Design of a monolithic low-threshold narrow-linewidth cw mid-IR silicon Raman laser
我们提出了一个光泵单片全硅中红外（MIR）拉曼激光器的设计和预期的性能。对于所提出的在2.71 μ m泵浦波长下泵浦的3.15 μ m连续激光器设计，我们估计阈值泵浦功率< 10 mW，估计输出激光线宽<50 MHz。该设计可能为第一台中红外硅拉曼激光器的演示铺平道路。
2018-06-10 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
Analysis of the spontaneous emission limited linewidth of an integrated III-V/SiN laser
本文计算了由硅和III-V族混合或异质集成腔内元件组成的半导体激光器的自发发射极限线宽。该方法的核心是a）根据复合激光/自由空间本征模描述多元件激光腔，b）使用多模激光理论来处理模式竞争和多波混合，以及c）并入量子光学贡献来解释自发发射效应。应用该模型的情况下，线宽变窄的InAs量子点激光器耦合到一个高Q SiN腔。
2021-12-21 physics.optics
Narrow linewidth semiconductor lasers based on nonlinear self-injection locking
本文提出非线性自注入锁定技术，利用光纤布里渊振荡器反馈和电光调制实现递归线宽压缩，在商用DFB激光器上实现亚赫兹线宽，并给出CMOS兼容集成方案。
2023-09-18 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
All-optical wavelength-tunable narrow-linewidth fiber laser
窄线宽光纤激光器的频域参数调控在光量子计算、精密相干探测、微波产生等领域有着广泛的应用前景。全光学方法提供了紧凑，精确和快速的途径来实现这些激光器的波长可调谐性。在这里，利用石墨烯的光热效应，以精确地控制操作的自由运行的激光器的调谐速度为140 MHz/ms。辅助的单纵模操作和受激布里渊散射的线宽抑制，我们得到一个光可控的~750 Hz的光纤激光器的波长调谐范围为3.7 nm。
2017-12-12 physics.optics
CaF2 Whispering-Gallery-Mode Resonator Stabilized Narrow Linewidth Laser
采用氟化钙（CaF 2）回音壁模式谐振腔稳定光纤激光器。它是使用半导体光放大器作为增益介质建立的。该谐振腔通过棱镜临界耦合，并用作滤波元件来抑制激光线宽。使用自外差拍频技术的线宽被确定为13千赫。这意味着相对于无源腔线宽的增强因子为10^3。三角帽法在10 μs后的稳定性为10^（-11）。
2012-08-01 physics.optics
Trade-off between Linewidth and Slip Rate in a Mode-Locked Laser Model
我们证明了一个线宽和失锁频率之间的权衡在锁模激光器采用主动反馈来控制载波包络偏移相位差。在频率计量应用中，线宽直接转化为测量频率的不确定性，而锁定丢失和恢复对测量频率的影响则不太清楚。我们减少的动态随机微分方程，特别是扩散过程，并比较线性化的线宽锁定损失的平均时间从大偏差理论计算的退出所确定的速率。
2014-02-25 physics.optics
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
Generalized Sub-Schawlow-Townes Laser Linewidths Via Material Dispersion
最近的S矩阵为基础的理论的量子限制线宽，这是适用于一般的激光器，包括空间非均匀的激光腔工作在阈值以上，在各种限制进行了分析。对于宽带增益，彼得曼和坏腔因素的一个简单的解释提出了在S矩阵的零和极点之间的几何关系。当有大量的色散，在腔寿命的频率尺度上，该理论产生了一个概括的坏腔因子，这是以前推导出的空间均匀的一维激光器。这种效应可以导致具有非常窄的增益宽度的激光器中的亚肖洛-汤斯线宽。我们推导出一个公式的线宽的激光模式功能，它具有精度相媲美的前面的公式涉及的激光极点的残留。这些结果的量子限制线宽是有效的，即使在政权的强线拉和空间烧孔，线宽不能分解成独立的彼得曼和坏腔因子。
2014-03-17 physics.optics
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
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
Narrow Linewidth near-UV InGaN Laser Diode based on External Cavity Fiber Bragg Grating
实现了波长为400 nm的光纤光栅InGaN基激光二极管，并证明了其高相干性。由于制作了近紫外波段的窄带光纤光栅，使得自注入锁定二极管可以实现单模单频输出。该器件具有44 dB的边模抑制比和mW的输出功率。详细的频率噪声分析揭示了亚MHz的集成线宽和16 kHz的固有线宽。这种窄线宽激光二极管在近紫外域的紧凑和低成本的设计，可以找到应用程序时，需要的相干性和干涉分辨率。
2021-02-08 physics.optics
Narrow linewidth Brillouin laser based on chalcogenide photonic chip
我们提出了第一个演示的窄线宽，波导为基础的布里渊激光器，这是使大的布里渊增益的硫属化物芯片。波导配备有垂直锥形，用于低损耗耦合。由于斯托克斯波的光反馈，激光阈值降低到360 mW，这是5倍低于计算的单程布里渊阈值相同的波导。激光器的斜率效率为30%，线宽为100 kHz，使用自外差法测量。
2013-07-26 physics.optics
Reducing the linewidth of a diode laser below 30 Hz by stabilization to a reference cavity with finesse above 10^5
工作在Littrow结构中的扩展腔二极管激光器在657 nm附近发射，通过将其注入参考腔的电流稳定，其精细度大于10^5，相应的谐振线宽为14 kHz。激光线宽从几MHz减小到低于30 Hz的值。紧凑和强大的设置似乎是理想的便携式光学频率标准使用钙互组合线。
2001-09-22 physics.optics
Ultra-narrow linewidth hybrid integrated semiconductor laser
我们展示了一个混合集成和广泛的可调谐二极管激光器的固有线宽为40 Hz窄，实现了一个单一的往返通过低损耗的反馈电路，延长腔长0.5米的芯片上。单次往返，单模分辨反馈滤波，使线宽变窄，增加激光功率，没有限制，通过非线性损耗。在1.55 $μ$ m波长范围内实现了单频振荡，光纤耦合输出功率高达23 mW，光谱覆盖范围为70 nm，输出功率为3 mW，边模抑制大于60 dB。用于进一步线宽变窄的这种性质和选项使得在光子电路中直接集成的方法具有很高的兴趣，该光子电路以最高的分辨率服务于微波光子学、相干通信、感测和计量。
2020-07-13 physics.optics
Intrinsic linewidth of quantum cascade laser frequency combs
研究了自由运转量子级联激光频率梳的频率噪声功率谱密度。在高频率下观察到一个平台，归因于由所有梳线上的总激光功率的Schawlow-Townes公式设定的量子噪声极限。在我们的实验中，测得的线宽为292 Hz的总功率为25 mW。这一结果证明，四波混频过程，负责梳状操作，有效地相关的量子噪声的个人梳线。
2015-06-20 physics.optics
Ultranarrow linewidth photonic-atomic laser
具有高光谱纯度的激光器可以实现多样化的应用空间，包括精密光谱学、相干高速通信、物理传感和量子系统操纵。工作台法布里-珀罗腔的精心设计和制造已经在主动激光线宽减小方面取得了巨大的成就，主要用于光学原子钟。然而，对于在周围环境中以高性能操作的小型化激光系统的需求日益增加。在这里，我们报告了一个紧凑和强大的光子原子激光器，包括一个2.5厘米长，20,000精细度，单片法布里-珀罗腔集成与微机械铷蒸汽细胞。通过利用腔的短时频率稳定性和原子的长时频率稳定性，我们实现了一个超窄线宽激光器，使扩展测量的集成。具体而言，我们的激光器支持平均时间为20 ms的$1\times 10^{-13}$、平均时间为300 s的$7 \times 10^{-13}$的分数频率稳定性、由热噪声产生的25 Hz的积分线宽、低至0.06 Hz $^2$ /Hz的洛伦兹线宽以及低至$10^{-10}$ /g的被动抗振性。我们的工作是探索基于物理设计的单片光子和原子封装的混合激光系统。
2019-06-06 physics.optics
6 W, 1 kHz linewidth, tunable continuous-wave near-infrared laser
改进的相干899-21钛蓝宝石激光器被注入锁定，以在852 nm处产生6-6.5 W的单频光。在对高精细度腔进行闭环幅度控制和频率稳定后，它在单模光纤的输出端提供4-4.5 W，线宽<1 kHz。该激光器可在约700-1000 nm范围内调谐;在750-810 nm范围内，最高可达8 W。
2009-04-07 physics.optics
Whispering Gallery Mode Resonator Stabilized Narrow Linewidth Fiber Loop Laser
我们演示了一个窄线，光纤环路激光器使用掺铒光纤作为增益材料，稳定使用微球作为透射频率选择元件。稳定的激光线宽为170 kHz的观察，实验光谱分辨率的限制。随着泵浦功率的增加，激光输出功率线性增加，激光模式发生红移。并对其潜在的应用进行了讨论。
2012-08-01 physics.optics
Sub-Hz Linewidth Photonic-Integrated Brillouin Laser
传统上被归类为桌面实验的光子系统和技术正准备通过集成从实验室跨越到现实世界的应用。受激布里渊散射（SBS）激光器由于其独特的线宽窄化特性，是实现高相干波导集成光源的理想选择。特别是，级联阶布里渊激光器显示出多线发射、低噪声微波产生和其他光梳应用的前景。这些激光器的光子集成可以显著提高其对环境和机械干扰的稳定性，简化其封装并降低成本。虽然已经展示了单阶硅和级联阶硫属化物波导SBS激光器，但这些激光器产生10-100 kHz的适度发射线宽。我们报道了亚Hz（~0.7 Hz）基本线宽光子集成布里渊级联激光器的首次演示，代表了集成波导SBS激光器的最新技术的重大进展。该激光器由使用超低损耗Si 3 N4波导平台制造的总线环谐振器组成。为了实现亚Hz线宽，我们利用高Q、大模体积、单偏振模谐振器，其产生光子生成的声波而没有声子引导。这种方法极大地放宽了偏振模式、光学模式和声学模式之间的相位匹配条件。利用级联阶布里渊激光动力学理论，通过测量第一阶和第三阶斯托克斯光的拍频线宽和相对功率，确定了第一阶斯托克斯光的基本发射线宽。由于从405 nm到2350 nm的低光学损耗，可见光和近红外波段的扩展是可能的，为可见光应用的光子集成亚赫兹激光器铺平了道路。
2018-02-27 physics.optics
Widely tunable and narrow linewidth chip-scale lasers from deep visible to near-IR
宽调谐和窄线宽集成激光器在所有可见光波长是必要的，使芯片上的技术，如量子光子学，光学捕获和生物光子学。然而，由于集成光学器件在短波长下的强波长灵敏度和高损耗，这种激光器尚未实现。在这里，我们克服了这些挑战，并展示了芯片级可见光激光器平台，使用紧密限制，微米级氮化硅谐振器和商业法布里-珀罗激光二极管。实现了深蓝（450 nm）、蓝光（488 nm）、绿光（520 nm）、红光（660 nm）和近红外（785 nm）波段的窄线宽可调谐激光输出，粗调谐波长可达12 nm，细调谐波长可达33.9 GHz，线宽可达亚kHz，边模抑制比> 35 dB，光纤耦合功率可达10 mW。我们芯片级激光器的这些规格与最先进的商业激光系统相当，使其成为下一代可见光技术的强大工具。
2021-09-17 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
Demonstration of high-power photonic-crystal surface-emitting lasers with 1-kHz-class intrinsic linewidths
本文数值模拟并实验研究了1-mm直径PCSELs在连续波运行下的本征光谱线宽，成功演示了具有1-kHz级本征线宽和5-W级输出功率的相干运行。
2023-09-07 physics.optics
Demonstration of a Transportable 1 Hz-Linewidth Laser
介绍了一台用于锶原子钟的698 nm可移动钟激光器的研制和测试。将主从式半导体激光器系统稳定在刚性安装的光学参考腔上。该装置由卡车从布伦瑞克运送到杜塞尔多夫，距离超过400公里，在那里将腔稳定激光器与固定时钟激光器进行比较，以询问镱（578 nm）。运输后只需要进行小的调整。激光器进行了比较，钛：蓝宝石频率梳用作传输振荡器。由此产生的虚拟拍频显示出低于1Hz的组合线宽（在1156nm处）。传输回布伦瑞克并没有降低激光器的性能，如通过询问锶时钟跃迁所示。
2011-05-18 physics.optics
Accurate recovery of the two linewidths hidden in laser beatnote statistics
School of Electronics, Peking University（北京大学电子学院）；State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University（华东师范大学精密光谱科学国家重点实验室）；International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；National Key Laboratory of Advanced Micro and Nano Manufacture Technology（先进微纳制造技术全国重点实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本研究提出一种无需第三台激光器即可从拍频统计中精确恢复两条隐藏线宽的方法，并验证了其在超稳激光器数据上的有效性，有望推动光学钟和精密计量学的发展。
2026-09-30 physics.optics
Heterogeneous-free narrow linewidth semiconductor laser with optical injection locking
本研究提出一种无异质结构光注入锁定半导体激光器，通过在AlGaInAs多量子阱平台集成TISE激光器与MRR实现单片锁相线宽压窄，线宽较传统分布反馈激光器提升三个数量级，可应用于相干光通信与QKD系统相位编码器。
2025-01-13 physics.optics
Linewidth of the Laser Optical Frequency Comb with Arbitrary Temporal Profile
对于许多应用，光学频率梳（OFC）需要高度的时间相干性（窄线宽）。通常的OFC是由单色窄线宽激光源或锁模激光脉冲在非线性介质中产生的，但在非常重要的中红外（MIR）和太赫兹（THz）光谱区域，OFC可以由自由运行的量子级联激光器（QCL）以高效率内在地产生。这些梳状物看起来不像常规的OFC，因为每个模式的相位不同，并且在时域中，OFC是幅度调制信号和相位调制信号的看似随机的组合，而不是短脉冲。尽管有这种伪随机性，实验证据表明QCL OFC的线宽与单模QCL的线宽一样窄。虽然普遍承认，但这一看似观察并没有得到充分理解。在这项工作中，我们严格证明了这一事实，推导出表达式的Schawlow-Townes线宽的QCL OFC和提供一个透明的物理解释的基础上的激光模式的正交性，表明尽管他们非常不同的时间分布MIR和太赫兹QCL OFC是一样好的大多数应用程序作为任何其他OFC。
2018-07-26 physics.optics
Integrated frequency comb laser with narrow intrinsic optical linewidth based on a dielectric waveguide feedback circuit
提出了一种集成的混合半导体-介质（InP-Si $_3$ N $_4$）波导激光器，该激光器在波长约1.5 $μ$ m处产生频率梳，其本征线宽为34 kHz。这是通过使用低损耗介电波导电路延长腔光子寿命来实现的。在我们的实验演示中，片上，激光腔的有效光路长度扩展到6厘米。由此产生的线宽变窄显示了高潜力的片上，高度相干的频率梳与直接电泵浦，基于混合和异构集成电路，利用低损耗的介质波导。
2019-02-18 physics.optics
A quantum cascade laser-based mid-IR frequency metrology system with ultra-narrow linewidth and $1\times 10^{-13}$-level frequency instability
我们展示了一个强大的工具，高分辨率中红外光谱和频率计量与量子级联激光器（QCL）。我们实现了QCL到超低膨胀（ULE）参考腔的频率稳定，通过上转换到近红外光谱范围，在$1\times10^{-13}$的水平。利用频率梳相位稳定到独立的超稳激光器上，测量了QCL相对于氢脉泽的绝对频率，并给出了不稳定性$<1\times10^{-13}$和不准确性$5\times10^{-13}$。QCL线宽被确定为60 Hz，主要由光纤噪声。光纤噪声的主动抑制可能导致低于10 Hz的线宽。
2015-05-05 physics.optics
Ab-initio multimode linewidth theory for arbitrary inhomogeneous laser cavities
我们提出了一个多模激光线宽理论的任意腔结构和几何形状，包含几乎所有以前已知的影响，并发现新的非线性和多模校正，例如一个坏腔校正亨利$α$因子和多模Schawlow-汤斯关系（每个线宽是正比于所有激光模式的逆功率之和）。我们的理论产生了一个定量准确的公式的线宽，没有自由参数，包括系统的全部空间自由度。从Maxwell-Bloch方程出发，我们通过引入随机电流来处理量子和热噪声，随机电流的相关性由涨落耗散定理给出。我们推导出激光模振幅的耦合模方程，并得到了稳态激光模上的简单积分的线宽公式。
2015-05-13 physics.optics
Development and characterization of a 2.2 W narrow-linewidth 318.6 nm ultraviolet laser
我们展示了一个高功率窄线宽紫外（UV）激光系统在318.6 nm的直接6S 1/2-双（n = 70至100）里德堡激发铯原子。基于商用光纤激光器和高效的非线性频率转换技术，将1560.5 nm和1076.9 nm ~ 637.2 nm的两束红外激光和频后，通过腔增强二次谐波产生，获得了2.26 W的可调谐紫外激光输出。最大倍频效率为57.3%。典型的紫外激光功率均方根波动小于0.87%，在30分钟内，和紫外激光频率的连续可调谐范围大于6 GHz。其光束品质因数M2 X和M2 Y分别为1.16和1.48。这种高性能的紫外激光器在量子光学和冷原子物理学中具有重要的潜在用途。
2016-09-14 physics.optics
Hertz-linewidth semiconductor lasers using CMOS-ready ultra-high-$Q$ microresonators
在窄线宽台式激光器的驱动下，跨越光通信、计量和传感的相干光学系统提供了无与伦比的性能。为了将这些能力从实验室转移到现实世界，一个关键的缺失因素是大规模生产的具有卓越相干性的集成激光器。在这里，我们使用CMOS代工制造的微谐振器桥接传统的半导体激光器和相干光学系统，其具有超过2.6亿的创纪录的高$Q$因子和超过42，000的精细度。在泵浦激光器中的五个数量级的噪声降低被证明，并为第一次，低于1 Hz $^2$ Hz $^{-1}$的基本噪声是在电泵浦集成激光器中实现的。此外，相同的配置显示，以减轻色散的要求，阻碍了某些非线性平台的微梳产生。使用基于代工的技术同时实现创纪录的高$Q$因子、高相干激光器和频率梳，为大范围相干光学系统的批量制造铺平了道路。
2020-09-15 physics.optics
Large mode volume integrated Brillouin lasers for scalable ultra-Low linewidth and high power
本文提出一种大模体积集成布里渊激光器，利用超低损耗氮化硅谐振腔中的布里渊非线性动力学，实现31 mHz瞬时线宽、41 mW输出功率和73 dB边模抑制比，并可扩展至mHz基本线宽与瓦特级功率。
2025-02-05 physics.optics
Miniature narrow-linewidth 1 μm Laser
本研究采用基于高品质因数FP空心谐振腔的自注入锁定方案，研制出掌心尺寸封装的1 μm窄线宽激光器，实现了41 Hz本征线宽、宽调谐范围及优异的频率稳定性，适用于现场部署场景。
2024-03-10 physics.optics
Design of a New Family of Narrow Linewidth Mid-Infrared Lasers
我们描述了一个新的家庭的高光谱亮度窄线宽（NLW）中红外（MIR）激光器的设计，< 1 MHz的预期线宽与操作在任何目标波长在2.5和9.5 μ m之间的潜力。更具体地说，我们分析了中红外分布反馈（DFB）拉曼光纤激光器（RFL）的基础上的π相移（PPS）光纤布拉格光栅（FBG）写在适当选择的低声子能量玻璃光纤的潜在性能特性。特别是，我们计算预期的阈值泵浦功率的最佳激光器的设计和泵浦波长的特定中红外DFB-RFL在选定的目标波长工作的单频（基模）操作，并表明，这些泵浦功率可以低至几毫瓦的MIR DFB-RFL制造适当的低损耗小模面积单模光纤。因此，我们清楚地建立了PPS-DFB RFL平台作为一个非常实用的方法，用于构建广泛的窄线宽MIR相干源的许多应用，包括近端和远程传感的分子和各种高光谱亮度和长相干长度的MIR应用。
2017-07-17 physics.optics
Theory of the linewidth-power product of photonic-crystal surface-emitting lasers
本文提出光子晶体表面发射激光器线宽理论，通过耦合波方程和谱问题分析，推导出线宽-功率乘积的计算方法，并验证了实验结果。
2024-07-03 physics.optics
Cooling of an Integrated Brillouin Laser below the Thermal Limit
光子集成谐振器作为一个平台，使超窄线宽激光器在一个紧凑的形状因子是有前途的。由于它们的小尺寸，这些集成谐振器受到热噪声的影响，这将光学模式的频率稳定性限制在~100 kHz。在这里，我们展示了一个集成的受激布里渊散射（SBS）激光器的基础上，实现了270 Hz的超窄热噪声限制线宽的大模体积环形谐振腔。在实践中，集成激光器需要更窄的线宽才能真正用于光学原子钟、量子计算、引力波探测和精密光谱学等应用。为此，我们采用了热折射噪声抑制技术，利用辅助激光器，以减少我们的SBS激光线宽为70赫兹。该演示展示了将最窄线宽芯片激光器的热运动稳定到100 Hz以下的可能性，从而为集成微谐振器在未来最苛刻的科学工作中的实用性打开了大门。
2021-12-01 physics.optics
Inelastic collision-induced atomic cooling and gain linewidth suppression in He-Ne lasers
该研究发现氦氖激光器中原子非弹性碰撞可冷却氖原子、压缩增益线宽，打破了输出功率与增益线宽的权衡，为气体激光相关基础研究与应用开辟新方向。
2023-12-15 physics.optics
Spectrally resolved linewidth enhancement factor of a semiconductor frequency comb
线宽增强因子是近年来半导体激光器频率梳产生研究的热点。在这里，我们提出了一种新的调制实验，这使得直接测量的光谱分辨LEF在激光频率梳。通过利用相敏技术，我们能够提取LEF的每一个梳模式。我们首先利用Maxwell-Bloch模拟研究和验证了这种普遍适用的技术，然后给出了量子级联激光频率梳的实验演示。
2021-04-12 physics.app-ph physics.optics
Tunable, high pulse energy and narrow linewidth gas-filled fiber laser across near- and mid-infrared
DTU Electro, Technical University of Denmark（丹麦技术大学电气工程学院）；NORBLIS ApS（NORBLIS有限公司）；NKT Photonics A/S（NKT光子股份有限公司）；CREOL, The College of Optics and Photonics, University of Central Florida（中佛罗里达大学光学与光子学院CREOL）；Optoelectronics Research Centre, University of Southampton（南安普顿大学光电研究中心）
本文提出了一种气体填充空心芯光纤拉曼激光器，实现了近红外到中红外范围的宽波长调谐，兼具高脉冲能量和窄线宽，为高性能可调红外光源提供了新途径。
2026-01-13 physics.optics
Switchable plasmonic scattering of nanogaps for linewidth-tunable random lasing
线宽可调谐激光器在高分辨率光谱学、光通信等工业和科学研究领域有着巨大的应用需求。本文提出了利用具有大量纳米间隙的金属粒子的可切换等离子体散射实现线宽可调谐随机激光器的有效方法。利用环境介质的非线性光学效应，随着抽运功率密度的增加，金属粒子表现出从具有高空间频率的纳米间隙局部散射到传统的无细节信息的Mie散射的转变。基于这两个散射过程，随机激光器可以连续驱动从窄线宽配置表现出纳米间隙效应占主导地位的共振到宽线宽制度的集体耦合振荡之间的纳米线（或nanoflower），表现出动态范围的线宽超过两个数量级。这一现象为进一步研究随机激光的产生机理提供了平台，为随机激光器的线宽调谐提供了新的途径，为进一步应用于高照度成像和生物检测提供了新的思路。
2018-10-20 physics.optics
Kilowatt-level Yb-Raman fiber amplifier with narrow-linewidth and near-diffraction-limited beam quality
以1120 nm的典型发射波长为例，首次实现了基于混合镱拉曼（Yb-Raman）增益的高效率、窄线宽千瓦级全光纤放大器。值得注意的是，两个时间稳定，相位调制的单频激光器工作在1064 nm和1120 nm，分别应用在光纤放大器中，以减轻光谱展宽的1120信号激光，并抑制受激布里渊散射（SBS）效应的同时。获得了1 kW以上的窄线宽1120 nm信号激光，斜率效率约为77%，光束质量M2约为1.21。通过在种子激光器和主放大器之间引入放大的自发发射（ASE）滤波系统，有效地抑制了放大器中的ASE噪声。进一步研究了两束种子激光功率比对转换效率的影响，结果表明，当1120 nm种子激光功率比在31%~ 61%范围内时，该放大器可以有效地工作。总体而言，该装置为获得工作在1100-1200 nm范围内的高功率窄线宽光纤激光器提供了很好的参考。
2019-10-27 physics.optics
Stimulated Brillouin Scattering Thresholds in Optical Fibers for Lasers Linewidth Broadened with Noise
用于加宽光源的线宽的相位和/或强度调制技术是抑制光纤中的受激布里渊散射（SBS）的公知方法。用于以简单方式实现显著带宽增强的常用技术是使用滤波噪声源进行相位调制。我们将在这里证明，在这种情况下，噪声的随机性质需要包括长度相关的SBS阈值增强校正。这种效应对于大多数高功率光纤放大器所共有的短光纤长度变得特别显著。
2013-01-24 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
Free-Running Ring Quantum Cascade Laser with 50 kHz Linewidth
Université de Neuchâtel（纳沙泰尔大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本研究通过噪声特性分析，展示了一种在7.7微米附近发射单频模式的自由运行环量子级跃迁激光器，其线宽接近50 kHz，相比现有技术提高了至少六倍，同时证明其可用于频率调制光谱学，为中红外高精度测量和光谱应用开辟了新可能。
2026-05-18 physics.optics
Ultranarrow-linewidth self-injection-locked tunable blue GaN DFB laser
Univ Rennes, CNRS, Institut FOTON – UMR 6082（雷恩大学、法国国家科学研究中心、FOTON研究所）；Exail（Exail公司）；Indie Technologies Switzerland AG, EXALOS（瑞士Indie科技有限公司、EXALOS）
研究展示了452nm超窄线宽自注入锁定DFB二极管激光器，通过与基于FBG的外腔耦合降低线宽，实验与理论吻合，还表征了调谐能力，其架构利于集成，可为集成光学原子钟和水下激光雷达提供关键的紧凑稳定且可调的可见光光源。
2026-07-28 physics.optics
High energy and narrow linewidth N2-filled hollow-core fiber laser at 1.4 μm
提出基于充 N2 无节点反谐振空芯光纤的一阶振动拉曼 Stokes 激光器，在 1.4 μm 实现 26.5 μJ、0.16 nm 窄线宽及约 2 nm 调谐范围。
2023-12-06 physics.optics
Hybrid integrated narrow linewidth semiconductor laser based on the distributed feedback from an external deformed microcavity
Key Laboratory of Optoelectronic Technology & Systems (Education Ministry of China), Chongqing University（光电技术与系统教育部重点实验室，重庆大学）
本文提出一种混合集成窄线宽半导体激光，通过将DFB激光芯片与变形微腔结合，实现连续波长调谐，显著降低线宽并提升侧模抑制比。
2026-05-07 physics.optics
Narrow Linewidth Distributed Feedback Lasers Utilizing Distributed Phase Shift
本研究提出一种中心含分布式相移区的DFB激光器，通过优化相移区长度与相移值，实现了更宽电流范围内的稳定单纵模工作，显著降低了阈值电流与光 linewidth，提升了功率斜率效率与边模抑制比。
2024-08-28 physics.optics
Chip-Based Laser with 1 Hertz Integrated Linewidth
在时间尺度上具有赫兹级线宽的激光器对于精确计量，计时和量子系统的操纵至关重要。这样的频率稳定性通常依赖于块光学激光器和参考腔，其中利用增加的尺寸来改善噪声性能，但是需要权衡成本、手动组装和有限的应用环境。另一方面，平面波导激光器和腔利用CMOS可扩展性的益处，但是由于波导介质固有的随机噪声和热敏性，从根本上限制了在较长时间内实现赫兹级线宽。这些物理限制抑制了小型激光系统的发展，其具有便携式光学时钟所需的频率噪声，其性能远远超过传统的微波对应物。在这项工作中，我们打破了这种模式，以证明一个紧凑的，高相干的激光系统在1548 nm的1秒集成线宽为1.1 Hz和分数频率不稳定性小于10 $^{-14}$从1毫秒到1秒。在1 Hz偏移处的频率噪声被抑制了11个数量级，从自由运行的二极管激光器的频率噪声下降到接近1 Hz $^2$ /Hz的腔热噪声极限，在4 kHz偏移处降低到10 $^{-3}$ Hz $^2$ /Hz。这种低噪声性能利用晶圆级集成激光器以及8 mL真空间隙腔，该腔采用亚埃粗糙度的微加工反射镜，产生118亿的光学$Q$。值得注意的是，所有的关键组件都是在平面基板上光刻定义的，并具有并行大批量制造的潜力。因此，这项工作提供了一个重要的进步，紧凑的激光器与赫兹级的线宽的应用，如便携式光学时钟，低噪声RF光子振荡器，以及相关的通信和导航系统。
2022-03-31 physics.optics
Sub-kHz single-frequency pulsed semiconductor laser based on NPRO injection locking
本文提出一种基于NPRO种子注入锁定和泵浦电流直接调制的单频脉冲半导体激光器，实现了亚千赫兹线宽、可调重复频率与脉冲宽度，适用于相干激光雷达、计量与遥感等领域。
2025-03-12 physics.optics
General linewidth formula for steady-state multimode lasing in arbitrary cavities
从半经典激光理论解的散射分析出发，导出了多模非线性区任意腔的激光线宽公式。该理论概括了以前的治疗效果的增益和开放性所描述的彼得曼因素。线宽表示使用的非线性散射矩阵，这可以从稳态从头计算激光理论的基础上的数量;与以前的治疗，没有被动腔或现象学参数参与。我们发现，低腔品质因数，结合显着的介电色散，可以导致从Schawlow-Townes-Petermann理论的实质性偏差。
2012-07-18 physics.optics
Narrow-linewidth 852-nm DBR-LD with self-injection lock based on high-fineness optical cavity filtering
本文利用高精细度ULE F-P腔滤波对852 nm DBR-LD进行自注入锁定，将线宽由1.67 MHz压缩至263 Hz，并显著抑制0.1–10 MHz频段相位噪声。
2023-08-18 physics.optics
