optical Limiting in Oligothiophenes
该研究基于实时含时密度泛函理论的从头算方法，探究低聚噻吩的非线性光学响应，证实激发态吸收是其低能光限幅效应的驱动机制，为新型非线性光学材料设计提供参考。
2025-07-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Characterisation of the potential of frequency modulation and optical feedback locking for cavity-enhanced absorption spectroscopy
一种连续波分布反馈二极管激光器的光反馈自锁与V形高精细腔的组合，描述了在等于V型腔的自由光谱范围的频率下的激光相位调制和在该高调制频率下的透射激光束的检测，以用于腔中的可能应用。为了估计在开放空气中通过V型腔的激光强度和频率调制光三重态的吸收基线噪声，在低压下将填充有C2 H2的1.5cm长的光学单元放置在腔输出镜后面。该装置的性能进行了评价，从实验带宽归一化的相对强度噪声的腔输出和频率调制的吸收信号引起的C2 H2吸收在1.5厘米的细胞。根据这些数据，我们估计，对于从连续TEM 00共振的透射最大强度峰值处记录的外差拍频信号中提取的C2 H2吸收光谱，可以实现2.1*10^-11 cm^-1 Hz^-1/2的噪声等效吸收灵敏度，比散粒噪声极限高11.7倍。
2012-12-16 physics.optics
Infrared Reflection Absorption Spectroscopy Setup with Incidence Angle Selection for Surfaces of Non-Metals
针对介电单晶 IRAS 中最佳作用角与低反射率区重合的问题，本文提出带高数值孔径镜组和可调入射角光阑的 UHV FTIR 装置，并在 CO/TiO2(110) 与 D2O/TiO2(110) 上验证了高信噪比。
2024-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Can Second-Order Nonlinearity in Metal-Dielectric Metamaterials Pave a Way Toward Elusive Photonic Time Crystals?
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
研究探讨金属-电介质超材料中二阶非线性能否助力光子时间晶体实现。提出利用ε近零半导体-银超材料的超快二阶非线性的平台，通过低损耗和偏振选择性泵浦，在特定泵浦功率下可打开宽动量带隙并实现净参量增益，为光学光子时间晶体实现提供途径。
2026-07-28 physics.optics
Coherent virtual absorption of light in microring resonators
光在线性互易光子谐振腔中的俘获和辐射过程是光学科学与工程中的基本过程之一。最近，光的相干虚吸收（CVA）的概念被引入，并研究了平面和圆柱形光学结构。CVA的关键特征是通过设计激发波形的时间依赖性，可以将所有输入能量暂时存储到光学结构中而没有任何泄漏。在这里，我们进一步探讨这一新的概念，在集成的光子设置的微谐振器。利用耦合模理论（CMT），我们推导出CVA在该平台上的解析表达式。这反过来又使我们能够与相干完美吸收（CPA）的概念相联系，并将我们的分析扩展到有源谐振器（具有光学增益）。接下来，我们通过使用级联分束器制成的简单模型来提供对该过程的物理洞察。重要的是，我们证实了我们的结果，使用现实的材料系统的全波分析。最后，我们讨论了由于波形失配和非线性效应对CVA过程的限制。
2020-02-09 physics.optics
Nonlinear optical spectrum of diamond at femtosecond regime
虽然金刚石光子学已经引起了人们的极大兴趣和有用的应用，如频率产生器件和单光子发射器，但对金刚石三阶光学非线性的基础研究仍然很少，阻碍了非线性和量子光学集成平台的发展。本文的目的是通过测量的双光子吸收系数（$β$）和非线性折射率（n $_2$）的金刚石使用飞秒激光脉冲，在很宽的光谱范围内的光谱的研究作出贡献。这些测量表明，当接近带隙能量时，在3.18至4.77 eV的区域中，$β$的大小从0.07增加至0.23 cm/GW（390 - 260 nm），而n $_2$在0.83 - 4.77 eV（1500 - 260 nm）的整个测量范围内从0变化到1.7 E-19 m $^2$ /W。实验结果与间接带隙半导体非线性吸收和折射的理论模型进行了比较，表明双光子吸收是三阶非线性极化率色散的主导效应。这些数据，连同光学克尔门测量，也提供了这里，是最重要的相关性的理解超快的光学过程中的钻石和它的非线性特性。
2017-09-10 physics.optics
Entangled Two-Photon Absorption Spectroscopy with Varying Pump Wavelength
在虚态光谱学中，任意样品的能级结构的信息是通过测量纠缠光子对的双光子吸收概率的傅里叶变换集来检索的，其中纠缠度和光子之间的延迟时间已经改变。这对于简单的系统很有效，但当涉及许多中间状态时，很快就会变得相当困难。我们提出并讨论了纠缠双光子吸收光谱的扩展，解决了这个问题，通过在不同的泵浦波长重复测量。具体来说，我们证明了我们的扩展适用于各种现实的实验设置。
2021-04-23 physics.optics quant-ph
A laser setup for rubidium cooling dedicated to space applications
我们提出了一个完整的表征的激光设置为铷冷却专用于空间应用。该实验装置是用适用于空间应用的商用现成光纤组件实现的。通过对两个波长为1560 nm的光纤激光二极管进行倍频，我们产生了$^{87}$ Rb原子冷却所需的两个波长为780 nm的光频。第一激光器锁定在饱和吸收信号上，并且使用数字积分器消除了长期频率漂移。第二激光器的光频率通过频率比较方法相对于第一激光器被控制。已经进行了设置的完整表征，包括频率稳定性评估和频率噪声测量。已对光学倍频模块进行环境测试，以验证其与空间应用的兼容性。
2013-09-09 physics.atom-ph physics.optics
Decoupling Optical and Thermal Responses: Thermo-optical Nonlinearities Unlock MHz Transmission Modulation in Dielectric Metasurfaces
该研究揭示a-Si介质超表面中光驱动热光非线性可解耦热与光学响应，实现大幅、可逆且达MHz速率的全光透射调制。
2024-12-01 physics.app-ph physics.optics
Sensitive Absorption Imaging of Single Atoms in Front of a Mirror
在本文中，我们表明，超冷原子吸收成像的灵敏度可以显着提高在驻波配置成像。我们提出了模拟的单原子吸收成像的行波和驻波成像装置，基于散射的方法来计算单个原子的光密度。我们发现，单个原子的光密度只取决于成像系统的数值孔径。我们确定最佳的成像参数，考虑到所有相关的噪声源。对于反射成像，我们发现可以实现的最大信噪比提高1.7。这对于原子芯片附近的成像特别有用，其中自然存在反射表面。
2013-04-17 physics.atom-ph physics.optics
Ultrafast nonlinear pulse propagation dynamics in metal-dielectric periodic photonic architectures
一维（1D）金属-电介质（MD）周期结构利用金属和介质之间的大折射率对比来激发金属的极高非线性超快响应。这些结构由于其极高的激光损伤阈值也是特殊的。与简单金属或单一（Ag/SiO2）1结构相比，布拉格状1D MD结构（Ag/SiO2）4能够实现具有大大增强的非线性特征的强光场限制。本文利用飞秒宽带光泵浦探测技术研究了上述结构的超快非线性光学响应。这种增强的非线性光学吸收是由自由载流子吸收（FCA）和激发态吸收（ESA）过程引起的反饱和吸收（RSA）性质。光谱的非线性度密切相关的泵浦引起的修改的金属的介电函数，这是定性可视化的传输矩阵和两个温度模型。非线性吸收的超快时间演化清楚地表明了增强的光学非线性，在皮秒时间尺度上通过电子-电子和电子-声子动力学相互作用解除纠缠。一个唯象的脉冲传播模型，采用实验获得的非线性吸收系数和不同的非线性效应所表现出的系统。非线性在控制超快脉冲传输中起着至关重要的作用，并可能为许多非线性器件的应用打开一扇新的窗口。这些新光学材料的发现可能为超快光子学的应用铺平道路。
2021-09-15 physics.app-ph physics.optics
All-optical radiofrequency modulation of Anderson-localized modes
光的全光调制依赖于利用固有的材料非线性。然而，由于折射率和吸收系数对标准半导体中自由载流子浓度的弱依赖性，这种光学控制是相当具有挑战性的。为了克服这种限制，具有高空间和光谱限制的谐振结构被仔细设计以增强存储的电磁能量，从而需要较低的激励功率来实现显著的非线性效应。小模体积和高品质（Q）因子腔还提供了对光场和目标光学特性的有效相干控制。在这里，我们报告了在新型光子/声子晶体波导上由无序诱导的达到Q - 10^5的光共振。在相对较低的激发功率（低于1毫瓦），这些腔表现出非线性效应，导致其谐振波长的周期性（高达35 MHz）振荡。我们的系统代表了一个测试平台，研究结构复杂性和材料非线性之间的相互作用及其对局部化现象的影响，并为无序光子学的工具集引入了一种新的功能。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Rotating azimuthons in dissipative Kerr media excited by superpositions of Bessel beams
我们报道了在自聚焦克尔介质中存在持续旋转的方位角和吸收非线性。非线性损耗由存储在方位角的缓慢衰减尾部中的来自外围水库的功率流入来平衡。这些模式被激发的两个贝塞尔光束相反的涡度，$\pm s$，和略有不同的锥度的叠加。激发方位子表现出相反的涡度在其中心的输入贝塞尔光束叠加由于自发反转的拓扑电荷的方位子形成的过程中。与无损耗介质中的方位角不同，旋转强度最大值的数目$N$和$s$不是相互独立的，而是由$N=2s$相关。与类似的静态耗散模式相比，旋转方位角的鲁棒性得到增强。它们可以在几乎任何透明材料中被激发，在由多光子吸收引起的非线性吸收相关的强度范围内。接近电离阈值时，旋转方位角再现了最近在空气和CS $_{2}$中观察到的光的螺旋细丝。
2020-11-21 nlin.PS physics.optics
Indirect measurement of infrared absorption spectrum through thermal emission of meta-cavity array
本文实验演示了通过超构腔阵列热发射间接测量吸收光谱的集成技术，为紧凑型红外光谱分析开辟了新途径。
2023-11-11 physics.app-ph physics.optics
Probing Silicon Carbide with Phase-Modulated Femtosecond Laser Pulses: Insights into Multiphoton Photocurrent
本文使用相位调制的飞秒激光脉冲研究了碳化硅光电探测器中的多光子光电流，发现仅有四光子吸收对光电流有显著贡献，并证实碳化硅是高功率非线性应用的理想系统。
2023-10-25 physics.app-ph physics.optics
Absorption imaging of a single atom
从列文虎克发现红细胞到现代观测恒星星云和玻色-爱因斯坦凝聚体中的尘埃云，吸收成像在科学进步中发挥了关键作用。在这里，我们展示了在真空中孤立的单个原子的第一个吸收成像。原子的光学性质已经被完全理解，因此单个原子是测试吸收成像极限的理想系统。单原子离子被限制在RF保罗陷阱和吸收成像在近波长的分辨率与相位菲涅耳透镜。观察到的3.1（3）%的图像对比度是我们的设置的成像分辨率理论上允许的最大值。单原子对光子的吸收是量子信息处理（QIP）的直接兴趣。我们的研究结果还指出了新的机会，在光学和X射线制度的光敏样品的成像。
2012-06-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Long-wave mid-infrared cavity-enhanced frequency comb spectroscopy of cold, complex molecules
Princeton University（普林斯顿大学）；IMRA America Inc.（IMRA美国公司）
本研究开发了一种新型仪器，用于长波中红外区域分子转动能谱的高灵敏度光谱分析，并展示了乙烷和乙醇在不同温度下的光谱特性。
2026-02-03 physics.chem-ph physics.optics
Dimensional reduction for optical beams with thermal nonlocal nonlinearity
Università di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
针对热折射效应引起的非局域非线性，提出基于非多项式薛定谔方程框架的降维方法，推导出包含模式阶数和非局域度的变分方程，实现热非局域介质动力学的简化描述。
2026-06-23 nlin.PS physics.optics
Cavity buildup dispersion spectroscopy
超高保真度吸收光谱的测量可以帮助验证量子理论，设计超冷化学和远程感知大气。最近的成就，在腔增强光谱使用基于频率的色散或基于时间的吸收的方法已经创下了新的记录，精度与不确定性在每密耳的水平。然而，激光扫描或对非线性的敏感性限制了它们的最终性能。在这里，我们提出了腔建立色散光谱（CBDS），其中腔共振的色散频移编码在腔的瞬态响应锁相非共振激光激发。在建立过程中，光学频率之间的跳动精确地定位了与模式中心的失谐，从而实现了单次色散测量。CBDS产生的精度受到所选频率标准的限制，速度受到腔往返时间的限制，并且与基于强度的方法相比，目前对检测非线性的敏感性低50倍。CBDS的普遍性显示了改善各种光-物质相互作用的基础研究的希望。
2020-01-23 physics.ins-det physics.optics
Photon-Photon Scattering at the High-Intensity Frontier: Paraxial Beams
我们的目标是研究强激光束所产生的强宏观电磁场中量子真空非线性的光学特征。真空发射方案非常适合这项任务，因为它自然区分入射激光束（描述为驱动效应的经典电磁场）和发射的信号光子（编码量子真空非线性的签名）。使用海森堡-欧拉有效作用量，我们的方法允许一个可靠的研究QED真空非线性的光子签名的参数制度访问的全光学高强度激光实验。为此，我们采用了一种有效的，灵活的数值算法，它允许在聚焦近轴高强度激光脉冲的碰撞中出现的信号光子的详细研究。由于我们的数值解的高精度，我们预测信号光子的总数，但也有充分的访问信号光子的特性，包括他们的光谱，传播方向和偏振。我们讨论的设置提供了一个很好的背景噪声比，从而提供了一个重要的一步量子真空非线性的实验验证。
2018-12-06 hep-ph physics.optics quant-ph
Double resonant absorption measurement of acetylene symmetric vibrational states probed with cavity ring down spectroscopy
提出了一种新的中红外/近红外双共振吸收装置，用于研究红外非活性振动态。利用单共振连续波光学参量振荡器的闲频光激发了中红外区的强振动跃迁，使其处于中间振动态。光学参量振荡器的高输出功率和中红外跃迁的强度导致向中间态的有效布居转移，这允许以高信噪比测量从该状态的二次跃迁。使用腔衰荡光谱法探测从中间态的二次近红外跃迁，该光谱法在该波长区域提供高灵敏度。由于激发源的线宽很窄，所以用亚多普勒分辨率测量了二次跃迁的振转谱线。该设置是用来访问以前未报道的对称振动态的乙炔，$ν_1+ν_2+ν_3+ν_4^1+ν_5^{-1}$在正常模式符号。单光子从振动基态跃迁到这种状态是被禁止的。对新测态的10条谱线进行观测，用线性最小二乘法拟合，提取谱带参数。测定振动项值为9775.0018（45）$\text{cm}^{-1}$，旋转参数$B$为1.162222 $\text{cm}^{-1}$，四次离心畸变参数$D$为3.998（62）$\times 10^{-6} \text{cm}^{-1}$，其中括号中的数字为最低有效位数的一个标准误差。
2016-07-19 physics.chem-ph physics.ins-det physics.optics
Quantum Fisher information analysis for absorption measurements with undetected photons
École polytechnique de Montréal（蒙特利尔高等商学院）；Paderborn University（帕德博恩大学）
本文通过比较三种吸收光谱配置，揭示了不同增益和损失条件下量子 Fisher 信息的最佳方案，为优化光子测量提供了理论指导。
2026-01-30 physics.optics quant-ph
Intense narrowband XUV pulses from a compact setup
我们报告了一个紧凑的和光谱强度极紫外（XUV）源，这是基于高次谐波产生（HHG）由395 nm脉冲驱动。为了最小化XUV虚源尺寸和最大化XUV通量，在高密度气体射流中，在距离驱动激光焦平面几个瑞利长度处执行HHG。结果，使用仅两米长的光束线和3 mJ的适度驱动激光脉冲能量，实现了$5 \times 10^{13}$ W/cm $^2$的高聚焦XUV强度。通过在氩气中进行非线性电离实验证明了高XUV强度，使用由22 eV处的单个谐波主导的XUV光谱。离子电荷状态高达Ar $^{3+}$进行观察，这需要吸收至少四个XUV光子。高XUV强度和窄带宽非常适合于各种应用，包括光电子能谱学、共振跃迁的相干控制和纳米级结构的成像。
2021-06-30 physics.atom-ph physics.optics
All-optical Quantum Vacuum Signals in Two-Beam Collision
量子电动力学的基本理论预言真空类似于可极化的介质。这引起电磁场与光-光散射现象之间的有效非线性相互作用。本文研究了在泵浦-探测系统中，利用圆形和椭圆形截面光束对两个激光脉冲的碰撞，并估算了由量子真空非线性引起的可分辨信号光子数。在这个分析中，我们研究的策略，以优化量子真空信号可辨别的背景驱动激光器。主要结果之一是，两个最大聚焦激光的碰撞不会导致最佳可辨别的信号。相反，加宽焦点通常改善远场中的信号与背景分离。
2022-05-31 hep-ph physics.optics quant-ph
Application of a miniaturized photoacoustic cell for high-sensitivity laser detection of ammonia in gas media
我们提出了一个光声共振池，其内部体积约为0.5立方厘米。如此调整池的腔形状，以便最小化由于池窗口中激光束的吸收而产生的背景信号。描述了实验装置、测量过程和电池的设计。本文介绍了用CO_2激光器检测氮气流中氨的结果。在实验中，细胞的最小可检测吸收估计为~ 5.1 × 10^（-8）cm^（-1）W Hz^（-1/2）。
2008-12-29 physics.ins-det physics.optics
Smartphone-based measurements of the optical properties of snow
雪是一种高度复杂的介质，由各种形状和大小的冰晶组成。了解其内在的光学特性，如散射和吸收系数，相当于气候研究中的辐射转移模型。特别是吸收系数，使我们能够获得有关雪中所含光吸收颗粒的信息。与雪的表观属性（如雪的表面）相比，测量雪的内在属性是一项挑战。在这里，我们提出了一个简单的装置，可以使用现成的组件和智能手机相机测量雪的体积光学特性，以及一个强大的扩散光学框架进行数据分析。我们演示了仪器上的散射幻影与已知的散射和吸收系数，以及在外地。它的低成本，简单和便携式的独特资格，大规模的野外工作，本科教育和公民科学的设置。
2022-05-13 physics.ao-ph physics.ins-det physics.optics
