Femtosecond-to-millisecond holographic imaging of laser ablation dynamics
Institute for Photon Science and Technology, The University of Tokyo（光子科学技术研究所，东京大学）；Department of Advanced Materials Science, The University of Tokyo（先进材料科学系，东京大学）；RIKEN Center for Advanced Photonics, RIKEN（理化学研究所先进光子学中心，理化学研究所）
研究飞秒激光烧蚀动力学，引入泵浦 - 探测全息成像方法，能在全时间范围重建光场，应用于BK7玻璃烧蚀，捕捉不同阶段变化，确定能量分配与低热影响加工的关系，为追踪材料转变提供途径。
2026-07-21 physics.optics
Photonic crystal formation on optical nanofibers using femtosecond laser ablation technique
我们证明，数以千计的周期性纳米坑制造的亚波长直径的锥形光纤，光学光刻胶，通过照射只有一个单一的飞秒激光脉冲。制造的一个关键方面是，激光器本身充当柱面透镜，并将飞秒激光束聚焦在其阴影表面上。我们还证明，这种周期性结构的晶体上，作为一个1-D的光子晶体（PhC）。这种光子晶体结构将大大增强这种锥形光纤系统的场约束，并可能在纳米光子学和量子信息技术中开辟新的途径。
2012-10-29 physics.optics quant-ph
Suppression of ablation in femtosecond double pulse experiments
我们报告的物理原因的一个奇怪的减少在长时间延迟的实验中观察到的陨石坑深度飞秒双脉冲。详细的流体动力学模型表明，当脉冲之间的延迟超过电子-离子弛豫时间时，烧蚀机制被转储。在这种情况下，第二激光脉冲与膨胀的目标材料的相互作用导致第二冲击波的形成，该第二冲击波抑制由第一脉冲产生的稀疏波。这种效应的证据如下的压力和密度分布在不同的延迟后，第一个激光脉冲。
2010-01-04 physics.comp-ph physics.optics
Ultrafast Laser Ablation, Intrinsic Threshold, and Nanopatterning of Monolayer Molybdenum Disulfide
激光直写是一种无污染的二维材料图案化方法。文献表明，石墨烯在衬底上的飞秒烧蚀阈值变化了一个数量级。有些人将其归因于基板的热耦合，但它仍然是一个悬而未决的问题。首次以MoS $_{2}$为例研究了基底对二维材料飞秒烧蚀的影响。我们毫不含糊地表明，飞秒烧蚀的MoS $_{2}$是一个绝热过程，可以忽略不计的热传递到衬底。观察到的阈值变化是由于标准具效应，这是没有确定之前的激光烧蚀的2D材料。随后，本征烧蚀阈值被提出作为二维材料的真实阈值参数。此外，我们首次展示了飞秒激光图案化单层MoS $_{2}$与亚微米分辨率和mm/s的速度。此外，工程基板显示，以提高烧蚀效率，使图案与低功率飞秒振荡器。最后，引入零厚度近似，用简单的解析表达式预测场增强。我们的工作澄清了基板上的烧蚀的作用，并坚定地建立飞秒激光烧蚀作为一个可行的路线图案的2D材料。
2021-11-02 physics.app-ph physics.optics
Femtosecond laser writing of the depressed cladding buried channel waveguides in ZnS crystal
我们首次报道了飞秒激光在ZnS单晶中直接写入掩埋沟道波导。我们还报道了第一个用飞秒激光刻写技术制作的单模Cr：ZnS凹陷包层埋波导激光器。在2272 nm波长处获得了150 mW的平均功率，斜率效率为11%。在1030 nm飞秒泵浦下，一个在1030 nm处传输损耗为0.62 dB/cm的凹陷包层波导可以获得光谱展宽。
2022-12-01 physics.optics
Surface Plasmon Assisted Gentle Ablation of Nanostructures by Femtosecond Oscillator
我们实验证明，使用亚波长的光学纳米天线，以协助温和的纳米结构的消融直接使用超低通量从钛：蓝宝石振荡器通过激发表面等离子体波。我们表明，这种烧蚀机制是相同的金属和电介质。烧蚀阈值的解析解与实验结果吻合得很好。表面等离子体辅助的纳米尺度局部增强烧蚀提供了一种对纳米结构进行纳米加工、操作和改性而不对材料造成附带热损伤的方法。结果表明，这种烧蚀方法可以沉积出低密度、高质量的纳米薄膜。
2017-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Micro-Structuring, Ablation and Defect Generation in Graphene with Femtosecond Pulses
飞秒微加工提供了一种无接触和无掩模的材料图案化技术。利用超快激光照射，可以通过材料烧蚀或缺陷引入来诱导对单层石墨烯的性质的永久修改。研究了多个飞秒脉冲与单层石墨烯的相互作用，并报道了15秒照射时间的低激光烧蚀阈值~9.2 mJ/cm 2。清洁烧蚀的结构产生在这样的多脉冲照射配置在低脉冲能量作为一个有吸引力的替代烧蚀与单飞秒，高能量脉冲。对于完全烧蚀的石墨烯孔，从烧蚀边缘延伸约2 μ m的径向对称区域的特征在于强缺陷生成。点缺陷之间的平均距离下降到~58 nm的推导和拉曼光谱意味着，总体上有很强的相似性，无定形结构。对于约75%的烧蚀阈值的注量值，报告了具有低至~48 nm平均缺陷长度的缺陷产生的改性，同时保持底层石墨烯结构。因此，取决于激光器参数选择，相同的激光器配置可用于烧蚀石墨烯或主要引入缺陷态。所提出的研究结果为飞秒诱导的石墨烯结构修饰提供了有趣的见解，这些结构修饰可以在微米和纳米尺度上提高单层材料的精确烧蚀和图案化。此外，这对于石墨烯或基于碳的器件制造以及传感器和晶体管应用是有吸引力的，其中需要不同载流子浓度和不同电、光学或物理性质的区域。
2019-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fabrication of surface nanoscale axial photonics (SNAP) structures with a femtosecond laser
首次使用飞秒激光制造表面纳米级轴向光子学（SNAP）结构。由激光引入的刻纹对光纤加压并引起其纳米级有效半径的变化。我们展示了亚埃精确制造的个人和耦合SNAP微谐振器具有几个纳米的有效半径变化。我们的研究结果铺平了道路，一种新的超精密SNAP制造技术的基础上飞秒激光雕刻。
2016-04-11 physics.optics
Transverse writing of three-dimensional tubular optical waveguides in glass with slit-shaped femtosecond laser beams
本文报道了基于横向飞秒激光直写技术在ZBLAN玻璃中制备埋管光波导的研究。用聚焦飞秒激光脉冲照射ZBLAN，导致改性区域的折射率降低。利用飞秒激光脉冲狭缝成形包层的方法，在包层的四个侧面形成了变模区的管状光波导，保证了单模波导的模场尺寸小至~ 4 μm。
2016-05-11 physics.optics
Coherent terahertz needle radiation emission mechanism from nanostructured ferromagnetic metal films excited by femtosecond laser pulses
提出了一种相干太赫兹针辐射发射机制。这一机制可以在飞秒激光脉冲与纳米铁磁金属薄膜相互作用的实验中得以实现。该机制是基于飞秒激光脉冲在纳米结构金属表面激发耦合相干声子-磁振子模。估算了太赫兹辐射的坡印廷矢量值。
2008-09-28 physics.optics
Diode-pumped mode-locked femtosecond 2-um Tm:CaYAlO4 laser
采用c切Tm：CaYAlO 4作为增益介质，实验研究了连续锁模飞秒2 μ m固体激光器。在1975 nm波长处，锁模激光器产生了平均输出功率高达531 mW，脉冲宽度为496 fs，重复频率为97 MHz的稳定脉冲。研究结果表明，Tm：CaYAlO4是一种产生2um飞秒脉冲的优良增益介质。
2017-07-12 physics.optics
Phenomenological studies of femtosecond laser ablation on optical thin films for integrated photonics
在这项工作中，我们的知识的第一次，我们提出了一个良好的支持程序制作脊形光波导的薄膜的PLZT飞秒激光烧蚀。为了实现平滑的引导结构，以保证良好的光学性能，我们已经研究了不同的飞秒激光加工的运动条件下的烧蚀阈值特性，我们也已经探索了不同的烧蚀方案达到几个注量。此外，我们通过模式和散射损耗分析，对单次和多次扫描制作的脊形波导的形貌和粗糙度进行了表征。提出了一种新颖的侧壁粗糙度与工艺参数之间的唯象模型。进行这种方法，它是可能的，以开发集成的光子器件解决不同的技术应用的许多光学薄膜的飞秒微机械加工的光滑的引导结构的制造方法。
2019-01-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Metal surface structuring with spatiotemporally focused femtosecond laser pulses
飞秒激光微加工由于飞秒激光脉冲的超短持续时间和峰值强度而在表面结构化中提供高精度和较少的热扩散。为了增加表面图案化的吞吐量，焦斑尺寸可以在松散聚焦的情况下扩大，然而，当脉冲在空气中传播时，这可能导致脉冲的非线性自聚焦。我们解决了这个问题，通过使用时空聚焦飞秒激光脉冲烧蚀的金属表面，这引起了改善的表面质量相比，与传统的聚焦方案。
2017-05-24 physics.optics
On-chip three-dimensional high-Q microcavities fabricated by femtosecond laser direct writing
我们报告的三维（3D）高Q值回音壁微腔的熔融石英芯片上的飞秒激光微加工，使飞秒激光直写的3D性质。该工艺主要由飞秒激光直写和随后的湿化学蚀刻形成的独立的微盘。CO2激光退火之后，光滑的微腔表面。展示了具有任意倾斜角度、横向和垂直定位的微腔，并且典型微腔的质量（Q）因子被测量为高达1.07x10^6，其目前受到在激光图案化期间使用的运动平台的低空间分辨率的限制，并且可以通过更高分辨率的运动平台来改善。
2012-02-18 physics.optics
Impulsive rotational Raman scattering of N2 by a remote "air laser" in femtosecond laser filament
我们报告的脉冲旋转拉曼散射的实验实现中性氮分子在飞秒激光灯丝使用强烈的自诱导白光播种“空气激光器”期间产生的800 nm的钛：蓝宝石激光器在氮气中的执行。观察到脉冲旋转拉曼指纹信号，最大转换效率为~ 0.8%。我们的观测结果为利用分子的旋转拉曼散射对大气中化学物种进行远程识别和定位提供了一条很有前途的途径。
2014-02-22 physics.optics
Polarized micro-Raman studies of femtosecond laser written stress-induced optical waveguides in diamond
理解飞秒激光写入引起的折射率调制的物理机制对于定制所得到的光波导的性质至关重要。在这项工作中，我们采用偏振拉曼光谱研究应力诱导波导的金刚石，产生飞秒激光写入的起源。由飞秒激光在晶体中引起的折射率的变化来自于在波导中测量的应力。这一结果有助于解释波导偏振敏感波导的工作机理，并为优化波导偏振敏感波导提供了技术手段。
2018-01-18 physics.optics
Efficient, high-speed ablation of soft tissue with few-microjoule, femtosecond pulse bursts
飞秒脉冲在高精度组织切除方面具有很大的前景。然而，由于需要保持平均激光功率较低以避免由于热积累而造成的附带损害，烧蚀速率受到严重限制。此外，先前报道的脉冲能量妨碍了柔性纤维中的递送，阻碍了体内操作。这两个问题都可以通过使用高重复率脉冲组或突发来解决。在这里，我们报告了一种新型的光纤激光器，并证明了超快突发模式消融脑组织的速度接近1毫米$^3$ /分钟，一个数量级的改善比以前的报告。突发模式操作被证明是优越的，在所需的能量和避免热效应方面，均匀的重复率相比。这些结果可以为以医学相关速度进行体内操作铺平道路，通过柔性纤维输送到外科手术难以到达的目标，或同时进行磁共振成像。
2014-10-24 physics.med-ph physics.optics
Femtosecond laser nanostructuring in glass with sub-50nm feature sizes
我们报道了飞秒激光直写在多孔玻璃基底上可控地制备纳米结构。我们表明，一个中空的纳米空洞的横向尺寸为~40 nm和轴向尺寸为~1500 nm，可以通过操纵写入激光束的峰值强度和偏振实现。我们的发现使得能够在玻璃内直接构建3D纳米流体。
2012-11-17 physics.optics
A 100 mW monolithic Yb waveguide laser fabricated using the femtosecond laser direct-write technique
报道了一种基于分布反馈（DFB）结构的飞秒激光写入单片波导激光器（WGL）振荡器。在976nm双向泵浦下，器件的激光输出波长为1033nm，输出功率为102mW，带宽小于2pm。WGL装置是稳定的，并且操作50小时而没有降解。这种高性能WGL的演示为在大块玻璃中创建各种窄线宽激光器设计提供了可能性。
2008-09-26 physics.optics
Selective Delamination upon Femtosecond Laser Ablation of Ceramic Surfaces
我们报告的实验观察选择性分层的半透明材料的氧化钇稳定的氧化锆陶瓷的例子飞秒激光加工其表面与低数值孔径透镜。几十微米的陶瓷层的分层作为表面处理的副作用发生，并且在表面烧蚀阈值以上观察到。分层的开始（分层阈值）取决于光束扫描材料表面时来自连续激光脉冲的照射点的重叠程度。分层层的分析表明，材料在其两个表面上经历熔化。分层的机制被确定为激光产生的自由电子等离子体的光学响应和激光束在半透明陶瓷中传播的非线性效应之间的复杂的相互作用。所发现的效应使得能够对脆性陶瓷材料进行可控的激光显微切片。
2018-12-04 physics.app-ph physics.optics
Low-threshold whispering-gallery-mode microlasers fabricated in a Nd: glass substrate by three-dimensional femtosecond laser micromachining
我们报道了利用飞秒激光三维微加工技术在钕玻璃芯片上制作回音壁模式微激光器。主要的制造过程包括通过飞秒激光烧蚀浸在水中的玻璃基板，然后通过CO2激光退火使表面平滑，由薄柱支撑的独立式微盘的制造。在室温下，用工作波长为780 nm的连续激光二极管泵浦，在低至69 μW的泵浦阈值下观察到激光输出。该技术允许在各种介电材料如玻璃和晶体中制造高品质因数的微腔。
2013-03-04 physics.optics
Plasma channels under filamentation of infrared and ultraviolet double femtosecond laser pulses
实验研究了紫外或红外飞秒激光脉冲（λ=248 nm或740 nm）聚焦形成的等离子体通道对相同波长的飞秒激光脉冲在不同纳秒延时下形成的等离子体通道特性的影响。第一通道的光学透明度和第二通道的等离子体密度对时间延迟的依赖性被证明是完全不同的，这样的双紫外和红外飞秒脉冲。
2013-09-12 physics.optics
Generation of elliptically polarized nitrogen-ion laser fields using two-color femtosecond laser pulses
实验研究了用两束不同波长的飞秒激光脉冲产生氮离子分子激光。第一脉冲用作泵，其电离氮分子并将分子离子激发到激发电子态。第二脉冲用作探针，其导致来自激发的分子离子的受激发射。我们观察到，改变两个脉冲的偏振方向之间的角度引起椭圆偏振的分子氮离子激光场，这被解释为在分子氮离子激光的波长附近的增益介质的强双折射的结果。
2015-10-30 physics.optics
The variational formulation of the theory of non-stationary propagation of a femtosecond laser radiation
本文对非局域非线性薛定谔方程的一个变分反问题进行了求解，该方程用于模拟各种非线性介质中的双折射现象。相应的积分关系的发现，推广的非保守的情况下的守恒律。
2017-12-28 physics.optics
Dual-wavelength femtosecond laser-induced low-fluence single-shot damage and ablation of silicon
本研究探究1030nm与515nm飞秒脉冲对硅的双波长烧蚀机制，发现低注量下短波长脉冲先作用、30-100ps长延迟时烧蚀效率更高，源于热液层膨胀降低表面反射率，为能量沉积调控提供支撑。
2024-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-power broadband laser source tunable from 3.0 um to 4.4 um based on a femtosecond Yb:fiber oscillator
我们描述了一个可调谐宽带中红外激光源的基础上的差频混合的100 MHz的飞秒Yb：光纤激光振荡器和拉曼位移孤子产生的相同的激光。所得到的光在3.0 μ m到4.4 μ m范围内可调谐，半高宽带宽为170 nm，最大平均输出功率高达125 mW。该源的噪声和相干特性也进行了研究和描述。
2011-09-12 physics.optics
The kinetic equation for filament density, formed during propagation of femtosecond laser radiation, in the approximation of self-consistent field
本文提出了考虑细丝产生和衰变影响的细丝数密度动力学方程的一般形式。它由基于稳态非线性薛定谔方程（NSE）的高功率飞秒激光脉冲（HPFLP）在一系列阈值特殊情况下的传输过程的直接数值模拟确定的唯象参数组成。
2014-01-16 physics.optics
Diamond photonics platform enabled by femtosecond laser writing
我们展示了第一个埋在钻石光波导使用聚焦飞秒激光脉冲。氮空位中心的性质在波导中被保留，使它们有希望用于金刚石基磁力计或量子信息系统。
2016-10-21 physics.optics
Great enhancement of strong-field ionization in femtosecond-laser subwavelength-structured fused silica
利用波长简并泵浦探测光谱技术研究了飞秒激光亚波长结构熔石英中强场电离的超快动力学过程。对比光谱表明，飞秒激光亚波长结构化总是引起强场电离和三阶非线性光学效应的显著增强，这是飞秒激光高激发表面亚波长孔中强场局部增强的直接证据。总之，研究表明飞秒激光烧蚀纳米晶时，强场电离的亚波长空间效应非常显著，这在很大程度上促成了著名的“孵化效应”。
2018-12-30 physics.app-ph physics.optics
Molecular fingerprinting with femtosecond lasers
通过吸收光谱进行的分子指纹分析是一种强大的分析方法。宽光谱范围的多普勒有限的分辨率进行了探讨。快速数据采集，精确测量频率，强度和线形;时间分辨，选择性光谱，实现了出色的灵敏度。然而，目前的光谱仪不能同时提供所有这些特征。
2008-08-20 physics.optics
The energy limit in molecular alignment by femtosecond laser pulse
本文研究了在不同入射能量下，飞秒激光脉冲作用下O2分子的最佳取向和反取向。结果表明，分子排列存在能量极限。当输入激光能量超过能量极限时，分子的最佳取向度和反取向度不再随激光能量的增加而增加。此外，在一定的能量限制下，当输入激光能量不变（选择不同的脉冲宽度和峰值功率）时，采用较短的脉冲宽度（小于100 fs），分子的最佳排列（或反排列）程度基本相同。特别是在较低的分子组装温度下。
2023-03-15 physics.optics
On the anisotropy of stress-distribution induced in glasses and crystals by non-ablative femtosecond laser exposure
飞秒激光曝光在非烧蚀制度诱导各种散装结构的修改，其中各向异性可能取决于写入光束的偏振。在这项工作中，我们研究了极化状态和应力各向异性之间的相关性。特别是，我们介绍了一种方法，允许快速分析和可视化的激光诱导应力各向异性的玻璃和晶体。使用径向和方位角偏振，我们还证明了应力状态，几乎是各向同性的。
2014-09-16 physics.optics
Multi-watt long-wavelength infrared femtosecond lasers and resonant enamel ablation
本文提出基于LiGaS2或BaGa4S7的多瓦级长波红外飞秒参量放大器，创下7.5 μm和9.5 μm处输出功率新纪录，并在9.5 μm羟基磷灰石共振波长下实现高效低强度牙釉质共振消融，有望推动高精度安全外科手术应用。
2024-08-25 physics.med-ph physics.optics
Materials processing with tightly focused femtosecond vortex laser beams
这封信是第一次使用紧聚焦的飞秒激光涡旋光束进行材料改性的演示。用参考文献[1]中描述的偏振-奇异光束转换器合成双电荷飞秒涡旋，然后使用中等和高数值孔径光学器件（即，NA = 0.45和0.9）烧蚀熔融石英和钠钙玻璃。通过控制脉冲能量，我们可以始终如一地加工出高质量的微米级环形结构，且凹槽厚度均匀小于100 nm。
2010-06-02 physics.optics
Materials processing with a tightly focused femtosecond vortex laser pulse
这封信是第一次使用紧聚焦的飞秒激光涡旋光束进行材料改性的演示。用参考文献[1]中描述的偏振-奇异光束转换器合成双电荷飞秒涡旋，然后使用中等和高数值孔径光学器件（即，NA = 0.45和0.9）烧蚀熔融石英和钠钙玻璃。通过控制脉冲能量，我们可以始终如一地加工出高质量的微米级环形结构，且凹槽厚度均匀小于100 nm。
2010-06-01 physics.optics
Backward stimulated radiation from filaments in Nitrogen gas and air pumped by circularly polarized 800 nm femtosecond laser pulses
报道了800 nm圆偏振飞秒激光脉冲泵浦下，在氮气中产生的337 nm强后向受激发射。观察到后向紫外光谱对泵浦激光偏振和强度的明显依赖性，指出灯丝内部发生后向放大自发发射。我们将粒子数反转归因于泵浦激光产生的自由电子与中性N2分子之间的非弹性碰撞。氧分子的添加对增益是有害的，在大气浓度下将其降低到接近阈值。
2014-02-21 physics.optics
High spatial frequency periodic structures induced on ferric ion-doped Polyvinyl Pyrrolidone film by femtosecond laser pulses
利用连续或脉冲激光在各种材料表面诱导出纳米结构是纳米加工技术的一种重要方法。本文利用线偏振飞秒激光在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）薄膜上形成了高空间频率的周期性结构。铁离子被引入到薄膜中以提高光敏性。可以诱导出空间周期在60- 100 nm范围内的规则纳米光栅，其空间周期约为照射波长的十分之一。纳米光栅的周期方向垂直于飞秒激光的偏振方向。通过调节激光能量和扫描速度，我们发现可以在很宽的实验参数范围内形成纳米光栅。由于高激光能量不仅可以激发金属，还可以激发半导体和聚合物，我们认为纳米光栅的形成是由于入射飞秒激光与表面等离子体之间的相互作用。这种可激光加工的PVP基材料及其诱导的纳米光栅在生物光子学和纳米光子学中具有潜在的应用前景。
2016-02-28 physics.optics
Effect of nonlinearity in the pass-through optics on femtosecond laser filament in air
首次从实验和数值计算两方面分析了穿透光学对飞秒激光脉冲在大气中传播的影响。高功率飞秒激光脉冲通过固体光学元件传输时，由于克尔效应会产生时空相位调制。这种调制可能对空气中的脉冲传播产生强烈的影响。我们证明了在薄的穿透介质板中获得的相位调制减小了到灯丝起始的距离并增加了等离子体通道长度
2014-09-16 physics.optics
Backward air lasing actions induced by femtosecond laser filamentation: influence of population inversion lifetime
我们实验研究了使用800 nm飞秒激光脉冲在N2/Ar混合气体中产生后向357 nm N2激光，并基于泵浦-探测测量研究了所涉及的增益动力学。我们的研究结果表明，在激发的N2分子的粒子数反转的最小寿命所需的产生强烈的后向氮激光，这是在我们的实验条件下约0.8 ns。结果揭示了从环境空气中产生强后向激光的机制，这是高灵敏度遥感大气应用的高度需求。
2015-04-08 physics.optics
Self-induced white-light seeding laser in a femtosecond laser filament
我们报告，我们认为是第一次，远程自播种激光放大的产生，仅使用一个800 nm的钛：蓝宝石飞秒激光脉冲。首先使用激光脉冲（~ 40 fs）在纯氮或环境空气中产生灯丝，其中实现氮分子离子基态和激发态之间的布居数反转。灯丝内部的自感应白光然后用作要被放大的种子。在428 nm处获得了脉宽约2.6 ps的自感窄带激光，并具有良好的线偏振特性。这一发现为大气层中的远程探测开辟了新的可能性。
2013-08-19 physics.optics
Self-seeded lasing in ionized air pumped by 800 nm femtosecond laser pulses
报道了800 nm飞秒激光脉冲泵浦下空气和纯氮气中的激光输出。根据气压、入射激光功率和光束会聚度的不同，在正向观察到不同的激光谱线，它们的相对强度变化很快。这些谱线是由于单电荷氮分子离子的第一负带的振动和转动能级之间的跃迁。我们发现，自播种起着重要的作用，在所观察到的强度变化。
2013-08-31 physics.optics
Ultraintense femtosecond magnetic nanoprobes induced by azimuthally polarized laser beams
我们报道了一种新的方案，以产生激光诱导，超快，强（特斯拉尺度），空间隔离，磁场。三维粒子模拟表明，飞秒方位偏振的红外矢量光束，针对一个导电的圆孔，产生强烈的轴向偏振尖端形状的飞秒磁场，延伸超过微米的距离，并从电场隔离。我们的研究结果得到了一个分析模型的支持，展示了基本的物理原理并指导了最佳参数。特别是，我们发现的条件下，磁性纳米探针大大增强，达到4 T时，驱动的$10^{11}$ W/cm $^2$激光场，这反映了选择性增强的一个因素，$\sim$ 6。我们的方案提供了一个很有前途的工具，控制，探测和剪裁的飞秒时间尺度内通过纯磁相互作用，使用结构化的激光束的磁性纳米畴。
2018-10-16 physics.optics
Femtosecond laser written diamond waveguides - a step towards integrated photonics in the far infrared
首次演示和完整的表征金刚石中的中红外波导的详细报告。设计了2.4 μ m和8.6 μ m两种波导，并利用2.4 μ m飞秒脉冲在波导和体衬底中的传播，分析了它们的群速度色散。总色散被发现是占主导地位的散装材料，而不是波导，是在275 fs 2/mm的范围内，表明飞秒激光写入金刚石修改引入可忽略不计的扰动的内在材料。
2018-06-28 physics.optics
Sub-ppb aerosol detection at a distance of 30 meters by millijoule femtosecond laser pulse filamentation in air
在这项工作中，使用单脉冲能量为4 mJ的飞秒激光灯丝在30 m距离处实现了亚ppb气溶胶检测。在离轴光学系统中采用了一个开口孔径为41.4 cm的凹面镜来聚焦飞秒激光束并收集NaCl气溶胶的荧光。仿真和实验结果表明，飞秒激光束非对称入射到凹面镜上，可以大大减小像散。与飞秒激光打在凹面镜中心的情况相比，光纤强度提高了69.5倍，氯化钠气溶胶的检出限降低了86%，降到了0.32 ppb。本文提出的改进激发方案利用凹面镜上的非对称光斑来补偿离轴设置引起的非对称性，减小聚焦激光束的像散，提高气溶胶的探测极限。
2023-01-27 physics.optics
Time-resolved shadowgraphs of transient plasma induced by spatiotemporally focused femtosecond laser pulses in fused silica glass
我们报告的瞬态等离子体的形成和演化的熔融石英玻璃中产生的时空聚焦（STF）飞秒激光脉冲使用泵浦探测阴影成像技术的实验观察。令人惊讶的是，观察到的等离子体的轨迹是显着弯曲，这是由于在焦体积中产生的瞬态等离子体的密度分布的不对称造成的脉冲前沿倾斜的STF激光场。
2015-10-26 physics.optics
Polarization sensitive laser intensity inside femtosecond filament in air
在空气中，实验测量了飞秒灯丝内偏振态与箝位强度的关系。通过将激光脉冲椭圆从线偏振调谐到圆偏振，测得的激光丝内的箝位强度逐渐增加，最高可达1.7倍。通过求解扩展的非线性薛定谔方程（NLSE），实验结果与模拟结果吻合较好。灯丝内部的偏振敏感的钳位强度提供了一个重要的因素，以充分理解到目前为止观察到的偏振相关现象。
2019-02-09 physics.optics
Femtosecond laser inscription of Bragg grating waveguides in bulk diamond
采用飞秒激光在金刚石衬底上写入布拉格光栅波导。II型波导集成有朝向波导芯边缘定位的单脉冲逐点周期性激光修改。这些光子器件，在电信波段工作，允许同时进行光波导和窄带反射从第四阶光栅。这种制造技术为一系列应用开辟了先进的钻石3D光子网络的道路。
2017-09-01 physics.optics
Plasma waves excited at interface by femtosecond laser irradiation enabling formation of volume nanograting in glass
强超快激光脉冲在玻璃中的照射可以导致形成纳米光栅，其周期显著小于入射照射波长。这种奇异现象的机制仍在争论之中。在这里，我们访问在多孔玻璃中的激光影响区域的形貌的快照，揭示了随着激光脉冲的数量增加，形成纳米光栅的演变。结合进一步的理论分析，我们的观察提供了重要的线索，这表明，在飞秒激光照射的改性和未改性的区域之间的界面处的等离子体驻波的激发起着至关重要的作用，促进周期性纳米光栅的生长。这一发现表明，飞秒激光脉冲辐照诱导的体积纳米光栅的形成是以类似于表面纳米涟漪形成的机制开始的。
2014-11-10 physics.optics
Femtosecond laser as a tool for experimental study of time invariance violation in optics
提出并讨论了用弱共线探测脉冲研究光学时间反演非恒定性的实验。
2006-03-23 physics.gen-ph physics.optics
Femtosecond-scale Synchronisation of Ultra-Intense Focused Laser Beams
同步超短（~fs）和聚焦激光脉冲是一项特别困难的任务，因为这个时间尺度低于快速电子设备的典型范围。在这里，我们提出了一种光学技术，允许飞秒级同步的两个聚焦激光脉冲的焦平面。该技术实际上适用于两个激光器的任何聚焦几何形状和相对强度。这种技术的实验实现提供了良好的定量协议与理论预期。所提出的技术将被证明是非常有益的下一代多个，拍瓦级激光系统。
2014-09-15 physics.optics
Aberration-free three dimensional micromachining in glass with spatiotemporally shaped femtosecond laser pulses
我们观察到，在玻璃中聚焦在时间和空间域同时啁啾的飞秒激光束可以有效地抑制由空气和玻璃样品界面处的折射率失配引起的光学像差。然后，我们展示了三维微处理在玻璃中具有几乎不变的空间分辨率为0.25毫米和9毫米之间的大范围的穿透深度，没有任何像差校正。
2018-05-10 physics.optics
Femtosecond laser as a tool for experimental study of inequality of forward and reversed processes in optics
提出了利用飞秒激光实验中的经典泵浦-探测方案来研究光学中正、反转跃迁的不等性。
2004-06-15 physics.gen-ph physics.optics quant-ph
Plasma-Induced Frequency Chirp of Intense Femtosecond Lasers and Its Role in Shaping High-Order Harmonic Spectral Lines
研究了飞秒强激光脉冲在电离气体中传输的自相位调制效应及其对介质中高次谐波集体性质的影响。在介质中产生的等离子体被示出为在传播的激光脉冲的前沿上诱导正频率啁啾，其随后驱动高次谐波成为正啁啾。在某些参数范围内，等离子体诱导的正啁啾可以通过补偿由强短激光脉冲的陡峭强度轮廓引起的动态诱导的负啁啾来帮助产生尖锐峰值的高次谐波。
2001-08-22 physics.optics
Optimization of femtosecond laser processing in liquids
在本文中，我们分析了飞秒激光加工的金属在液体中寻找最佳条件可预测的烧蚀。入射激光脉冲被拉伸或压缩，自聚焦和散射在液体环境中的气泡和表面波上。讨论了这些效应对靶面激光强度分布的影响，并提出了最佳工艺参数。
2018-10-24 physics.app-ph physics.optics
