Multiplicative noise in the longitudinal mode dynamics of a bulk semiconductor laser
从理论和实验上分析了电流噪声对体半导体激光器纵模跳变动力学的影响。结果表明，在每个模式的平均停留时间有不同的灵敏度，外部噪声添加到偏置电流。特别是，噪声水平的增加增强了在低电流下占主导地位的纵向模式上的停留时间，证明了随机过程的乘法性质。本文提出的半导体激光器的双模速率方程模型能较好地再现实验结果。在适当分离时间尺度的条件下，模型可以简化为一个一维的具有与当前噪声强度相关的乘性随机项的位势系统。简化模型阐明了不同噪声源对跳频动力学的影响。
2006-03-20 physics.optics
Generation of ten kilotesla longitudinal magnetic fields in ultraintense laser-solenoid target interactions
研究了超强激光脉冲辐照螺线管靶产生的纵向强磁场。通过三维粒子模拟，在超强激光与螺线管靶相互作用中，可以观察到高达10千特斯拉的纵向磁场。这一发现与螺线管靶中的快速和返回电子流有关。巨大的纵向磁场对于许多重要的应用是令人感兴趣的，这些应用包括控制用于医疗的激光驱动高能粒子的发散、惯性聚变中的快速点火等，作为一个例子，利用螺线管靶实现了良好聚焦和约束的定向电子束。
2018-03-19 physics.optics physics.plasm-ph
Watt-level ultrahigh-OSNR single-longitudinal-mode tunable Brillouin fiber laser
报道了一种瓦级光信噪比（OSNR）可调谐的单纵模布里渊光纤激光器（BFL），通过优化单模光纤（SMF）腔长为11 m，输出比为60%，获得了1.04 W的输出功率，并在2.24 W泵浦功率下获得了稳定的SLM工作。单通腔BFL的优点是布里渊泵浦频率不需要与腔模匹配，从而大大提高了稳定性。由于腔中只使用单模光纤，所以工作波长可以调谐而不受自激射腔模的限制。进一步证明了单频光纤激光器能够产生瓦级功率。该激光器在噪声、线宽和稳定性方面具有优异的性能。
2012-12-03 physics.optics
Gallium transformation under femtosecond laser excitation: Phase coexistence and incomplete melting
通过测量镓在775 nm处的介电函数，研究了飞秒激光激发下镓的可逆相变。利用菲涅耳公式，从两个不同入射角下测量的镓层的绝对反射率计算了瞬态介电函数的实部和虚部。直接从实验数据中恢复了随时间变化的电子-声子有效碰撞频率、热传导系数和新相的体积分数，并在没有特别假设的情况下重建了随时间和空间变化的相变层中的电子和晶格温度.我们将电子-声子碰撞率的时间依赖关系转化为温度依赖关系，并首次证明了电子-声子碰撞率具有非线性特征。这种温度依赖性在冷却阶段收敛到已知的平衡函数中。即使当沉积能量是熔化平衡焓的两倍时，激光激发镓层中新相的最大分数也仅达到60%。我们还表明，相变的步伐和一小部分的转换材料强烈依赖于激光激发镓层的厚度，这是几十纳米的数量级的整个范围内的泵浦激光能量密度的损伤阈值。激光激发后的相变动力学可以根据一级相变的经典理论来理解，而非热阶段的持续时间似乎与亚皮秒脉冲长度相当。
2003-11-04 physics.optics
Unveiling the temporal dynamics in multi-longitudinal mode ytterbium-doped fiber lasers
在这项工作中，我们提出了一个统一的时空模型来研究连续泵浦掺镱光纤激光器（YDFLs）的时间动力学。与以往的理论不同，该模型能够在亚纳秒到毫秒的不同时间尺度上得到YDFL从弛豫振荡区到相对稳定区的时间演化。结果表明，多纵模YDFL的时间演化具有双时间尺度特征。具体地说，在一个腔往返期间，时间演化将经历急剧变化，而在相邻的腔往返之间保持相对稳定。通过对典型情况的数值模拟，研究了结构参数对YDFLs的时间动力学特性和纵模特性的影响。三种类型的时间不稳定性，即持续的自脉冲，自锁模，和类顺磁脉冲，共存于一个多纵模YDFL。模拟结果表明，这三种时间不稳定性都是多纵模YDFLs中纵模叠加本征特性的反映。此外，不规则的持续自脉冲的强度是影响YDFLs中宏观时间涨落的主要因素。
2019-10-27 physics.optics
S-band single-longitudinal-mode erbium-doped fiber ring laser with ultra-narrow linewidth, ultra-high OSNR, high stability and low RIN
研究并实验证明了一种基于凹陷包层掺铒光纤的高性能S波段单纵模环形腔掺铒光纤激光器。我们将双环无源谐振腔（DR-PR）和一段非泵浦保偏（PM）EDF结合在一起，实现了无跳模的SLM激光输出。利用两个高效双耦合器光纤环组成的DR-PR，扩展了EDF环形腔激光器的自由光谱范围，并极大地消除了密集纵模。PM EDF不易受环境扰动引起的随机变化的影响，用作可饱和吸收滤波器以保证和稳定EDF环形腔激光器的SLM操作。在泵浦功率为400 mW时，获得了窄线宽为568 Hz、高光学信噪比为77 dB、相对强度噪声为140 dB/Hz（频率大于5 MHz）的SLM EDF环形激光器。同时，对S波段光纤激光器的波长激射和输出功率的稳定性、光信噪比和输出功率与泵浦功率的关系也进行了详细的研究。
2021-03-16 physics.optics
Longitudinal Radiation Force of Laser Pulses and Optics of Moving Particles
长期以来，横向和纵向光学力用于对小的单个颗粒的非接触和非侵入性操作。下面的问题出现了：这些力对连续介质中千个粒子的系综有什么影响？本文的目的是得到激光脉冲在介质中传播时产生的辐射力和势密度的解析表达式。这使我们能够找到一个有效的平均纵向实际力的激光脉冲点的水平。所获得的力与初始脉冲能量成正比，与其持续时间成反比。在飞秒区域，力变得足够强，将中性粒子限制在脉冲包络中，并以群速度平移它们。例如，在二氧化硅中，飞秒脉冲的纵向力明显大于分子力。因此，在二氧化硅中用短脉冲进行的精细烧蚀可能是由于这种纵向力，其破坏了分子键。此外，在被限制到脉冲包络中之后，运动的粒子产生新的线性和非线性效应。与被捕获到脉冲中的粒子的电磁场的偶极相互作用以载波包络频率产生，而不是以载波包络频率产生。这种振荡在气体中处于亚太赫兹范围内，在固体中处于太赫兹范围内。在非线性状态下，而不是三次谐波，运动粒子的系综产生的频率与三倍的频率成比例的载波。
2020-04-28 physics.optics
Experimental demonstration of longitudinal beam phase space linearizer in a free-electron laser facility by corrugated structures
消除射频电子直线加速器输出的相对论电子束中的残余线性能量啁啾和本征非线性能量曲率对高增益自由电子激光的高效激射至关重要。最近，它是理论和实验证明，由电子本身在波纹结构中激发的纵向尾场允许精确控制的电子束相空间。在这封信中，我们报告了在由140 MeV直线加速器驱动的种子自由电子激光的操作中首次利用波纹结构作为光束线性化器，其中在1047 nm种子激光的二次谐波处实现了约10，000的自发发射增益，并且观察到自由电子激光带宽变窄约50%，与理论预期一致。
2014-10-01 physics.acc-ph physics.optics
All-Polarization Maintaining Single-Longitudinal-Mode Fiber Laser with Ultra-High OSNR, Sub-kHz Linewidth and Extremely High Stability
提出并实验研究了一种具有超高光信噪比、超窄线宽和极高稳定性的全保偏单纵模掺铒光纤激光器。设计了一种由两个单耦合器光纤环和一段未抽运的掺铒光纤饱和吸收滤波器组成的双环无源子环谐振器（DR-PSR），并将其应用于掺铒光纤激光器中，作为有效的SLM选择元件，保证了SLM激光输出的优良性能。全相位调制结构使掺铒光纤激光器具有较强的抗环境干扰能力。在泵浦功率为100 mW时，获得了83 dB的超高OSNR和459 Hz的超窄线宽。对于SLM操作，全PM EDFL在波长激射和输出功率方面都具有出色的稳定性能。中心波长和输出功率的最大波动分别为0.012nm和0.01dB。
2021-03-09 physics.optics
Scintillation reduction by use of multiple Gaussian laser beams with different wavelengths
研究了N束不同波长的部分重叠准直最低阶高斯激光束在弱湍流大气中的闪烁指数。使用Rytov近似，我们计算的初始光束分离，最大限度地减少纵向闪烁。通过优化光束间距和光斑尺寸，可以进一步减小纵向闪烁。最佳N束配置的纵向闪烁与N成反比，导致9束系统与单束值相比减少了92%。最佳N束配置的径向闪烁值明显小于相应的单束值。
2006-11-27 physics.optics
Spatiotemporal mode-locking in multimode fiber lasers
激光器基于其谐振器的电磁模式，谐振器提供振荡所需的反馈。用单横模控制激光器中纵模的相互作用已经取得了巨大的进展。例如，超快科学领域建立在激光器上，激光器将许多纵模锁定在一起，形成超短光脉冲。然而，激光器中多个纵模和横模的相干叠加却很少受到关注。众多不同的频率间隔，强烈的色散，以及模式之间复杂的非线性相互作用，大大有利于退相干的出现秩序。在这里，我们报告的锁定多个横向和纵向模式的光纤激光器产生超快时空脉冲。我们使用渐变折射率多模光纤（GRINMMF）构建多模光纤腔。这导致空间和纵向模式色散是可比的。这些色散被强大的腔内空间和光谱滤波所抵消。在这些条件下，我们实现时空，或多模（MM），锁模。还可以观察到其他多种多模非线性动力学过程。多模光纤激光器为三维非线性波传播的研究开辟了新的方向。产生可控时空场的激光器，峰值功率比现有设计增加几个数量级，应该是可能的。这将增加激光在许多已建立的应用中的实用性，并促进新的应用。
2017-10-09 nlin.PS physics.app-ph physics.optics
Observation of longitudinal and transverse self-injections in laser-plasma accelerators
激光等离子体加速器可以从一个厘米级的设备中产生高质量的电子束，能量高达千兆电子伏。电子束的性质和加速器的稳定性在很大程度上取决于电子注入加速器的阶段。最简单的注入机制是自注入，其中尾流场足够强以将冷等离子体电子捕获到激光尾流中。这种方法的主要缺点是缺乏镜头间的稳定性。在这里，我们提出的实验和数值结果表明存在两种不同的自注入机制。横向自注入被证明是导致低稳定性和质量差的电子束，因为一个强烈的依赖于激光脉冲的强度分布。与此相反，纵向注入，这是明确地观察到的第一次，被证明会导致更稳定的加速和更高质量的电子束。
2013-09-24 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Scintillation index for two Gaussian laser beams with different wavelengths in weak atmospheric turbulence
研究了两束不同波长的最低阶高斯光束在弱湍流大气中的传输。使用Rytov近似，并假设一个缓慢的探测器，我们计算了一个典型的自由空间激光通信设置的闪烁指数的纵向和径向分量。我们找到了两束激光相对于纵向闪烁指数的最佳配置。我们表明，最佳的两束配置的纵向闪烁的值是小于50%以上的值相比，一个单一的最低阶高斯光束具有相同的总功率。此外，最佳双光束系统的径向闪烁比单光束情况下的径向闪烁小35%-40%。通过分析自身和交叉强度对闪烁指数的贡献，进一步了解了强度波动的减少。
2006-06-22 physics.optics
Intensity-noise suppression due to longitudinal mode coupling in multimode intracavity-doubled lasers
Department of Applied Physics, Stanford University（斯坦福大学应用物理系）
研究揭示了频率倍频激光中通过Lyapunov函数实现振幅噪声抑制的机制，展示了在耦合振荡器系统中强度稳定性的新方法。
2026-08-20 physics.optics
PT-symmetric microring lasers: Self-adapting broadband mode-selective resonators
实验表明，在PT对称的耦合微谐振器中，可以很容易地实现稳定的单纵模工作。尽管任何有源谐振器原则上都能够显示单波长操作，但是可以利用PT对称性的选择性破坏来系统地增强该模式的最大可实现增益，即使大量的竞争纵向或横向谐振器模式落入非均匀加宽的有源介质的放大带宽内。该概念在制造公差方面是鲁棒的，并且其模式选择性在不需要附加组件或专门设计的滤波器的情况下建立。我们的研究结果可能铺平了道路，新一代的多功能腔激光在所需的纵向谐振。沿着这些路线，传统的高度多模微波谐振器配置可以被塑造成抑制除了一个纵向模式之外的所有模式。
2014-05-08 physics.optics
Thermo-Optical Chaos and Direct Soliton Generation in Microresonators
本文通过数值计算和实验研究了微谐振腔中热光混沌对直接孤子产生的影响。当抽运激光从蓝色到红色扫描，然后停止在一个固定的波长，我们发现，产生的孤子有时仍然存在（生存），有时湮灭后的扫描结束。我们把在相同的激光扫描条件下产生这些不同结果的可能性称为孤子湮灭和生存的共存。包括热动力学的数值模拟表明，孤子的湮灭和生存的共存是由TO混沌伴随梳产生。在TO混沌下发生的腔共振的随机涨落也被发现在激光扫描结束后触发自发孤子的产生。在氮化硅微谐振器中，实验观察到孤子湮灭与存活共存以及孤子的自发产生。TO混沌的作用的阐明提供了重要的见解孤子生成动力学微谐振器，这可能最终促进直接孤子生成完全集成的微谐振器。
2017-01-13 physics.optics
Incompatibility of the tunneling limit with laser fields
施温格极限是指纵向电场足够强，通过隧道机制将真空“压缩”成电子-正电子对。激光场是横向电磁场，与Schwinger极限无关。由于表征场的F^{μν} F_{μν}洛伦兹不变量的不同值，纵向场和横向场是根本不同的。这种差异的一个方面是零频率限制，存在于纵向场，但不明确的横向场。因此，用足够强的激光接近施温格极限的目标是不可能的。超导转变速率的特征在于指数行为的形式exp（-C/E），其中E是所施加的电场的大小和C是系统相关的常数。这种行为的库仑计内的激光诱导过程的治疗的解释是失败的。
2013-02-01 physics.optics quant-ph
Upstream Laser-based Longitudinal Enhancement of Relativistic Photoelectrons
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University（斯坦福大学SLAC国家加速器实验室）；Department of Applied Physics, Stanford University（斯坦福大学应用物理系）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；California NanoSystems Institute（加州纳米系统研究所）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
通过时空激光塑形技术，实现对相对论电子束纵向相空间的精准控制，提升束流亮度和稳定性。
2026-01-07 hep-ex physics.app-ph physics.optics
Beam focus and longitudinal polarization influence on spin dynamics in the Kapitza-Dirac effect
通过求解相对论性Dirac方程，利用含时微扰理论研究了光束聚焦产生的纵向激光偏振分量对Kapitza-Dirac散射中自旋动力学的影响.纵向光束偏振分量的横向空间依赖性占，通过近似高斯光束与平面波分量。我们发现，从纵向激光束偏振分量的修正近似与衍射角$ε$的二次幂成比例，由此我们得出结论，对于足够低的光束焦点，光束聚焦的相关影响可以忽略不计。
2022-06-01 physics.optics quant-ph
Fabry-Perot Lasers as Enablers for Parallel Reservoir Computing
我们介绍了使用法布里-珀罗（FP）激光器作为潜在的神经形态计算机与并行处理能力。利用主FP激光器和反馈下的从FP激光器之间的光注入，我们展示了在25 Gbaud强度调制直接检测光通信系统中，在纵模粒度上按比例放大处理功率并执行信号均衡的实时处理的潜力。我们证明了分类性能的改善，节点数量的增加和同时处理任意数据流的能力。大量的数值模拟表明，在典型的法布里-珀罗激光器中，可以利用多达8个纵向模式，以提高分类性能。
2021-01-28 cs.NE eess.SP nlin.CD
Influence of laser spot size at diffuser plane on the longitudinal spatial coherence function of optical coherence microscopy system
光源的相干特性和波长是光学相干显微术/层析成像不可缺少的，因为它们极大地影响系统的信噪比、轴向分辨率和穿透深度。在本信中，我们研究了纵向空间相干性的赝热光源（PTS）作为在扩散器平面，这是通过平移显微镜物镜朝向或远离扩散器平面的控制的光斑大小的函数。PTS的轴向分辨率被发现是最大的~ 13微米的光束光斑尺寸为3.5毫米的扩散器平面。通过在高度差为15微米的标准量块上进行实验，进一步证实了系统的轴向分辨率随着在扩散器平面处的光斑尺寸的增加而变化。因此，通过适当地选择在漫射器平面处的束斑尺寸，可以利用取决于生物窗口的任何单色激光光源来获得具有大穿透深度的高轴向分辨率和多层生物样本的无斑点断层摄影图像，而不管源时间相干长度。此外，PTS可以是一种有吸引力的替代光源，用于实现高轴向分辨率，而不需要色差校正光学器件和色散补偿机制，这与传统的设置不同。
2019-04-07 physics.optics
A simple model for longitudinal electron transport during and after laser excitation: Emergence of electron resistive transport
针对激光驱动电子纵向输运机制不明的问题，本文提出磁场引导及含恒定阻力的电阻性输运模型，解释实验下凹位移曲线并统一弹道与超扩散输运。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Longitudinal Computer Generated Holograms for Digital Frequency Control in Electronically Tunable Terahertz Lasers
横向计算机生成全息图（CGH）衍射并通过将入射光转向投影图像平面中的任何点来提供对入射光的灵活控制-即CGH能够将光引导到需要的地方并远离不需要的地方。此外，图像投影平面中的可分辨点的数量是CGH的像素数的函数。在这里，我们报告了一个纵向计算全息图（LCGH），光子结构，交换的能力，引导光向固定的空间点的数字控制在频域。这在可调谐激光器的背景下是特别感兴趣的。在这方面，LCGH提供了两个重要的自由度（DOF）：1）在布里渊区内提供高分辨率的波矢量或k空间分辨率; 2）能够完全控制定义或修改每个可分辨的k点处的反射率，从而获得目标光谱响应。我们证明了我们的LCGH方法的灵活性，通过实现纯粹的电子调谐之间的六个数字选择的工作频率在一个单一的部分太赫兹（THz）量子级联激光器（QCL）。这些可切换的单频器件将简化THz QCL的功率和灵活性与光谱应用的结合，例如遥感，光谱分析以及安全和医学成像。
2012-05-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spatiotemporal THz emission from radial and longitudinal wakefields by copropagating chirped lasers in magnetized rippled plasma
University of Tehran（德黑兰大学）
研究通过FBPIC模拟探讨了共传播啁啾激光脉冲在磁化不规则等离子体中激发径向和纵向射频场的时空演化及其在太赫兹辐射生成中的作用，发现啁啾、脉冲持续时间和等离子体密度显著影响射频场振幅和相干性。
2026-04-27 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.optics
Longitudinal photoelectron momentum shifts induced by absorbing a single XUV photon in diatomic molecules
用含时微扰理论研究了H $_2^+$、N $_2$和O $_2$等双原子分子的光电子动量沿激光传输方向的移动。这种纵向动量位移表征了光子在原子和分子中的动量共享，并相对于光子能量振荡，呈现出双缝干涉结构。对原子和分子的贡献进行了解析解，直观地描述了双缝干涉结构的形成过程。计算结果表明，纵向光电子动量分布与核间距、分子取向和光子能量有关。目前的激光技术已经准备好证实这些理论预测。
2015-12-07 physics.atm-clus physics.optics
Study of longitudinal coherence properties of pseudo thermal light source as a function of source size and temporal coherence
在常规OCT中，由于宽带光源的低时间相干（TC）长度，通常利用宽带光源来获得高轴向分辨率。单色（即，高TC长度）光源如激光不能实现以获取样品的高分辨率光学切片图像。与此相反，可以采用具有高TC和低空间相干（SC）特性的伪热光源来实现与宽带光源相当的高轴向分辨率。在这封信中，伪热光源合成通过一个纯单色激光束通过旋转扩散。研究了赝热光源的纵向相干特性随光源尺寸和TC长度的变化关系。合成光源的LC长度随着光源尺寸的增加而减小。发现对于大于或等于3.3mm的源尺寸，这种光源的LC长度变得与母激光器TC长度无关，并且对于两种激光器，LC长度几乎恒定在30微米左右。因此，可以利用任何单色激光光源来获得OCT系统中的高轴向分辨率，而与其TC长度无关。在波长为632 nm时，当物镜的数值孔径为1.2时，可获得的最大轴向分辨率为650 nm。研究结果阐明，伪热源是单色的性质，可以显着提高现有的OCT系统的性能。
2018-10-03 physics.optics
Fiber laser development for LISA
我们研制了一台用于激光ISA等空间应用的1064 nm单模线偏振掺镱光纤环形腔激光器。利用光纤布拉格光栅（FBG）和光纤法布里-珀罗（FFP）实现了单模选择。FFP还可作为我们环形激光器内的频率基准。我们的激光器具有与非平面环形振荡器（NPRO）相当的低频率和强度噪声。采用光纤耦合相位调制器作为频率激励器，可实现100 kHz的频率电光调谐。看来，我们的光纤环形激光器是有前途的空间应用的纤维光学的鲁棒性是可取的。
2010-03-18 gr-qc physics.optics
Topological solitons as addressable phase bits in a driven laser
光学定域态通常被定义为光的自定域量子包，它以独立可控的光强脉冲形式存在于非线性光学系统的纵向或横向。在这里，我们提供了第一个实验和分析证明存在的纵向局域态，基本上存在于激光的相位。这些鲁棒且通用的相位位可以在注入锁定的半导体激光器中被单独成核和消除，该注入锁定的半导体激光器在类神经元的可激发状态下操作并且被提交延迟反馈。他们的控制演示开辟了道路，他们作为相位信息单元在下一代相干通信系统的使用。我们分析了我们的意见，确认相位位的拓扑性质，并揭示了其正式的，但深刻的类比与正弦戈登孤子的一个通用模型。
2014-09-22 physics.optics
Longitudinal shaping of plasma waveguides using diffractive axicons for laser wakefield acceleration
研究展示了一种八级对数衍射轴棱镜（LDA）用于产生米级等离子体波导，通过形成类贝塞尔光束和漏斗状通道入口，提升了多GeV激光尾场加速的波导耦合能力。
2025-03-03 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Coherence loss of partially mode-locked fiber laser
随机驱动的非线性过程限制了自然系统中放大模的数量，这是由于竞争模的相互作用，当增加系统的复杂性时，伴随着相干性的损失。具体地说，我们发现，调制不稳定性，表现出很大的波动时，它是自发增长的噪声在保守系统中，可能具有高度的相干性耗散激光系统的增益。非线性模式相互作用可以是竞争性的或合作性的：调整腔内偏振状态控制相干性损失的过程。单次激发光谱表明，光纤激光器通过参量不稳定性将能量从中心波长模重新分配到边带，然后通过级联四波混频填充纵模。参量频率转换以位置、强度和偏振的随机分布填充纵向模式，从而产生部分（而不是高度）相干脉冲。这些动力学为非线性激光系统中复杂斑图形成提供了一条新的途径。
2016-01-05 physics.optics
Class-A mode-locked lasers: fundamental solutions
研究了同时含有增益和吸收体的A类半导体激光器锁模工作的延迟微分方程模型。材料过程被自动消除，因为与长腔器件的延迟时间相比，这些过程被认为是快速的。利用DDE-BIFTOOL [K. Engelborghs，T. Luzyanina和D. Roose，ACM Trans. Math. Softw. 28，1（2002）]。在分岔图中讨论了稳定定态和基本周期区的共存、转换和滞回行为的多种形式。
2017-10-06 physics.optics
Direct laser acceleration of electrons in free-space
紧凑型激光驱动加速器是一种多功能和强大的工具，在科学，健康，安全和技术的各种目的的社会基础上具有不可替代的相关性，因为它们为传统射频加速器的最先进成就带来了巨大的实用性。目前基于激光的基准技术依赖于介质来辅助光-物质相互作用，这施加了材料限制或强烈的不均匀场。几个周期的超强径向偏振激光器的出现，实现了一个广泛研究的新型加速器，采用最简单的形式的激光加速，是独特的，不需要介质，实现强纵向能量转移直接从激光到粒子。在这里，我们提出了直接纵向激光加速的非相对论电子，经历高方向性的多GeV/m加速梯度的第一次观察。这一演示开辟了一个新的前沿直接激光驱动粒子加速能够创建良好的准直和相对论阿秒电子束和x射线脉冲。
2015-01-21 physics.acc-ph physics.optics
Temporal Beam Self-Cleaning in Second-Harmonic Generation
National University of Defense Technology（国防科技大学）；Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology（国防科技大学南湖激光实验室）；Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, National University of Defense Technology（国防科技大学湖南省高能激光技术重点实验室）
本研究通过二次谐波生成实现了激光时间稳定和相关性增强，首次展示了激光时间自清洁技术。
2026-01-17 physics.optics
Experimental demonstration of PT-symmetric stripe lasers
近年来，宇称-时间（PT）对称激光与吸收体共存的研究受到了广泛关注。虽然在微波异向介质中已经观察到了PT对称吸收体，但还没有PT对称激光的实验证明。本文对PT对称条形波导激光吸收体进行了实验研究。利用PT对称性的概念，利用光的放大和吸收，成功地获得了PT对称的激光吸收体。与单模PT对称激光器不同，通过比较不同泵浦条件下的相对波长位置和模间距，实验证实了PT对称条形激光器。当波导被半抽运时，模式间隔加倍，激射波长向每两个初始激射模式的中心移动。所有这些观测结果都与理论预言相一致，并很好地证实了PT对称性破缺。
2015-05-15 physics.optics
Steady-State Micro-Bunching based on Transverse-Longitudinal Coupling
本文研究SSMB的纵向弱聚焦、强聚焦及GLSF三种情形，提出利用横向-纵向耦合产生1 kW平均功率EUV光的GLSF储存环方案。
2024-12-08 physics.acc-ph physics.app-ph physics.ins-det
Single-frequency mid-infrared chip laser with a sub-hertz Lorentzian linewidth
报道了一种工作在2860 nm单纵模的导波片状激光器。腔体设置在Littman-Metcalf配置中以实现单频操作，边模抑制比大于33 dB。芯片激光器的线宽被发现是有限的机械波动，但其洛伦兹贡献估计低于1赫兹使用外差技术。该演示结合了高相干源与芯片激光器的紧凑性所提供的简单性。
2019-09-20 physics.optics
Nonstationary polarization optical forces, considering the influence of dispersion and diffraction
Georgi Nadjakov Institute of Solid State Physics（格奥尔基·纳德贾科夫固体物理研究所）；Physics and Technology Faculty, University of Plovdiv "Paisii Hilendarski"（普洛夫迪夫大学“帕伊西·希伦达斯基”理学院）；Institute of Electronics, Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院电子研究所）；Department of Medical Physics and Biophysics, Medical University - Plovdiv（普罗夫迪夫医科大学医学物理与生物物理系）
本文研究了超短激光脉冲在空气中传播时色散和衍射对纵向光学力动态特性的影响，并为中性粒子激光加速器的发展提供指导。
2026-02-10 physics.optics
Coexistence of Scattering Enhancement and Suppression by Plasmonic Cavity Modes in Loaded Dimer Gap-Antennas
等离子体纳米天线在光学传感、单分子探测、增强光学非线性效应、表面光谱、光化学、光电子、光电子学等方面具有广阔的应用前景。本文研究了一种由两个金属纳米棒制成的二聚体间隙天线，其键合偶极子的纵向等离子体天线模（AM）可以与横向等离子体腔模（CM）竞争，产生显著增强或抑制的散射效率，这取决于CM的对称特性（例如，径向阶数n和方位角量子数m）。更具体地说，它表明，一个适当加载的间隙层，使大量的激励环矩和它的强相互作用与AM偶极矩，导致在Fano或电磁感应透明（EIT）的散射光谱中的类似的配置文件。然而，对于具有非零方位角数的CM，频谱以各自的AM和CM共振的累积签名为特征。我们提供详细的近场和远场分析这些现象，显示模式重叠和相位关系的基本时刻的不同顺序起着至关重要的作用。提出了一个经典的耦合振子模型，它清楚地再现了散射增强和抑制的共存。最后，我们表明，AM和CM的谐振频带可以通过调整的几何参数和负载的介电常数进行调谐。我们的研究结果可能是有用的等离子体隐形，自旋偏振定向光发射，超灵敏的光学传感，等离子体介导的光致发光。
2015-08-13 physics.optics
Semiconductor Laser Linewidth Theory Revisited
越来越多的应用要求半导体激光器不仅具有大的调制带宽或高的输出功率，而且具有小的光谱线宽。因此，对限制线宽的根本原因的理论理解具有很大的实际意义。本文导出了一个计算谱线宽度的一般表达式。我们建立在20世纪80年代和90年代发展的线宽理论，但从现代的角度来看，在这个意义上，我们选择作为我们的出发点的依赖于时间的耦合波方程的向前和向后传播的领域和扩展的领域的固定纵模的开放腔。结果得到了多段腔结构中纵向自发发射过剩因子（$K$因子）和有效$α$因子的一般表达式，其中考虑了非线性增益（增益压缩）和折射率（克尔效应）、增益色散和纵向空间烧孔效应的影响。由于来自外部腔的反馈而导致的线宽变窄的效果通常由所谓的啁啾减小因子描述，也自动包括在内。我们提出了一个新的解析公式的自发发射的载流子密度的依赖关系，避免了使用粒子数反转因子。所提出的理论框架被应用到两个部分的分布布拉格反射镜激光器的数值研究。
2021-06-05 physics.app-ph physics.optics
Agile and Broadband All-Optical Wavelength Conversion with Multi-Wavelength Lasers
本文提出利用单片集成多波长激光器，通过载流子增益调制和模间耦合，实现无需外部探针的1.3 THz范围、10 GBd全光波长转换，具有敏捷切换和广播能力，并验证了透明转换与净增益。
2025-09-09 physics.optics
Second harmonic generation in a high-Q lithium niobate microresonator fabricated by femtosecond laser micromachining
报道了利用飞秒激光微加工技术在石英陶瓷上制作高Q值的铌酸锂回音壁模微谐振器。微米级（直径~82 μm）LN谐振腔在1550 nm波长范围内具有2.5 × 10^5的Q因子。此外，在片上LN微谐振器中，演示了连续波可调谐单纵模泵浦激光器在片上LN微谐振器中的二次谐波产生。采用光纤锥将泵浦激光器耦合到微谐振腔中，归一化转换效率为1.35 × 10 ^-5/mW。
2014-08-31 physics.optics
Time dependence of Bragg forward scattering and self-seeding of hard x-ray free-electron lasers
自由电子激光（FEL）现在可以产生时间短，高功率X射线脉冲前所未有的亮度，即使他们的纵向相干性相对较差。通过采用窄带宽X射线晶体光学器件，可以潜在地改善纵向相干性，在这种情况下，还必须了解晶体如何影响时间和空间的场分布。我们框架的X射线衍射作为一组耦合波的动力学理论，以推导出解析表达式的时空响应的布拉格散射从时间短的入射脉冲。我们计算的反射和前向散射的X射线脉冲的轮廓，示出的波$τ$的时间延迟是通过简单的关系$Δx = cτ\cotθ$，其中$θ$是入射到衍射平面的掠射角链接到其横向空间移位$Δx$。最后，我们应用我们的研究结果，以获得一个解析的描述布拉格前向散射有关的单色种子硬X射线自由电子激光。
2012-03-09 physics.acc-ph physics.optics
Locking the frequency of lasers to an optical cavity at the $1.6 \times 10^{-17}$ relative instability level
我们将两个独立的Nd：YAG激光器的频率稳定在高精细度法布里-珀罗谐振器的两个相邻的纵模上，并在40 s的积分时间下获得了6.3 mHz的拍频不稳定性。对于单个激光器，这是相对于激光频率的$1.6\times10^{-17}$，以及相对于腔谐振半峰全宽的$1.3\times10^{-6}$。差拍信号的幅度谱具有7.8mHz的FWHM。这种稳定的频率锁定对于下一代光时钟探询激光器和基础物理测试具有重要意义。
2012-03-28 physics.optics
Stabilization of Broad Area Semiconductor Laser sources by simultaneous index and pump modulations
我们表明，宽面积半导体放大器和激光器的发射可以有效地稳定，通过引入，二维周期性调制的折射率和泵浦（增益-损耗）的配置文件，同时在横向和纵向方向。这种折射率和增益损耗调制之间的相互作用有效地抑制了图案形成不稳定性，从而从此类光源产生高度稳定且明亮的窄输出光束。我们还确定了作为泵电流和线宽增强因子的函数的设备的稳定性能。
2018-02-21 physics.optics
Nonlinear excitation of photonikos and plasmons by high-power, short pulse lasers
通过非相干强和超强辐射（高功率短脉冲激光、非热平衡宇宙场辐射等）调制激发纵向光子（photonikos）和电子朗缪尔波以及离子声波。在等离子体中进行了研究。证明了光子和等离子体激元的同时产生。此外，动力学不稳定性被认为是单独产生的低频光子。这些新模式的增长率。
2008-10-29 astro-ph physics.optics physics.plasm-ph
0.75 Gbit/s high-speed classical key distribution with mode-shift keying chaos synchronization of Fabry-Perot lasers
高速物理密钥分配是安全通信的追求。在本文中，我们提出并实验证明了一种方案的高速密钥分配使用两个多纵模Fabry-Perot激光器之间的超辐射发光二极管驱动的模移键控混沌同步。合法用户根据私有控制码动态选择其中一个纵模，实现模移键控混沌同步。对两个远程混沌光波形进行量化，生成两个原始随机比特流，通过比较控制码，筛选出与混沌同步相对应的比特作为共享密钥。在该方法中，过渡时间，即，混沌同步恢复时间由控制码的上升时间决定，而不是由激光跃迁响应时间决定，从而大大提高了密钥分配率。在160 km的光纤传输中，经过色散补偿后，密钥分配速率达到0.75 Gbit/s，误码率为3.8 × 10-3。激光混沌的熵率估计为16 Gbit/s，这决定了最终的密钥生成率和最终的密钥速率。因此，认为该方法为Gbit/s物理密钥分发提供了一种方法。
2021-09-12 eess.SP physics.optics
Semiconductor waveguide quantum well lasers
与硅光子兼容的相干激光器阵列在碳化硅和氧化硅衬底上转移的外延生长的半导体膜量子阱激光器中的波导几何形状中被证明;我们记录的激射阈值低至60 mW的泵浦功率。我们研究了在亚毫米范围内的单个激光器和激光器阵列的发射。利用实空间成像和倒易空间成像研究了模宽约为5-10 μ m，模间间隔为10-20 μm的波导激光器阵列的发射特性，发现它们在单纵模或多纵模工作时都能保持相互相干性。
2022-01-21 physics.app-ph physics.optics
Excess noise factor in non-Hermitian mode-locked lasers
我们预测和观察到的外观，由于非厄米性的两个主动谐波锁模激光器的模式的多余的噪声因子。这些激光器的环形腔中增益和损耗的非均匀分布导致纵向模式的非正交性，这是导致落在激光脉冲模式中的自发发射速率增加的原因。这导致由这些激光器产生的脉冲训练的相位噪声在某些偏移频率处增加超过20 dB。这种退化对于将这些激光器用于诸如产生高光谱纯度RF和低抖动时钟信号的若干应用而言可能是禁止的。
2018-12-10 physics.ins-det physics.optics
