Fractional Fresnel coefficients for optical absorption in femtosecond laser-induced rough metal surfaces
金属的表面形貌影响其光吸收率。最近的实验表明，飞秒激光在金属表面诱导的表面结构可以通过激光能量密度和脉冲数来动态控制。在本文中，我们制定了一个分析模型来计算粗糙的金属表面的光吸收建模的粗糙度作为一个分形板。对于给定的表面粗糙度的实验图像，我们用分形参数来表征粗糙度，采用盒计数法。以此参数为输入，计算了800 nm激光脉冲入射到金、铜和铂上的吸收，计算结果与实验结果吻合较好。在物理方面，我们的模型可以被视为菲涅耳系数的分数版本，并且它将有助于设计合适的表面结构，以根据不同的应用将金属上的光吸收从纯反射调整到高吸收。
2018-10-06 physics.app-ph physics.optics
Sensitive and accurate femtosecond pulse characterization via two-photon absorption in Fabry-Pérot laser diodes
Laser & Fiber Electronics Group, Faculty of Electronics, Photonics and Microsystems, Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学电子、光子学和微系统学院激光与光纤电子学小组）
本文利用法布里-珀罗激光二极管的双光子吸收效应，系统验证了其在1.5 μm波长下对36-260 fs飞秒脉冲的精确自相关表征能力，实现了对低至53 μW平均功率脉冲的高精度测量。
2025-11-09 physics.optics
Unravelling Saturable Absorption of Thulium-doped Fibres for New Level of Integrated Femtosecond Pulse Generation
超短脉冲激光器的运转关键在于采用显式调制器。传统上，它们很难纳入全光纤设计或涉及复杂腔体的设计。我们利用掺铥光纤作为增益和简单的，高度集成的可饱和吸收器，具有23%的调制深度和高的热损伤阈值。因此，短至350fs的脉冲携带1nJ的能量，重复频率为45MHz的已被证明。激光平均输出功率显示出长期稳定性，约为1%。利用全光纤可饱和吸收体的概念为缩小规模的高度集成的激光器架构提供了技术基础。
2022-02-23 nlin.PS physics.optics
Ultrafast all-optical switching via coherent modulation of metamaterial absorption
我们报告的演示飞秒全光调制器提供，没有非线性，因此在任意低强度，超快的光由光控制。该器件利用光波在厚度仅为30 nm的超材料纳米结构上的相干相互作用，有效地控制近红外（750-1040 nm）飞秒脉冲的吸收，提供接近3：1的开关对比度，调制带宽超过2 THz。这里所示的功能范例打开了一个家庭的新的元器件在相干网络中的超快速光学数据处理的路径。
2014-03-11 physics.optics
3-D IR imaging with uncooled GaN photodiodes using nondegenerate two-photon absorption
我们利用最近证明的数量级增强的极端非简并双光子吸收直接间隙半导体光电二极管进行扫描成像的3D结构，使用红外飞秒照明脉冲（1.6微米和4.93微米）门控GAN探测器的子间隙，飞秒脉冲。虽然横向分辨率受到通常成像标准的限制，但纵向或深度分辨率可能小于波长，这取决于检测器元件内这种非线性相互作用中的脉冲宽度。成像系统可以适应中红外和近红外的宽范围波长，而无需修改检测和成像系统。
2015-11-02 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
Mid-infrared upconversion spectroscopy based on a Yb:fiber femtosecond laser
我们提出了一个系统的分子光谱使用宽带中红外激光与近红外检测。Yb光纤飞秒激光器的差频产生了一个中红外（MIR）光源，可在2100-3700 cm^-1（2.7-4.7微米）范围内调谐，平均功率高达40 mW。使用二维色散成像技术将MIR光谱上转换为用于宽带检测的近红外波长。吸收测量的带宽为240 cm^-1（7.2 THz），分辨率为0.048 cm^-1（1.4 GHz），绝对频率标度不确定度优于0.005 cm^-1（150 MHz）。通过在低压CH_4中的测量，每个光谱元件的最小可检测吸收系数被确定为4.4 x 10^-7 cm^-1，导致检测限为2 ppm。该系统的光谱范围，分辨率和频率的准确性显示承诺的气体混合物中含有窄和宽的重叠光谱特征的痕量浓度的测定，我们证明了这在空气和溶剂样品的测量。
2011-08-03 physics.optics
Sensitive multiplex spectroscopy in the molecular fingerprint 2.4 $μ$m region with a Cr^{2+}:ZnSe femtosecond laser
超短脉冲Cr^{2+}：ZnSe激光器是一种新型宽带光源，可用于高灵敏度的分子光谱学研究。130 fs的脉冲可以覆盖2.4 $μ$ m附近高达380 cm^-1的谱域，傅里叶变换光谱仪同时以0.12 cm^-1（3.6 GHz）的分辨率对该谱域进行分析。乙炔和氨的光谱在13秒内记录下来，从70 cm长的吸收光谱（约为4150 cm^-1）得到，每个光谱元素平均1秒时的信噪比为3800，噪声等效吸收系数为2.4*10^-7 cm^-1*Hz^-1/2，表明HF分子的检测水平为0.2 ppbv。如果使用广泛使用的传统钨灯光源而不是激光光源，相同的光谱需要一个多小时。
2007-10-15 physics.optics
Distinguishing resonance symmetries with energy-resolved photoion angular distributions from ion-pair formation in O$_2$ following two-photon absorption of a 9.3 eV femtosecond pulse
我们提出了一个相结合的实验和理论研究O $_2$离子对形成的光解动力学的共振双光子吸收的9.3 eV的飞秒脉冲，其中产生的O $^+$离子检测使用3-D动量成像。离子对形成状态的$^3Σ^-_g$和$^3Π_g$对称性的访问通过预解离的光学暗连续里德堡态收敛到B $^2Σ^-_g$离子状态，这是共振填充通过混合的平行-平行和平行-垂直双光子跃迁。这种混合物在解离相对于光偏振的角分布中是明显的，并且随着碎裂离子对的动能释放（KER）而变化。依赖于KER的光离子角分布揭示了离子对产生机制中所涉及的基本双光子吸收动力学，并表明存在两个具有不同对称性的近简并连续共振，这两个共振都可以通过内部转换耦合到具有相同总对称性的离子对状态而衰减。
2020-08-26 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Saturable absorption in NV-doped diamond studied by femtosecond Z-scan
Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University（雅盖隆大学马里安·斯莫卢霍夫斯基物理研究所）
研究NV掺杂钻石在1032nm波长下的非线性光学吸收，发现高缺陷浓度下可饱和吸收增强，结合光谱数据和模型表明饱和源于NV和H2缺陷共同作用。
2026-03-31 physics.atom-ph physics.optics
A Femtosecond Magnetic Circular Dichroism Spectrometer
介绍了一种具有飞秒时间分辨率的宽带磁光光谱仪的研制。吸收光谱仪是基于白光超连续谱（ca。320 - 750 nm），使用1 kHz的逐镜头时间和光谱参考。在磁场中收集使用圆偏振光的静态和瞬态吸收光谱。相对于外场方向的差谱给出了静态和瞬态磁光法拉第旋转（磁光旋转色散）和椭圆率（磁圆二色性）谱。使用消色差四分之一波片，并讨论了偏离理想延迟量对光谱的影响。从解决方案为基础的和薄膜样品的结果被用来证明该仪器的性能和广泛的适用性。静态和时间分辨数据的灵敏度分别为5和0.4毫度。该方法提出了一种使用瞬态吸收光谱仪和电磁铁测量磁光光谱的简单方法。
2021-07-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Femtosecond laser inscriptions in Kerr nonlinear transparent media: dynamics in the presence of K-photon absorptions, radiative recombinations and electron diffusions
飞秒激光与克尔非线性光学材料相互作用时，由于克尔非线性引起的自聚焦引起的光束衍射平衡，使得飞秒激光以细丝的形式传播。飞秒激光诱导是一种普遍现象，属于超短激光加工系统特有的一般类型的过程，与非线性和色散之间的竞争相关，也已知会促进光孤子。本文研究了飞秒激光在具有克尔非线性的透明介质中刻写的模型。在记录时，激光器将能量存储在光学材料中，从而引起电子等离子体。该模型由一个三次复Ginzburg-Landau方程组成，其中一个额外的K阶非线性项考虑了K光子吸收过程。复杂的Ginzburg-Landau方程耦合到一个时间一阶非线性常微分方程，占时间演化的等离子体密度。研究的主要目的是研究多光子吸收、辐射复合和电子扩散过程之间的竞争对激光振幅和等离子体密度的时间分布的影响。从数值模拟中，它被发现，当光子数（即K）有助于多光子电离是足够大的，考虑到电子扩散过程有利于周期性结构的时间分布的激光和等离子体密度。光孤子训练中的脉冲重复率随电子扩散系数的增加而增加，而等离子体密度是一个多周期非谐波模式的训练。
2021-10-06 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
Sensitivity of propagation and energy deposition in femtosecond filamentation to the nonlinear refractive index
在改变激光脉冲宽度、能量和聚焦f数的条件下，测量了空气中飞秒激光的轴向效应。细丝的特征在于从激光脉冲的能量的超快z依赖吸收，并通过测量产生的局部单周期声波来诊断。结果进行了比较，2D+1模拟脉冲传播，其结果是高度敏感的瞬时（电子）部分的非线性响应的$N_2$和$O_2$。我们发现[JK]中最近对非线性折射率（$n_2$）的测量Wahlstrand等人，物理学修订版A。85，043820（2012）]提供了实验和模拟之间的最佳匹配和极好拟合。
2014-11-18 physics.optics
Femtosecond imbalanced time-stretch spectroscopy for ultrafast gas detection
双梳光谱法是一种很有前途的高精度光谱分析方法。然而，它的实现和应用往往受到光梳系统的复杂性的阻碍。在这里，作为一个紧凑和强大的系统，飞秒非平衡时间拉伸光谱（FITSS）与简单的光学布局的建议和证明。从一个飞秒激光的时间拉伸干涉建立从光频域的射频制度的映射。在实验中，氢氰酸池的吸收线被编码在马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的探测臂中。下变频后的射频梳是由周期性啁啾波形转换而来的，该周期性啁啾波形是具有不同色散值的MZI在两臂上的干涉图。通过转动滤光片，可以分析宽范围的光谱。
2020-11-10 physics.optics
Femtosecond Laser Induced Metallization in Silicon via Photon Momentum Mediated Band Transition
North South University（北南大学）
本研究基于纳米级光子动量限域机制，结合飞秒脉冲注入超莫特密度热载流子，实现硅的可逆半导体-金属转变，为 CMOS 平台集成新型光电器件提供了可能。
2026-09-21 physics.optics
Femtosecond laser pulse train interaction with dielectric materials
利用多尺度模型研究了飞秒微焦耳激光脉冲串与介质材料的相互作用。我们的理论预测与钠钙玻璃中的实验观察直接面对。我们表明，由于低的热导率，一个显着的分数的激光能量可以积累在吸收区。根据脉冲重复率，即使单脉冲能量太低而不能引起显著的材料改性，材料也可以被加热到高温。在我们的模拟中，加热到玻璃化转变温度以上的区域与实验中观察到的永久性材料改性区域非常一致。
2015-08-14 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
Femtosecond X-ray Fourier holography imaging of free-flying nanoparticles
超快X射线成像提供了关于单个易碎样本（例如气溶胶、亚稳粒子、超流体量子系统和活生物样本）的高分辨率信息，这是常规成像技术无法达到的。然而，相干X射线衍射成像遭受固有的相位损失，并且因此结构恢复通常是复杂的并且不总是精确定义的。在这里，我们介绍的方法，在飞行中的全息，在那里我们使用纳米团簇作为参考X射线散射体，以编码相对相位信息到衍射图案的病毒。由此产生的全息图包含一个病毒和两个纳米团簇的明确的三维图，具有迄今为止通过Single Shot X射线全息术实现的最高横向分辨率。我们的方法解锁的好处全息超快X射线成像的纳米级，非周期性的系统，铺平了道路，直接观察复杂的电子动力学下降到阿秒的时间尺度。
2017-08-09 physics.atm-clus physics.optics
High energy density plasma mediated by collisionless resonance absorption inside dielectrics
我们证明了第一次，我们的知识，产生超临界等离子体密度内透明固体在长距离使用飞秒激光脉冲。这为受限几何中的高能量密度物理学开辟了新的途径，例如热致密物质研究或新材料相的合成。我们表明，无论是与实验和第一原理模拟，飞秒锥形干涉通过贝塞尔光束创建一个致密的等离子体棒，通常为100 nm直径的蓝宝石。这种相互作用处于触发无碰撞共振吸收的理想条件下。这种机制在能量沉积过程中起主要作用，产生的等离子体具有MJ/cm 3量级的能量密度和仅使用台式飞秒激光器就可达到几cm的长度。
2022-01-26 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Femtosecond laser-induced sub-wavelength plasma inside dielectrics: I. Field enhancement
在大体积中产生高能量密度（$\gtrsim10^6$焦耳/厘米$^3$）的超临界等离子体在研究存在于恒星和行星的热核心中的温暖致密物质中具有重要的应用。最近的研究表明，飞秒贝塞尔光束能够在蓝宝石内部产生具有亚波长半径和几十微米长度的超临界等离子体。在这里，依赖于场结构和吸收机制的等离子体密度横向分布进行自洽粒子模拟（PIC）的影响。两个{限制}的情况下被认为是：一个是一个均匀的阶梯状的轮廓，可以维持等离子体形成，第二个是一个不均匀的高斯分布，共振吸收发生。比较实验的吸收措施，分析预测允许确定在PIC模拟中使用的等离子体参数。PIC模拟结果与实验诊断的总吸收，近场注量分布，远场辐射图案是一致的。我们表明，在每种情况下，双极场形成在等离子体表面由于热电子的膨胀和电子声波传播到过临界区域。
2022-07-29 physics.comp-ph physics.optics physics.plasm-ph
Two-temperature relaxation and melting after absorption of femtosecond laser pulse
本文的主要内容是电子-离子热弛豫和过热晶格熔化的理论和实验研究。物理模型包括双温状态方程、多体原子间相互作用势、电子-离子能量交换、电子热导率以及固体、液体和固液两相混合物的光学性质。采用双温流体力学和分子动力学程序。采用泵浦-探测技术的实验装置，在探测飞秒激光脉冲之间以100 fs的短时间步长跟踪辐照靶的演化。反射系数和反射探测光相位的测量精度分别为~1%和$\sim 1\un{nm}$。结果表明：（\it）第一，电子-电子碰撞对中等强度的固体铝的光吸收贡献很小;（\it）第二，在$0<t<4\un{ps},$过程中，离子子系统的加热和铝晶体的熔化动力学导致了反射探针的相移，其中$t$是从泵浦最大值开始测量的泵浦脉冲和探针脉冲之间的时间延迟;{ \it第三}由于\textit{d} -电子的激发，Au对泵浦的光学响应与Al的光学响应显示出显著的对比
2008-12-16 physics.comp-ph physics.optics
Femtosecond pulse generation from a Topological Insulator mode-locked fiber laser
报道了利用聚乙烯醇（PVA）基拓扑绝缘体（TI）和Bi_2Se_3可饱和吸收体（SA）在色散光纤环形激光器中产生飞秒脉冲的实验研究。PVA-TI复合材料具有12 MW/cm 2的低饱和光强度和~ 3.9%的调制深度。通过将所制备的PVA-TISA结合到光纤激光器中，可以在25 mW的低泵浦阈值下实现锁模操作。通过对腔参数的优化，获得了中心波长为1557.5nm、脉宽约660 fs的光脉冲。实验结果表明，PVA是制备高性能TISA的良好基质材料，薄膜状PVA-TISA是制备超快可饱和吸收器件的理想材料。
2014-02-26 physics.optics
Femtosecond LIPSS on indium-tin-oxide thin films at IR wavelengths
研究了红外波段飞秒激光在氧化铟锡（ITO）薄膜表面诱导周期性表面结构（LIPSS）。使用1.6和2.4 $μ$ m中心波长之间的脉冲，我们观察到具有接近$λ$ /10的周期性的稳健的LIPSS形态。支持有限差分时域计算表明，表面形式植根于在表面凹坑中的场局部化，导致周期性增加的激光脉冲能量的吸收，从而产生所观察到的周期性结构。
2021-12-13 physics.app-ph physics.optics
Calibration of hydrogen atoms measurement using femtosecond two-photon laser induced fluorescence
提出H-fs-TALIF新校准方法，测定飞秒宽带激光下H与Kr的双光子吸收截面比为0.027±20%，表明不同脉宽范围需独立校准。
2025-03-17 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Near-unity broadband omnidirectional emissivity via femtosecond laser surface processing
在利用可扩展的制造工艺的同时实现宽带和全向的近乎完美的吸收/发射是非常具有挑战性的。飞秒激光表面处理是一种新兴的低成本和大规模的制造技术，用于直接和永久地改变材料的表面性能。这种技术的多功能性，以生产定制的表面性能，导致了快速增长的应用数量。在这里，我们展示了近乎完美的，宽带，全向发射率从铝表面通过调整激光表面处理参数，包括通量，脉冲计数，和周围的气体。全波模拟和实验结果证明，所获得的发射率的增加主要是由飞秒激光表面处理产生的两个不同的功能的结果：微尺度表面功能和厚氧化层的引入。这种技术导致功能化的金属表面，是理想的新兴应用，如被动辐射冷却和航天器的热管理。
2021-02-19 physics.optics
Fabrication and characterization of femtosecond laser written waveguides in chalcogenide glass
作者描述了使用聚焦飞秒激光脉冲在高度非线性硫系玻璃镓镧硫化物中制造掩埋波导。通过对波导的光学表征，他们提出了一种形成机制，并与以前的工作进行了比较。在波导的形成过程中，调谐被认为是主要的非线性吸收机制。在633 nm的单模制导已被证明。最小传输损耗为1.47 dB/cm的写入参数为0.36 μ J的脉冲能量和50 μ m/s的扫描速度。
2021-10-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
The dynamical Franz-Keldysh effect in the deep ultraviolet probed by transient absorption and dispersion of diamond using a miniature beamline
深紫外线，带隙区域，是不容易获得的超快光谱学的既定方法。在这里，一个微型的光束线，其中定制的深紫外场后立即使用的非共线生成没有后续的光学元件，被引入瞬态吸收和色散光谱。研究了在飞秒泵浦光脉冲作用下金刚石的近带隙区，在此区域，延迟的动态Franz-Keldysh效应和几乎瞬时的光学Kerr效应共存。
2022-11-24 physics.optics
Spectrally resolved optical frequency comb from a self-referenced 5 GHz femtosecond laser
报道了一台重复频率为5GHz的钛宝石锁模飞秒激光器。微结构光纤中24 fs脉冲的光谱展宽产生倍频程跨越光谱，并允许发射的飞秒激光频率梳（FLFC）的自参考和主动稳定。5GHz FLFC的各个模式的解决与高分辨率光谱仪的基础上虚拟成像相控阵（VIPA）光谱色散。单梳状元件在微瓦级平均功率水平的隔离证明。高功率，频率稳定的5GHz激光器和它的许多模式的直接分辨率的组合将有利于直接频率梳光谱的应用。此外，这种稳定的FLFC应该作为一个有用的工具，直接模式傅立叶合成任意的光波形。
2007-07-03 physics.atom-ph physics.optics
Molecular fingerprint-region spectroscopy from 5-12 μm using an orientation-patterned gallium phosphide optical parametric oscillator
报道了一种基于新型半导体增益材料取向图案化磷化镓（OP-GaP）的飞秒光参量振荡器（OPO），该振荡器能够产生波长为5-12 μm、平均功率在几毫瓦到几十毫瓦范围内的高重复率飞秒脉冲。这是第一个例子的宽带OPO操作的分子指纹区域，我们证明了其潜力进行宽带傅里叶变换光谱使用水蒸气和聚苯乙烯参考标准。
2016-06-30 physics.optics
Quantum-optical theory of the few femtosecond nonlinear optical response of Drude metals with a non-parabolic conduction band
South China Normal University（华南师范大学）；Shiv Nadar Institution of Eminence Deemed to be University（希夫纳达尔卓越大学）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
本文提出了一种能量-空间密度矩阵框架，用于研究Drude金属中极短光学脉冲的非线性光学响应，揭示了量子相干性和强激发态吸收的特征。
2026-02-26 physics.optics
Femtosecond laser carbonization of polystyrene
本研究通过多脉冲飞秒激光辐照聚苯乙烯微球及衬底，利用微球聚焦产生的高峰值强度引发多光子吸收与碳化，制备出含碳晶纳米结构的宽带激发依赖发光碳纳米材料。
2024-12-09 physics.app-ph physics.optics
Signal line shapes of Fourier transform cavity-enhanced frequency modulation spectroscopy with optical frequency combs
本文对基于傅里叶变换的抗噪声腔增强光学频率梳光谱（NICE-OFCS）的信号线形状进行了深入的分析。我们讨论了信号对调制频率f ${_m}$与分子线宽Γ之比的依赖性。我们比较了信号的完整模型和简化的吸收类分析模型，该模型对于低f ${_m}$ /Γ比率具有高精度，并且计算速度快得多。我们通过测量和拟合的NICE-OFCS光谱CO ${_2}$在1575 nm使用的系统的基础上的Er：光纤飞秒激光器和腔的精细度为~11000的实验验证了理论。
2016-09-21 physics.optics
Differential femtosecond coherent Stokes and anti-Stokes Raman spectroscopy
我们提出了一种新的飞秒激光相干拉曼光谱技术。我们应用到一个分子样品的超短激发和探测脉冲对的序列，从一对到下一对的两个脉冲之间的线性增加的时间延迟。我们测量，作为延迟的函数，在信号中产生的斯托克斯和反斯托克斯辐射的差分检测在样品的强度调制。这种时域信号的傅里叶变换揭示了激发的振动拉曼跃迁的光谱。实验证明的原理表明，高分辨率，宽的光谱跨度和抑制的非共振背景，以及灵敏度的提高，由于差分检测。
2014-03-15 physics.chem-ph physics.optics
Intense femtosecond photoexcitation of bulk and monolayer MoS2
研究了飞秒激光辐照对氧化硅上块状和单层MoS2薄膜的影响。光学，场发射扫描电子显微镜（FESEM）和拉曼显微镜被用来量化的损害。记录A1g和E2g1振动模式的强度作为照射脉冲数的函数。观察到的行为归因于激光诱导的键断裂和随后的原子去除由于电子激发。在800nm和1030nm脉冲激光辐照下，测定了单层膜和体膜的单脉冲光损伤阈值，并讨论了双光子和单光子吸收效应的作用。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Thermally-induced nonlinear spatial shaping of infrared femtosecond pulses in nematic liquid crystals
通过红外脉冲飞秒激光器（m）的ITO涂层的弱光吸收，证明了在无源液晶（E7）盒中的光致热非线性效应。产生强的空间自相位调制，从而在远场观察到多环图案。非线性的符号根据激光偏振而改变。的折射率和温度梯度测量作为激光强度的函数，我们观察到，温度可以增加接近的双相变。该工艺的保真度和稳定性为空间成形器件开辟了新的前景，并为基于超快液晶的电光应用限定了工作波长范围。
2019-09-28 nlin.PS physics.optics
Advanced noise reduction techniques for ultra-low phase noise optical-to-microwave division with femtosecond fiber combs
我们的报告，我们认为是最低的相位噪声的光到微波频率划分使用基于光纤的飞秒光学频率梳：剩余相位噪声为-120 dBc/Hz，从11.55 GHz的载波频率的1 Hz偏移。我们还报告了一个详细的调查的基本噪声源，困扰分裂过程本身。以一个普通超稳腔激光源为参考，研究了两个具有准相同结构的频率梳。为了识别每个限制效应，我们实现了一个超低噪声载波抑制测量系统，它规避了更传统的技术的检测和放大噪声。这种技术现在可以将这些不需要的噪声源抑制到非常低的水平。在~200 Hz至100 kHz的傅立叶频率范围内，基于压控移相器的前馈技术可进一步降低10 dB的噪声。对于较低的傅立叶频率，实现光功率稳定，以便减少相对强度噪声，该相对强度噪声通过检测器中的功率到相位转换而引起不想要的相位噪声。我们实现和比较两种可能的控制方案的基础上的声光调制器和梳状泵浦电流。我们还提出了宽带测量的光纤梳的相对强度噪声。
2011-03-09 physics.ins-det physics.optics
Supercontinua for high resolution absorption multiplex infrared spectroscopy
超短脉冲激光在高度非线性光纤中产生的超连续谱可用于高分辨率傅里叶变换吸收光谱。这些明亮的超宽带光源光谱的实际优势，在近红外区域的报告。Cr^4+：YAG飞秒激光器由挤出的软玻璃光子晶体光纤加宽，发射1200至2200 nm和675至950 nm，提供的光谱辐射亮度比3000 K黑体高1 × 10^5倍，比同步辐射高10^2倍。用该光源在几秒钟内记录了C_2H_2和NH_3的泛音谱。
2007-11-24 physics.optics
Ultra-broadband transient absorption down to 200 nm enabled by soliton dynamics in gas-filled hollow capillary fibers
University of Basel（巴塞尔大学）；Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）
该研究利用充气空心毛细管光纤的孤子动力学，实现了覆盖200-800 nm的超宽带飞秒瞬态吸收，分辨率达9 μOD，成功解析Fe(II)配合物的DUV超快自旋交叉动力学，为研究DUV波段光物理化学动力学提供了新方法。
2026-08-28 physics.optics
Ultrafast dynamics and surface plasmon properties of Silicon upon irradiation with mid-infrared femtosecond laser pulses
我们提出了一个尚未探索的超快过程和动力学的产生的激发载流子在中红外（中红外）光谱区域的飞秒脉冲激光照射硅后的理论研究。分析了在2.2 μm ~ 3.3 μm范围内不同波长λL下电子-空穴子系统和晶格子系统的载流子密度和热响应的演化，探讨了双光子和三光子吸收机制的影响。诱导克尔效应的作用是突出的，它表现出更明显的影响，在较小的波长在中红外范围。对激发表面等离子体激元（SP）的条件的研究表明，在材料表面形成了弱束缚SP波。所示的激发SP的寿命上升时，产生的波长增加一个大于一个预测的更高的激光频率。对不同脉冲宽度τp下的损伤阈值的计算表明，损伤阈值的增加遵循幂律（τ p^{λ L}），其增加率由指数λ L决定。对不同τp下的多光子吸收率和碰撞电离贡献的研究表明，当τp较长时，λL=2.5 μm的损伤比λL=2.2 μm的损伤小。
2019-05-09 cond-mat.mtrl-sci 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
Photonic and electronic state interactions in BaTiO3 based Optical Microcavity
研究了以BaTiO 3（BTO）为缺陷层的全介质光学微腔在飞秒时间尺度下的光子模介导吸收动力学以及对自发发射可调谐性的控制。腔增强瞬态吸收揭示了由于强的三阶光学非线性影响，光子和电子模式的主要激发态吸收（ESA）。发现BTO的光致发光受光子腔模的引导和调谐。这种有源光子结构在非线性光学和光子器件应用中具有潜在的应用前景。
2021-12-02 physics.optics
High-sensitivity time-resolved intracavity laser Fourier transform spectroscopy with vertical cavity surface emitting multiple quantum well lasers
光谱包括数百个时间分量的吸收路径长度可达130公里已记录约1050 nm的两个最近的技术相结合，腔内激光光谱与垂直外腔表面发射多量子阱激光器和时间分辨傅里叶变换光谱。对于同时采集的10^4个光谱元素，实现了110 ^{-10} cm^{-1}.Hz^{-1/2}的灵敏度，比以前类似实验中获得的灵敏度高三个数量级。该方法的具体优点，特别是弱吸收跃迁的频率和强度计量，进行了讨论。
2006-12-30 physics.optics
High spatial frequency laser induced periodic surface structure formation in germanium by mid-IR femtosecond pulses
研究了波长介于$λ=2.0$和$3.6 \; \mathrm{μm}$之间的飞秒中红外脉冲在不同入射角和偏振态下在锗中形成高空间频率激光诱导周期性表面结构（HSFL）。这些结构的周期从$λ/3$到$λ/8$不等。一个修改后的表面散射模型，包括德鲁德激发和光学克尔效应解释了空间周期缩放的HSFL在中红外波长。透射电子显微镜（TEM）显示在结晶锗结构上方存在$30 \; \mathrm{n m}$非晶层。各种机制，包括双光子吸收和缺陷引起的非晶化的讨论作为可能的原因形成的这层。
2016-06-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Application of a two-temperature model for the investigation of the periodic structure formation on Si surface in femtosecond laser interaction
我们考虑的情况下，表面照射少量的飞秒激光导致表面波纹的形成。为了解释这种效应，我们提出了一个数值模型，占以下过程：（i）与电磁表面波在硅样品上传播的激光照射的干扰;（ii）自由载流子的形成和激光能量吸收;（iii）能量弛豫和电子-声子耦合。我们进行数值计算，考虑到与激光的表面波的干扰，并提出所获得的模拟结果，以解释实验观察到的图案的形成机制。
2011-10-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics physics.plasm-ph
Unraveling the formation dynamics of metallic femtosecond laser induced periodic surface structures
本文结合双温模型热模拟与流体动力学计算，系统研究了不锈钢表面低通量飞秒激光诱导周期性表面结构的形成动力学，理论结果与AFM实验测量高度吻合。
2023-11-22 physics.optics
Optical frequency comb Fourier transform cavity ring-down spectroscopy
我们展示了宽带和敏感的腔衰荡光谱使用近红外频率梳和时间分辨傅里叶变换光谱仪。腔衰减同时测量和光谱排序，导致每个光谱元素的纯指数衰减。反演了大气水和二氧化碳的吸收光谱，表明该技术具有较高的频率分辨率和吸收精度。介绍了实验装置、测量原理和数据处理方法。该技术受益于腔衰荡光谱的优点，即恢复的吸收不依赖于腔参数，为完全免校准的高精度吸收光谱打开了大门。
2022-01-27 physics.ins-det physics.optics
Nonlinear dynamics of femtosecond laser interaction with the central nervous system in zebrafish
本研究揭示了飞秒激光在斑马鱼中枢神经系统中两种空化损伤机制，并验证了荧光标记的作用，为无标记显微镜和精确局部损伤诱导提供了策略。
2024-11-03 physics.bio-ph physics.optics
Pulse duration retrieval using a commercial laser diode with a monitor photodiode
Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫理工大学）
本文利用商用InGaAsP激光二极管及其集成监测光电二极管作为室温双光子吸收探测器，通过非线性与线性信号实现无移动部件的飞秒脉冲宽度反演，并在2 μW平均光功率下验证了该方法的可行性。
2025-11-09 physics.optics
Fast predicting the complex nonlinear dynamics of mode-locked fiber laser by a recurrent neural network with prior information feeding
作为研究飞秒激光器内部机理的重要手段，传统的飞秒激光器建模方法依赖于分步傅里叶方法（SSFM）迭代求解非线性薛定谔方程，计算量大。为了实现飞秒激光器的逆向设计和优化，需要对不同腔型的锁模光纤激光器进行大量的仿真，这进一步突出了计算复杂度所带来的耗时问题。本文首次提出了一种循环神经网络实现飞秒锁模光纤激光器的快速精确建模。通过我们提出的先验信息馈送方法，实现了不同腔设置的泛化。随着GPU的加速，人工智能（AI）模型推断500个往返的平均时间小于0.1 s。即使在相同的基于CPU的硬件平台上，AI模型仍然比SSFM方法快6倍。所提出的人工智能方法有望成为飞秒激光建模的标准方法。
2022-11-10 physics.comp-ph physics.optics
Frequency modulation Fourier transform spectroscopy
本文提出了一种调频外差激光光谱与傅里叶变换光谱相结合的新方法--调频傅里叶变换光谱法。它提供同时灵敏测量吸收和色散分布与宽带光谱覆盖能力。对1.5 $μ$ m波段C_2H_2的泛频光谱进行了实验论证。
2007-04-04 physics.optics
Energy scaling of water window high-order harmonic generation for single-shot soft X-ray spectroscopy and live-cell imaging
全相干软X射线阿秒脉冲目前可通过高次谐波产生（HHG）获得;然而，其不足的输出能量阻碍了各种应用，例如阿秒尺度软X射线非线性实验、软X射线自由电子激光的播种、阿秒泵浦阿秒探测光谱和单次激发成像。在本文中，对这些令人兴奋的研究的实施，我们展示了一个软X射线谐波光束，是两个以上的数量级强到水窗区域相比，以前的作品。这是通过将新开发的TW级中红外飞秒激光器和首次在中红外区域的HHG的松散聚焦几何结构相结合来实现的。由于采用中性介质靶的松散聚焦几何结构，我们实现了高转换效率、低光束发散度和显著降低的介质气压。作为我们的纳焦耳级水窗软X射线谐波源的第一个应用，我们展示了近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）实验与清晰的精细吸收光谱附近的K-和L-边缘观察到的各种样品。对高次谐波能量定标方法的系统研究为单次激发吸收光谱和飞秒时间分辨率的活细胞成像提供了可能。
2020-03-15 physics.optics
Table-top all-attosecond transient absorption spectroscopy
Max-Born-Institut Berlin（柏林马克斯·玻恩研究所）
本研究利用台式高频谐波生成源实现了全部阿秒暂态吸收光谱，用于研究氙原子中的电子相干性，揭示了价带空穴的振荡运动，展示了HHG在AATAS中的应用潜力。
2025-12-11 physics.atom-ph physics.optics
Silicon formation in bulk silica through femtosecond laser engraving
由飞秒激光束的受控照射引起的非线性吸收现象可用于定制大部分衬底内的材料性质。该技术最成功的应用之一是能够在单个衬底上制造集成光学、机械或流体处理功能的三维微型器件。在这种情况下，无定形SiO2是研究最广泛的材料。在这里，我们表明，短（50 fs）飞秒脉冲诱导分离的Si和O离子在SiO2衬底，导致形成微晶，我们确定为纯晶相的Si。有趣的是，这种多态相变发生在没有激光诱导的限制微爆炸和中等数值孔径。这些发现不仅揭示了与材料转变及其后续性质相关的关键机制，而且为开发嵌入纯二氧化硅相中的三维富硅结构铺平了道路，最终导致用于制造三维微器件的新的破坏性方法。例如，人们可以想象二氧化硅基质衬底，其中使用飞秒激光直接写入任意三维硅基组件，而不是通过组装来自不同衬底的组件或使用多个处理步骤。
2018-06-28 cond-mat.mtrl-sci 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
