Compression of Femtosecond Pulses in a wide Wavelength Range Using a Large Mode Area Tapered Fiber
我们报告的锥形光纤，可用于在不同的中心波长的脉冲压缩的设计。该光纤是一种3层W型大模场面积光纤，经过锥形化处理，模场面积从1700 μm2变为900 μm2。我们确定了最大脉冲压缩的精确长度，数值模拟了峰值功率为250 fs，100 kW的输入脉冲在1.55 μm波长处压缩到15 fs，850 kW;峰值功率为250 fs，120 kW的输入脉冲在1.8 μm和2 μm波长处分别压缩到28 fs，700 kW和46 fs，500 kW。这种光纤可以在通信、光谱学和医学等领域得到广泛的应用。
2018-11-22 physics.optics
Nonlinear Generation, Compression and Spatio-Temporal Analysis of GV/cm-Class Femtosecond Mid-Infrared Transients
本研究利用3 kHz薄盘再生放大器泵浦二阶非线性混频，结合自相位调制突破参量下转换的效率-带宽限制，产生场强超330 MV/cm的45 THz飞秒中红外瞬态，并在亚周期尺度研究孤子自压缩与超连续谱。
2023-10-10 physics.optics
The clamped intensity of femtosecond laser pulses varying with gas pressure in the presence of external focusing
我们进行了理论研究的钳位激光强度内的灯丝等离子体作为一个功能的气体压力与外部聚焦。与自聚焦条件下的被夹持强度与气压无关不同，外聚焦条件下的被夹持强度随气压的增加而减小。我们的研究结果可以解释飞秒激光诱导的391-nm前向发射和荧光信号随氮气压力的变化。
2022-05-14 physics.optics physics.plasm-ph
Response of graphene to femtosecond high-intensity laser irradiation
我们研究了石墨烯对高强度10^11-10^12 Wcm^-2、50飞秒激光脉冲激发的响应。我们确定石墨烯具有相当高的（~3 \times 10^12 Wcm ^-2）单次损伤阈值。超过这个阈值，一个单一的激光脉冲干净地烧蚀石墨烯，留下微观定义的边缘。低于该阈值时，我们观察到激光诱导的缺陷形成，导致多次曝光后晶格退化。我们通过原位拉曼显微镜确定晶格修饰过程。测定了CVD石墨烯在飞秒近红外辐射下的有效寿命及其与激光强度的关系。这些结果也定义了石墨烯在飞秒高强度区域的非线性应用的限制。
2011-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Femtosecond filamentation by intensity clamping at a Freeman resonance
我们证明了弗里曼共振对飞秒灯丝的非线性光学响应有很大的影响。这些共振降低了在一个狭窄的强度窗口内的瞬态折射率，并强烈地影响了折射动力学。特别是，我们证明了灯丝的峰值强度可以被钳位在这些共振，暗示在存在的新制度的电子密度大大低于预测的标准模型的双折射。这为有争议的高阶克尔模型所预言的非等离子体强度钳位和无等离子体细丝现象提供了新的解释。
2014-12-17 physics.atom-ph physics.optics
Adaptive Dispersion Compensation for Remote Fiber Delivery of NIR Femtosecond Pulses
我们报告远程交付25 pJ的宽带近红外飞秒光脉冲从钛宝石激光器通过150米的单模光纤。由于色散的脉冲失真是克服与预补偿使用自适应脉冲整形技术，而非线性缓解使用SF10棒的脉冲压缩的最后阶段。最后压缩后测得的近变换极限脉冲持续时间为130 fs。
2004-06-17 physics.optics
On type I cascaded quadratic soliton compression in lithium niobate: Compressing femtosecond pulses from high-power fiber lasers
商用高功率飞秒光纤激光器或放大器的输出脉冲通常为约300-500 fs，波长约为1030 nm，脉冲能量为10 s的$μ$ J。在这里，我们提出了一个数值研究的级联二次孤子压缩这样的脉冲在铌酸锂$_3$使用I型相位匹配配置。我们发现，由于竞争立方材料的非线性压缩只能发生在非平稳制度，其中群速度失配诱导拉曼非局部效应防止压缩到100 fs以下。然而，强的群速度色散意味着脉冲可以在可用的晶体长度中实现适度压缩到130 fs以下的持续时间。大部分脉冲能量是守恒的，因为压缩是适度的。解决了衍射和空间走离的影响，特别是后者可能成为一个问题时，压缩在这样长的晶体（约10厘米长）。我们最后表明，二次谐波包含一个短脉冲锁定的泵和一个长的多ps红移有害成分。后者是由非定常制度中的非局部效应引起的，但由于它强烈红移到可以预测的位置，我们表明，它可以使用带通滤波器去除，在$λ=515$ nm处留下一个子100 fs的可见光分量，具有优良的脉冲质量。
2009-12-15 physics.optics
Generating long sequences of high-intensity femtosecond pulses
我们提出了一种方法来创建超过150皮秒的持续时间的脉冲序列，包括$100~μ$ J飞秒脉冲。四分之一的脉冲训练是由高分辨率脉冲整形器，它允许每个脉冲的定时完全可控。两个嵌套的迈克耳孙干涉仪跟随四倍的脉冲数和序列持续时间。为了提高脉冲能量，长训练通过多通道钛：蓝宝石放大器发送，然后通过外部压缩机。作为原理的证明，给出了84个脉宽为120 fs，平均能量为107 $μ$ J，脉冲间隔为2 ps的脉冲序列。
2015-12-15 physics.optics
Analytical analysis of the decrease in the focal intensity of a femtosecond laser pulse caused by an imperfect surface of compressor diffraction gratings
针对非对称离面压缩器光栅表面缺陷导致飞秒激光焦强下降的问题，推导焦强解析表达式，发现线性角啁啾影响最大，可通过旋转第四光栅最优角消除，且低质量光栅下光谱窄化或提升焦强。
2024-05-13 physics.optics
Post-compression of high energy terawatt-level femtosecond pulses and application to high order harmonic generation
我们进行了后压缩的高能量脉冲通过使用光场电离的低压氦气在引导几何。我们将这种方法应用到基于TW啁啾脉冲放大的钛宝石激光链中，并表明光谱展宽可以通过输入脉冲能量和气体压力来控制。在优化的条件下，我们直接在真空下产生10 fs的TW级脉冲，并表现出高稳定性的后压缩脉冲宽度。这些高能量后压缩脉冲此后用于在松散聚焦几何结构中执行高谐波产生。在Single Shot的基础上对XUV光束进行了空间和光谱表征，并观察到了结构化的连续XUV光谱。
2015-02-27 physics.optics
Optimally shaped narrowband pulses for Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy in the range 330-750 nm
在存在大量群速度色散的情况下通过二次谐波产生飞秒脉冲的光谱压缩为飞秒受激拉曼光谱（FSRS）提供了方便的窄带拉曼泵浦脉冲源。我们在这里讨论一个简单而有效的修改，大大增加了通用性的二次谐波频谱压缩技术。在二次谐波产生之后添加光谱滤波器产生具有优越的时间轮廓的窄带脉冲。这种简单的修改i）增加了给定脉冲能量的拉曼增益，ii）提高了光谱分辨率，iii）抑制了与缓慢失相振动相关的相干振荡，以及iv）将有用的可调谐范围扩展到至少330-750 nm。
2012-12-20 physics.optics
Visualizing femtosecond dynamics with ultrafast electron probes through terahertz compression and time-stamping
在原子尺度上可视化超快动力学需要具有飞秒时间分辨率的时间分辨泵浦探测表征。对于具有完全相对论性电子束团探针的单次激发超快电子衍射（UED），现有技术受到可实现的电子束团长度、电荷和定时抖动的限制。我们提出了第一个实验演示泵浦探测UED与太赫兹驱动的压缩和时间戳，使UED探头前所未有的时间分辨率。该技术利用两个反向传播的准单周期太赫兹脉冲产生的两个OH-1有机晶体耦合到一个优化的太赫兹压缩机结构。光激发铋膜的超快动力学表现出改进的时间分辨率从178 fs下降到85 fs时，太赫兹压缩UED探头使用没有时间戳校正。此外，我们使用一种新型的时间戳技术来揭示太赫兹激发的单晶金薄膜动态响应中的瞬态振荡，这是标准UED以前无法实现的，实现了低至5 fs的时间戳时间分辨率。
2021-04-12 physics.acc-ph physics.optics
Designing microstructured polymer optical fibers for cascaded quadratic soliton compression of femtosecond pulses
计算了折射率引导型微结构聚合物光纤的二次谐波色散。二次非线性被假定为来自极化的聚合物，这在这项研究中被选择为环烯烃共聚物Topas。我们发现泵浦和二次谐波之间存在很大的相位失配。因此，潜在的级联二次谐波产生的研究，特别是孤子压缩的fs脉冲。我们发现，从级联的二次非线性的时间孤子的激发需要一个有效的二次非线性为5 pm/V或更多。如果使用具有低克尔非线性折射率的聚合物，这可能会减少。我们还发现，群速度失配可以最小化，如果选择的微结构光纤的设计参数，使相对孔尺寸大，孔间距是在泵浦波长的顺序。几乎所有的设计参数的组合导致级联效应在稳定的制度，在那里可以找到有效的和干净的孤子压缩。因此，我们没有看到任何好处，选择光纤设计的群速度失配最小化。相反，数值模拟表明，使用相对孔尺寸为0.4的标准无休止单模设计，具有nJ脉冲能量的$λ=800$ nm 120 fs脉冲被出色地压缩到几个周期的持续时间。
2008-11-18 physics.optics
High Repetition-Rate Pulse Shaping of a Spectrally Broadened Yb Femtosecond Laser
本文利用两级充气空芯光纤展宽光谱，并通过声光调制器脉冲整形器，对高功率Yb激光系统实现少周期脉冲的压缩与整形，产生约10 fs、50 uJ的脉冲。
2023-11-17 physics.optics
Temporally Resolved Intensity Contouring (TRIC) for characterization of the absolute spatio-temporal intensity distribution of a relativistic, femtosecond laser pulse
当今的高功率激光系统能够达到高达$10^{22}$ W/cm ^2的光子强度，在与材料相互作用时产生等离子体。高强度和超短脉冲宽度的激光使得直接观测等离子体动力学成为一项具有挑战性的任务。在激光-等离子体物理领域，特别是离子加速领域，光强的时空分布是最关键的问题之一。我们描述了一种新的方法的基础上的单次拍摄（即单激光脉冲）啁啾探测计划，采取九个连续帧的帧速率高达太赫兹。这种技术，我们称之为时间分辨强度轮廓（TRIC），使单次测量激光等离子体动力学。利用TRIC，我们演示了在亚皮秒分辨率下，在全脉冲能量下，高功率激光脉冲在焦平面上的完整时空强度分布的重建。
2018-09-16 physics.ins-det physics.optics physics.plasm-ph
Femtosecond Laser Filamentation in Atmospheric Turbulence
本文实验研究了大气湍流强度和区域对飞秒激光成丝分布的影响，发现湍流增加会导致光丝起始位置上升、长度变短、光斑变大甚至形成多丝，且横向位移标准差与湍流结构常数成正比。
2023-06-27 physics.optics
Femtosecond spectral electric field reconstruction using coherent transients
我们实现了一种测量超短光脉冲强度和相位随时间变化的新方法。它是基于整形脉冲和原子之间的相互作用，导致相干瞬态。
2005-10-10 physics.optics
Raman-enhanced spectral compression of high-energy femtosecond laser pulses in molecular gases
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Wuhan National Laboratory for Optoelectronics（武汉光电国家研究中心）；Cornell University（康奈尔大学）；Xi’an Institute of Applied Optics（西安应用光学研究所）
本文提出了一种基于气体中非线性传播的高能光谱压缩技术，通过拉曼效应改善压缩过程，实现光谱宽度压缩至5nm，为高能窄带光源提供新方向。
2026-03-21 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
Electro optic effect measurements for waveguide inscribed in X-cut LiNbO3 substrate using femtosecond laser direct writing process
本工作代表了飞秒激光微加工技术在波导制作中的一个特殊应用。更具体地说，我们报告的基础上的单模光波导结构的制造埋在X切锂晶体的飞秒激光直写方法的光调制器的发展。这里，在优化的写入条件下使用近场强度分布测量方法测量折射率分布的变化。已观察到折射率变化（Δn）在10-4的范围内。最后，通过在基片上分别构图电极结构，分析了飞秒写入光波导在632.8 nm和1550 nm波长下在外加电场作用下的强度调制特性。
2023-03-21 physics.app-ph physics.optics
Solitary beam propagation in a nonlinear optical resonator enables high-efficiency pulse compression and mode self-cleaning
本文提出利用周期性分层克尔介质中的空间孤子实现高效超连续谱产生和脉冲压缩，实验将170 fs脉冲压缩至22 fs且效率约90%，并证实了模式自清洁现象。
2020-09-23 physics.optics
Guiding femtosecond high-intensity high-contrast laser pulses by copper capillaries
实验研究了高强度、高对比度（$<10^{-8}$）、50 fs激光脉冲通过三角形铜毛细管的传输。通过20 mm长、约50 μ m宽的$μ$毛细管的相对透射率直接测量为70%，输入强度高达$10^{17}\,\text{W/cm}^2$。在$10^{10}$ -$10^{17}\,\text{W/cm}^2$强度范围内测量了铜在真空、氦气和空气中的反射率。在真空和氦气中没有观察到反射率的降低，这导致铜毛细管波导可以有效地引导强度高达毛细管轴上的$10^{19}\,\text{W/cm}^2$（其对应于壁上的$10^{17}\,\text{W/cm}^2$）的激光脉冲的结论。观察到在若干传输脉冲之后传输效率降低到零，这是由毛细管内部的堵塞形成引起的。测量了毛细管寿命对脉冲能量的依赖性。
2015-04-02 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Femtosecond filamentation in air and higher-order nonlinearities
根据最近的实验，在空气中的瞬时电子克尔效应表现出强烈的强度依赖性，非线性折射率切换符号和交叉从自聚焦到散焦非线性。随后的理论工作表明，这对理解空气中的非线性有着改变范式的影响，因此对高阶非线性的想法进行严格的测试是很重要的。在这里，我们使用数值模拟提出了一个实验，能够区分标准和新的强度依赖克尔效应模型。
2010-03-24 physics.optics physics.plasm-ph
Plasma formation and relaxation dynamics in fused silica driven by femtosecond short-wavelength infrared laser pulses
激光诱导等离子体的形成和随后在固体陶瓷中的弛豫是伴随着材料性质的永久改变的结构修改的前体。通过不同的弛豫通道的电子空穴等离子体的衰减确定所得到的修改的属性。基于一个实验安排相结合的时间分辨的传输测量与交叉相位调制测量，我们隔离的等离子体的形成和弛豫动力学在大块的非晶熔融石英激发飞秒短波长红外（$λ=\,2100\,$ nm）激光脉冲。而所产生的电子空穴等离子体的弛豫时间到目前为止被假定为常数，我们的研究结果表明强度依赖的弛豫时间。我们将这种强度依赖性归因于自陷激子的振动脱陷。
2019-07-12 physics.optics
Wide-field magneto-optical microscope to access quantitative magnetization dynamics with femtosecond temporal and sub-micrometer spatial resolution
我们介绍了一个宽场磁光显微镜探测磁化动力学与飞秒时间和亚微米空间分辨率。我们仔细校准样品的磁化强度和检测到的光强度之间的非线性依赖关系，通过确定的磁光偏振旋转的绝对值。这样，定义了一个分析传递函数，将记录的强度直接映射到相应的磁化强度，从而大大减少了采集时间，放宽了计算要求。通过探测GdFe的磁全光开关动力学特性的泵浦-探测实验，对该仪器的性能进行了表征。显微镜的高空间分辨率允许精确地将激光激发区域细分为不同的能量密度区域，以便在单次测量中捕获作为光泵浦强度的函数的强非线性磁化动力学。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Filament propagation length of femtosecond pulses with different transverse modes
实验研究了高斯光束、拉盖尔-高斯光束和贝塞尔-高斯光束在水中的增强和传输。这些不同的横模入射激光脉冲从一个初始的高斯光束，通过使用计算机生成的全息技术创建。我们发现，在相同的峰值强度、脉冲宽度和光束中心尺寸的条件下，Bessel-Gaussian入射光诱导的丝状体长度比其他横模诱导的丝状体长度长。为了更好地理解贝塞尔-高斯光束的传输，我们进行了更详细的研究的灯丝长度作为径向模瓣的数量的函数。长度随波瓣数的增加而增加，这意味着径向模态波瓣作为中心强度峰形成的细丝的能量库。
2014-06-24 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
Limits of Femtosecond Fiber Amplification by Parabolic Pre-Shaping
我们探讨抛物线预成形作为一种手段，产生和放大超短脉冲。我们开发了一个理论框架建模的技术和使用它的结论来设计一个飞秒光纤放大器。从9 ps的脉冲开始，我们获得了4.3 $μ$ J，接近变换限制的脉冲持续时间为275 fs，同时实现了超过40 dB的增益和33倍的压缩。最后，我们表明，这种放大方案是有限的拉曼散射，并概述了一种方法，通过该方法可以进一步提高脉冲的持续时间和能量，并针对特定的应用程序。
2016-10-17 physics.optics
Terahertz control of relativistic electron beams for femtosecond bunching and laser-synchronized temporal locking
本文提出利用激光产生的多周期太赫兹脉冲驱动电子能量调制并结合磁压缩，实现高能电子束的飞秒级压缩与激光同步时间锁定，为自由电子激光和超快电子衍射等提供新途径。
2025-08-28 physics.acc-ph physics.app-ph physics.optics
Efficient second-harmonic generation of a high-energy, femtosecond laser pulse in a lithium triborate (LBO) crystal
我们证明了最高效率（$\sim$ 80%）的二次谐波产生（SHG）的焦耳级，27飞秒，高对比度脉冲在I型三硼酸锂（LBO）晶体。相比之下，磷酸二氢钾（KDP）的最大效率为26%。因此，LBO提供了高强度（$>$ 10 $^{19}$ W/cm $^{2}$）、超高对比度的飞秒脉冲，其对于高能量密度科学具有巨大潜力，特别是对于纳米结构靶以及技术应用。
2020-08-24 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
Tunable, Stable Source of Femtosecond Pulses Near 2 μm via Supercontinuum of an Erbium Mode-Locked Laser
利用铒锁模激光器的超连续谱展宽技术，研制了一个2 μm超短光脉冲源。输出光谱范围为1000 ~ 2200 nm，平均功率为250 mW。在2000 nm区域的光谱的一部分，对应于小于6个光周期，实现了39 fs的脉冲宽度。用窄线宽连续波激光器对自由运转锁模激光器进行外差测量，得到了在10 kHz分辨率带宽内信噪比为45 dB的近散粒噪声限制拍音。在整个超连续谱范围内研究了宽带系统的相对强度噪声，光谱的2000 nm部分的积分相对强度噪声为0.0017。系统的长期稳定性进行了表征，并发现在整个超连续谱的光谱强度波动是高度相关的。由于激光噪声特性的光谱限制进行了讨论。
2014-10-01 physics.optics
Femtosecond reduction of atomic scattering factors triggered by intense x-ray pulse
本文通过实验与模拟发现，强度达10^19 W/cm²量级的飞秒X射线脉冲会使硅原子因快速电离而在飞秒尺度降低散射因子，从而抑制衍射，并为新型X射线非线性技术提供基础。
2023-08-07 physics.atom-ph physics.optics physics.plasm-ph
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
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
Femtosecond-Terawatt Hard X Ray Pulse Generation with Chirped Pulse Amplification on a Free Electron Laser
高强度激光的发展开辟了强场物理的领域，并导致了广泛的技术应用。最近的X射线激光源和光学器件的发展使得在X射线波长处获得极高的强度和亮度成为可能。本文提出了一种硬X射线自由电子激光啁啾脉冲放大的系统设计。数值模拟结果表明，利用该方法可以连续产生峰值功率超过1 TW、亮度超过$4\times10^{35}~$ s $^{-1}$ mm $^{-2}$ mrad $^{-2}$ 0.1\%banddith $^{-1}$的近变换极限单飞秒硬X射线激光脉冲.实现这样的光束质量是必不可少的强场X射线物理和非线性X射线光学现象建立系统和定量的理解。
2022-11-07 physics.acc-ph 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
Dynamics of femtosecond synthesized coronary profile laser beams filamentation in air
研究了高功率超短激光辐射在空气中的多重散射，其横向强度分布类似于由多束环形分布的独立礼帽子光束非相干合成的“日冕”。通过数值求解时均非线性薛定谔方程，研究了合成近红外“电晕束”（CB）沿光路的空间-角度动力学特性。第一次，据我们所知，在多个平行区域操纵合成CB的明显进展证明。特别地，通过调整构成子束的数量和孔径，可以显著延迟CB照射开始距离并增加空气中的照射长度。此外，在某些条件下的飞秒脉冲传播的后增强阶段，与具有规则的单模强度分布（高斯，类平台）的光束相比，合成的电晕光束表现出其最强部分（后增强光通道）的显著更低的角发散，这提供了通过大气链路传递到接收器的激光功率的增强。
2020-12-17 physics.optics
Femtosecond Pulse Trains through Dual-Pumping of Optical Fibers: Role of Third-Order Dispersion
对双波长泵浦色散缓变光纤产生高重复率飞秒孤子脉冲序列进行了数值研究。可实现的最短脉冲宽度被发现是有限的三阶色散，具有显着的影响脉冲压缩动力学。由于脉冲内喇曼散射，输出波长发生红移，并且严重依赖于三阶色散，三阶色散的正值导致最大的红移孤子（>输入泵浦中心波长的25%）。该方案允许通过色散工程产生具有宽范围输出波长和脉冲持续时间的可调谐高重复频率的超短脉冲序列。由此产生的频率梳在宽带宽上延伸，梳线之间的间隔可调。
2018-04-10 physics.optics
Octave spanning spectra and pulse compression by nondegenerate cascaded four-wave mixing: 2D simulation and experiment
我们提出了一个理论模型和相应的数值模拟的飞秒脉冲级联四波混频在体χ（3）介质，证明了二维相互作用的几何形状的重要性，在有效产生的频率转换光束，并在光谱和空间分布和效率方面与实验结果一致，证明压缩，而不需要复杂的振幅或相位控制。
2009-05-06 physics.optics
Spatio-temporal structure of a Petawatt femtosecond laser beam
在过去的几十年里，适用于超快激光器的光学计量的发展在这些光源的发展中发挥了关键作用。测量技术提供了完整的$E$领域的超短激光束在时间和空间正在发展。然而，到目前为止，它们还没有被应用于最强大的超短激光器，通过将啁啾脉冲放大方案推到目前的技术极限，达到了拍瓦的范围。这种情况使人们对它们的实际性能产生了怀疑，特别是对它们在焦点上可以达到的峰值强度。在这篇文章中，我们提出了第一个完整的时空特性的PetaWatt飞秒激光器在全强度，BELLA激光器，使用两个最近开发的独立的测量技术。我们的结果表明，通过适当的优化，CPA技术仍然适用于这些极端尺度，即，它并不固有地受到时空耦合的限制。我们还展示了这些测量如何为此类激光系统的物理和操作机制提供前所未有的见解。
2019-03-08 physics.optics
Efficient, self-phase matched, narrow-band, engineered shape, tunable high-order harmonic generation based on femtosecond dynamic grating
如果相位匹配，高次谐波产生（HHG）为产生相干超快极紫外（XUV）或软X射线光源开辟了一条独特的途径。在这里，我们描述了一个强大的和可调的方法来缩放和缩小高次谐波在不同的横模的带宽的基础上飞秒动态光栅在气体射流。该技术通过调节干涉光束的夹角和强度比，具有自相位控制产生XUV的潜力。在气体中使用高强度激光基波脉冲的局限性，例如不可忽略的磁场，其防止与母体的复合，以及在产生的谐波光束路径中产生的激光和等离子体的自聚焦，其防止相位匹配，可以通过使用由基波脉冲和/或其具有小相交角的谐波产生的动态光栅来解决。光栅图案在气体介质中的偶极发射印记中引入相位调制。由于光栅的空间和时间行为在谐波产生中紧密相连，通过对干涉光束的空间轮廓进行整形，可以创建更复杂的可调谐拍频图案作为谐波源，以将期望的光学信息传递到XUV脉冲。在这种情况下，相位失配可以通过调节气体压力，调整干涉光束的交叉角以及强度比来完全补偿，以产生具有期望横模的明亮XUV。
2017-10-01 physics.optics
Femtosecond pulses in a dense two-level medium: Spectral transformations, transient processes, and collisional dynamics
在半经典极限下研究了超短光脉冲在稠密共振介质中的传输。在我们的分析中，我们强调几个要点。首先，我们研究了脉冲在传输过程中的光谱变化以及与另一脉冲的相互作用。第二点涉及与介质内部自诱导透明孤子形成有关的瞬态过程（包括脉冲压缩）。最后，第三个方面是研究介质中同向和反向传播脉冲的碰撞。在最后一种情况下，对称和非对称碰撞的调查表明，有效地控制透射辐射的参数的可能性。
2011-07-19 physics.optics
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
High-performance ultrafast pulse compression in the visible spectral range for extreme nonlinear optics at kHz-MHz repetition rates
提出一种基于多板方案的单级压缩技术，将515 nm超快脉冲从180 fs压缩至40 fs，效率高且光束质量优异，为高重复频率下的极端非线性光学和高次谐波产生提供了新途径。
2023-07-03 physics.optics
Femtosecond laser comb driven perpendicular standing spin waves
我们研究了飞秒激光梳驱动的厚度范围为$d =$ 40- 100 nm的坡莫合金（Py）薄膜中持续相干自旋波（SW）的产生。一个简单的快速退磁模型描述了所观察到的SW强度对激光功率的依赖关系，为所有的膜厚度。在较厚的薄膜中，我们观察到的激光梳激发垂直立自旋波高达三阶和18倍的1 GHz的激光重复率。我们的研究结果表明，飞秒梳作为非接触SW点源在很宽的膜厚度和SW模式的类型的多功能性。
2021-10-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Statistical Description for Assumption-free Single-shot Measurement of Femtosecond Laser Pulse Parameters via Two-photon-induced Photocurrents
通过研究强度随时间和频率的数学方差的乘积，我们通过脉冲持续时间、群延迟色散和时间形式的参数来获得激光脉冲的时间表征。这些统计数据，这是足以预测随后的脉冲行为，是可恢复的一个简单的实验，测量双光子在三个非线性二极管引起的光电流。只有两个光电二极管，我们证明，低至几十飞秒的脉冲持续时间可以很容易地测量在一个Single Shot，如果脉冲形式和分散的通常假设是在更困难的自相关设置。
2006-11-02 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
In-line Dispersion Control of Femtosecond Laser Pulses by Multilayer Huygens' Metasurfaces
Friedrich-Schiller-University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所）
本研究实验展示了多层惠更斯超表面实现对飞秒激光脉冲的在线色散控制，无需空间分离光谱成分，累积相位达8π，群延迟色散约3969 fs²，有效补偿啁啾并压缩脉冲，提供紧凑可扩展的集成平台。
2026-10-07 physics.optics
Observation of Spatio-temporal Instability of Femtosecond Pulses in Normal Dispersion Multimode Graded-Index Fiber
研究了飞秒脉冲在正常色散梯度折射率多模光纤（GRIN MMF）中普遍不稳定吸引子产生的时空不稳定性。我们的研究结果首次提出了几何参数不稳定性（GPI）边带的产生与超短脉冲输入。观察到的GPI边带是91太赫兹失谐的泵浦波长，800 nm。采用包含光学冲击和拉曼非线性项的耦合模脉冲传输模型进行了详细的数值分析。一个简化的理论模型和数值计算的光谱与实验结果是一致的。对于输入脉冲的持续时间为200 fs，GPI的形成和演变的空间和时间域中示出。计算了总场和GPI边带的空间强度分布。数值和实验获得的第一GPI的光束形状具有高斯型光束轮廓。我们的数值计算结果验证了GPI的独特功能和产生的边带保留其继承的空间强度分布从输入脉冲为不同的传播距离，特别是为集中和分散的总场内的GRIN MMF。
2017-05-25 physics.app-ph physics.optics
2D-Material-Assisted Bistable Switching of Gap Plasmons Disclosed By Femtosecond Pulse Scattering Spectra
用飞秒激光泵浦镜上纳米球等离子体天线，每个天线在间隙中具有单层石墨烯或MoS2片。实验观察到散射线宽和峰值强度随激光功率变化趋势的突变。动态等离子体激元演化的理论模型将这种转向归因于两个等离子体激元态之间的转换，四波混频效率的通用转换阈值约为0.14%。这种双稳态是由非线性隙电流到隙等离子体激元的强反馈以及四阶和高阶波混频的参与引起的。这项工作揭示了一种途径，使能源效率的非线性等离子体元件。
2020-12-23 physics.optics
Temporal quality of post-compressed pulses at large compression factors
通过自相位调制对超短激光脉冲进行后压缩通常用于产生具有远远超过激光增益限制的光学带宽的激光脉冲。虽然可以常规地实现高压缩因子，但是压缩的脉冲通常遭受时间质量劣化。我们的数值和实验分析的时间质量的不同措施的恶化与压缩因子的增加，并显示如何适当的分散管理和级联的压缩后的过程可以限制这种效果的影响。在大的压缩因子下，脉冲质量下降的饱和度使基于后压缩皮秒甚至纳秒激光系统的新型飞秒激光器架构成为可能。
2022-01-15 physics.optics
Space-time adaptive control of femtosecond pulses amplified in a multimode fiber
研究了超短光脉冲在1.3m长的具有增益和弱耦合的阶跃多模光纤中的传输和放大。输入波前的自适应成形，仅基于输出强度图案，导致放大脉冲在空间（1/32）和时间（1/10）上聚焦，尽管有很强的模式群延迟色散。由于放大信号的双光子检测而对输入的优化允许激发光纤的最快和更强的主模，并获得受群速度色散限制的输出脉冲持续时间。
2017-12-15 physics.optics
Resolving photon-shortage mystery in femtosecond magnetism
近十年来，为什么每个原子从超短激光脉冲中吸收的平均光子数很小，却能在几百飞秒内诱导出强磁化，这一直是一个谜。在这里，我们通过直接计算光波在样品内部传播时每个原子逐层的光子数来解决这个谜团。我们发现，对于这里考虑的所有24个实验，每个原子都有一个以上的光子。所谓的光子短缺并不存在。通过绘制相对退磁变化与每个原子吸收的光子数的关系图，我们表明，根据实验条件，0.1个光子可以引起大约4%到72%的自旋矩变化。微扰理论揭示了退磁化与激光场的振幅成线性关系。此外，我们发现样品的跃迁频率也可能在磁化过程中起作用。只要强度不为零，激光场的强度只影响跃迁频率的匹配范围，而不影响是否会发生去磁。
2010-01-19 cond-mat.other physics.optics
