Continuous-wave, singly resonant OPO at 3 μm
报道了一种以MgO：PPLN晶体为增益介质，Yb光纤激光器为泵浦源的3.3 μm连续单共振光参量振荡器（SRO）。在25W泵浦功率下，SRO在1.57 μ m和3.3 μm波长处分别产生7.4W和0.2W的激光输出。3.3 μ mSRO具有约5MHz线宽的单纵模输出。由于MgO：PPLN晶体对3.3 μm光波的轻微吸收，我们在SRO中观察到了热致光学双稳态。泵浦损耗被固定在60%，而在耗尽的泵浦中观察到光谱烧孔。
2008-03-14 physics.optics
Hybrid AM/FM Mode-Locking of Singly-Resonant OPOs
本文提出单共振 OPO 的混合 AM/FM 锁模机制，可自启动形成高效稳定的宽带啁啾频率梳，并用相空间模型解释其动力学与宽带调谐特性。
2024-05-07 physics.optics
Quantum noise reduction in singly resonant sub/second harmonic generation
本文研究了单谐振倍频器在两种模式同时驱动时谐波模中的量子噪声。这种简单的倍频扩展大大提高了它作为明亮压缩光源的性能。具体地，对于与所报道的实验相对应的参数，容易地实现80%的噪声抑制，可以自由且容易地选择对应的压缩正交的相位，并且输出功率接近翻倍。
1998-04-02 physics.optics quant-ph
Depletion-limited Kerr solitons in singly-resonant optical parametric oscillators
本文通过变分法分析泵浦耗尽对单共振参量振荡器中腔孤子产生的影响，给出孤子存在区域的解析表达式，并证明在高走离条件下其能量转换效率优于线性耦合驱动的克尔谐振器。
2022-12-19 nlin.PS physics.optics
Similariton-like Pulses in Synchronously Pumped Singly Resonant Optical Parametric Oscillators
通过数值模拟，发现在同步泵浦的单共振光参量振荡器（OPO）中可形成类相似子脉冲。非线性耦合波方程可化为非齐次非线性薛定谔方程。光参量振荡器中的信号脉冲具有抛物线状的时间强度分布和线性啁啾。OPO中的类相似子脉冲具有许多实际和潜在的应用。
2015-02-03 nlin.PS physics.optics
Singly resonant InGaP microresonators for efficient, low-threshold second-order nonlinear optics
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文提出单谐振InGaP微谐振器，结合大χ(2)非线性与高Q值，实现高效可调二次谐波、宽带量子频率梳及低阈值参量振荡，性能媲美双谐振系统。
2026-09-15 physics.app-ph physics.optics
Modeling and design of singly-resonant optical parametric oscillator with an intracavity idler absorber for enhanced conversion efficiency for the signal
本研究针对带腔内闲频光吸收体的单谐振光学参量振荡器开展建模设计，通过抑制反向转换提升信号光转换效率，分析了吸收体参数等的影响，拓展至中红外闲频光提升场景，验证了信号波恒定近似的适用条件。
2017-05-29 physics.optics
Optical control of spin coherence in singly charged (In,Ga)As/GaAs quantum dots
在n型调制掺杂的（In，Ga）As/GaAs量子点（QDs）中产生了电子自旋相干性。这种相干性是由圆偏振激光脉冲对量子点的共振激发产生的，从而产生了一个电子和一个trion态的相干叠加。利用时间相关的法拉第旋转来探测光取向电子在横向磁场中的自旋进动。自旋相干产生可以通过脉冲强度来控制，对于（2n+1）π脉冲是最有效的。
2006-03-03 physics.optics
Enhancement of second harmonic generation in a doubly resonant metamaterial
研究了双谐振超材料中的二次谐波产生。我们表明，SH产生可以增强时，满足谐振条件的SH频率以及基频。双谐振超材料的单位单元由两个耦合的谐振器组成，其中一个谐振在基频，而另一个谐振在SH频率附近。我们观察到双共振超材料中的SH产生是单共振超材料中的4.6倍。
2011-07-30 physics.optics
Singly-excited resonant open quantum system Tavis-Cummings model with quantum circuit mapping
本文针对单激发开放TC模型提出线性复杂度解析解，并据此设计Q-MARINA算法，将N原子与有损耗腔的动力学映射为N+1量子比特和2N纠缠门的量子电路，并在量子硬件上验证其鲁棒性。
2023-11-15 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Sub-kHz-level relative stabilization of an intracavity doubled continuous wave optical parametric oscillator using Pound-Drever-Hall scheme
本文报道了法布里-珀罗腔内腔倍频单共振光学参量振荡器的相对稳频。利用Pound-Drever-Hall锁定技术稳定了腔内谐振闲频倍频产生的红/橙辐射。当从1 Hz到50 kHz积分时，该橙色光的相对频率噪声对应于700 Hz的标准偏差。实验表明，抽运激光器的频率噪声会转移到非共振信号光上。
2011-07-29 physics.optics
Frequency comb formation in doubly resonant second-harmonic generation
从理论上研究了双谐振腔内倍频中光学频率梳及相应脉冲序列的产生。我们发现，尽管现实腔系统的大时间走离特性，非线性动力学可以准确和有效地使用一对耦合的平均场方程建模。通过严格的稳定性分析系统的稳态连续波的解决方案，我们表明，走离可以引起一个新的，以前未探索的制度的时间调制不稳定性（MI）。在这一制度下进行的数值模拟揭示了丰富的动力学行为，包括出现的时间模式，对应于相干光学频率梳。我们还证明，两个耦合方程，支配双谐振腔的行为，在典型的条件下，可以减少到一个单一的平均场方程类似于描述单谐振腔SHG的动力学[F. Leo等人，物理修订版信函116，033901（2016）]。这种减少的方法使我们能够得到一个简单的表达式MI增益，从而允许获得显着的洞察到底层的物理。我们预计，我们的工作将产生广泛的影响，在新兴的双谐振腔倍频平台，包括二次非线性微谐振器的频率梳的研究。
2016-03-23 physics.optics
Incoherently pumped continuous wave optical parametric oscillator broadened by non-collinear phasematching
本文报道了一种放大自发发射（ASE）光源泵浦的单共振光参量振荡器（OPO）。泵浦聚焦条件允许非共线相位匹配，这导致230 nm（190 cm $^{-1}$）光谱带宽。计算表明，这种相位匹配方案可以用来进一步拓宽OPO的光谱带宽。
2011-09-09 physics.optics
Sub-kHz linewidth narrowing of a mid-infrared OPO idler frequency by direct cavity stabilization
我们将单谐振光学参量振荡器的闲频直接稳定到中红外法布里-珀罗参考腔的谐振。这是通过Pound-Drever-Hall锁定方案实现的，控制泵浦激光器或谐振信号频率。达到了低于10 $^3$ Hz $^2$ /Hz的残余相对频率噪声功率谱密度，在100 ms内具有920 Hz的高斯线宽，这表明通过锁定光学参量振荡器相对于具有最先进的优异性能的中红外腔而达到低至Hz水平的光谱纯度的潜力。
2015-07-30 physics.optics
Resonant Spin Hall Effect of Light in Random Photonic Arrays
本文研究了随机光子阵列中光的共振自旋霍尔效应，发现在Mie共振附近该效应可在小于平均自由程的尺度上出现，结合弱测量和协同发光可实现巨大且随时间变化的SHE。
2023-06-29 physics.optics
Tunable visible frequency combs from a Yb-fiber-laser-pumped optical parametric oscillator
我们提出了一个100 MHz的重复率Yb光纤激光泵浦同步泵浦光参量振荡器（SPOPO）提供可调谐频率梳覆盖几乎整个可见光谱范围。通过腔内倍频的信号和空闲梳，并使用共线的剩余泵浦光，几乎连续的调谐范围为420-700 nm的OPO简并条件附近只有很小的差距实现。输出功率范围从10 mW到200 mW，取决于波长，脉冲持续时间低于150 fs，无需外部压缩。所有三个共线外耦合梳（泵浦，加倍的信号，和加倍的空闲）的飞秒增强腔的频率锁定有利于直接比较它们的光学相位噪声和相位调制传递函数。在单谐振OPO中，泵浦光梳的光相位调制几乎完全转移到非谐振闲频光梳。这导致具有降低的光相位噪声的谐振信号梳，并且还能够通过泵浦光的相位调制在闲频光梳上实现高带宽调制。
2019-01-23 physics.optics
Diode-laser-pumped continuous-wave mid-infrared optical parametric oscillator
报道了一种单共振连续波光学参量振荡器（SRO），它由半导体激光器系统泵浦，工作在中红外波段（2.9 ~ 3.6 μm）。中红外输出波长超过200 nm的快速调谐是通过扫描泵浦激光波长仅通过1.25 nm，而不需要任何调整SRO设置证明。通过选择对应于SRO的相位匹配信号和空闲波之间的群速度失配的转折点的泵浦波长（780 nm）来获得异常大的调谐范围。
2018-07-05 physics.optics
Wave-mixing origin and optimization in single and compact aluminum nanoantennas
本文研究单根紧凑矩形铝纳米天线中的二次谐波产生，证明双共振机制可实现7.5倍增强，并通过实验与模拟定量对比确认SHG主要源于局域表面贡献。
2016-08-23 physics.optics
Broadly, independent-tunable, dual-wavelength mid-infrared ultrafast optical parametric oscillator
本文报道了一种由高功率飞秒Yb：光纤激光器同步泵浦的双晶体中红外双波长光参量振荡器。该谐振腔由两个周期极化的Li_2O_3晶体组成，由于级联的二次非线性效应，可以在2.9 - 4.2 μm波长范围内产生两个同步的闲频波长，可独立调谐范围超过30 THz。这两个惰轮的独立可调谐性使得光学参量振荡器成为基于不同频率产生的朝向THz波长区域的超快脉冲产生的有前途的源。此外，在晶体中观察到的倍频闲频表明，实现泵浦光，信号光，闲频光和高阶产生的参量光之间的宽带光自锁相的可能性。
2015-08-12 physics.optics
High-power, continuous-wave, tunable mid-IR, higher-order vortex beam optical parametric oscillator
我们报告了一种新的实验方案，以产生连续波（CW），高功率，高阶光学涡旋可调整个中红外波长范围。采用连续波双晶体单共振光参量振荡器（T-SRO），用高斯光束泵浦其中一个晶体，另一个晶体用1 ~ 6阶光学涡旋泵浦，我们实现了近红外到中红外波段的涡旋直接转换。在2276-3576 nm范围内可调谐的i = 1 - 6阶闲频涡旋在i = 1阶处具有6.8 W的最大输出功率，对于25 W的泵浦功率，对应于高达27.2%的近红外涡旋到中红外涡旋的转换效率。与由于泵浦涡旋阶数提高的操作阈值而产生限制在较低阶的光涡旋的SRO不同，这里，T-SRO晶体的谐振信号之间的相干能量耦合促进了任何阶数的泵浦涡旋到闲频波长的转移，而没有严格的操作阈值条件。通用的实验方案可用于整个电磁波谱的任何波长范围和从连续波到超快区的所有时间尺度。
2018-01-09 physics.optics
Stimulated Raman scattering in an optical parametric oscillator based on periodically poled MgO-doped stoichiometric LiTaO3
观察了基于掺MgO周期极化化学计量比钽酸锂晶体的单共振光参量振荡器的光谱随泵浦功率的演化。分析了非线性晶体中受激喇曼散射级联喇曼激光的产生。观察到并理解了寄生倍频和和频产生现象。腔内拉曼散射的强烈减少是通过仔细调整腔损耗获得的。
2009-02-20 physics.ins-det physics.optics
A new method for spatial mode shifting of a stabilized optical cavity for the generation of dual-color X-rays
我们提出了一种创新的方法来移动光学腔的焦点的横向位置，使其保持主动稳定。我们的腔是一个4镜蝴蝶结腔和谐振模式的空间移位是通过适当的旋转两个曲面镜的压电致动器。该方法利用Pound-Drever-Hall技术，使$135 μm$的腔焦点在$50 ms$的时间内横向移动，保持腔的谐振条件。我们建议使用这种技术通过逆康普顿散射（ICS）生成2色X射线。该技术通过相对于电子束轨迹移动激光束来利用存储在高精细度腔中的大平均功率，从而控制相互作用区域中的电子束和光子束的空间叠加。将两个腔体一个组装在另一个的顶部，与电子束具有不同的碰撞角度，允许仅通过快速移动两个腔体来产生不同能量的X射线爆发，将两个焦点切换到电子束轨迹上，从而依次激活两条不同的ICS谱线。
2021-03-09 physics.optics
High power, frequency agile comb spectroscopy in the mid-infrared enabled by a continuous-wave optical parametric oscillator
提出用电光频率梳泵浦连续波单共振光参量振荡器，将宽带光梳转换为高功率、相干的中红外光梳，并实现甲烷高分辨率光谱测量。
2023-09-26 physics.optics
Three Photon Absorption in Optical Parametric Oscillators Based on OP-GaAs
报道了第一台基于取向图形砷化镓（OP-GaAs）的单共振同步泵浦光参量振荡器（OPO）。与基于相同OP-GaAs材料的双谐振（DR）简并OPO一起，输出光谱在~3 dB的相对功率内覆盖3至6 $μ$ m。DR-OPO具有迄今为止报道的基于OP-GaAs的飞秒同步泵浦OPO的最高输出功率。我们发现我们的OP-GaAs样品具有0.35 ${\pm}$ 0.06 cm ${^3}$ /GW ${^2}$的强三光子吸收，这限制了这些OPO作为中红外光源的输出功率。我们提出了一个详细的研究的三光子损失的SR和DR-OPO的性能，并比较它们与那些没有这种损失机制。
2016-09-02 physics.chem-ph physics.optics
Walk-off-induced modulation instability, temporal pattern formation, and frequency comb generation in cavity-enhanced second-harmonic generation
我们推导了一个时域平均场方程来模拟光在单共振腔增强二次谐波产生系统中的全部时间和光谱动力学。我们表明，时间走离之间的基本和二次谐波字段起着决定性的作用，在现实条件下，产生丰富的，以前未识别的非线性行为。通过线性稳定性分析和数值模拟，我们发现了一种新的二次调制不稳定性，这种不稳定性导致了光学频率梳和相关的时域耗散结构的形成。我们的数值模拟显示出与最近二次非线性介质中频率梳的实验观察非常一致[Phys. Rev. A 91，063839（2015）]。因此，除了揭示一个新的，实验上可访问的制度的非线性动力学，我们的工作使预测建模的频率梳产生腔增强的二次谐波发生系统。
2016-01-13 physics.optics
Frequency-domain model of optical frequency-comb generation in optical resonators with second- and third-order nonlinearities
我们建立了一个描述二阶和三阶非线性光学谐振腔中光学频率梳产生的频域模型。与时域模型相比，我们的模型在原则上允许一个准确地表达腔色散，避免了色散被截断超过一定的顺序。此外，频域模型可以容易地包括系统参数的频率依赖性，例如线性吸收和腔耦合比。为了验证模型的有效性，我们数值模拟了单谐振腔中的二次梳和微谐振腔中的克尔梳两个例子。频域模型的仿真结果与时域模型的仿真结果吻合较好。同时含有二阶和三阶非线性的系统可以产生许多新的物理动力学。所建立的频域模型将有助于理解各种光学谐振腔中多阶非线性过程辅助下的光学频率梳产生。
2020-09-16 physics.optics
Collective plasmonic modes of metal nano-particles in two-dimensional periodic regular arrays
我们研究了点偶极描述下周期性二维（2D）阵列中金属纳米粒子的集体等离子体激元模式。作为一个开放的系统，二维阵列的全动态色散关系，通过一个有效的方法，给出了一个有效的极化率描述系统的集体响应。色散关系和模式质量同时与有效极化率的虚部有关，这既有单粒子响应的贡献，也有粒子间耦合的贡献。横向长程偶极相互作用主要由波项连同表示对共振频率的静态几何贡献的纯几何常数来控制。作为具体的例子，我们认为小银球排列在一个正方形的晶格。我们发现，在光锥内，横向准模具有相当高的模式质量，而两个面内模式显示出显着的辐射阻尼。在光线附近，我们观察到横向模和横向面内模的带与自由光子的强耦合，并且纵向面内模在光锥内表现出负的群速度。所有准模在光锥中的消失群速度被发现是二维金属纳米球密集阵列的本征性质。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cavity ringdown spectroscopy at 2 $μ$m wavelength assisted by a comb-locked optical parametric oscillator
本文开发了一台用于2 μm高精度分子光谱学的频率梳锁定腔衰荡光谱仪，通过外腔二极管激光器锁定单谐振光学参量振荡器信号输出实现，探测N2O热振动带跃迁并实现108 kHz的1-σ全局不确定度。
2025-05-29 physics.atom-ph physics.optics
Mid-infrared spectroscopy with a broadly tunable thin-film lithium niobate optical parametric oscillator
本文提出一种基于薄膜铌酸锂的紧凑高效宽带可调谐光学参量振荡器，实现1.5至3.3微米倍频程调谐，并通过甲烷和氨光谱测量验证其在气体传感中的应用潜力。
2023-07-09 physics.optics quant-ph
Few-cycle, Broadband, Mid-infrared Optical Parametric Oscillator Pumped by a 20-fs Ti:sapphire Laser
报道了一种基于MgO掺杂的双极化LiNbO 3（MgO：PPLN）的中红外宽带单共振光参量振荡器（OPO），采用20 fs钛宝石激光器同步泵浦。通过使用短至250 μ m的晶体相互作用长度，以及对输入泵浦脉冲和OPO谐振器的仔细色散管理，产生了在中红外范围内可调谐的近变换限制的少周期闲频脉冲，在2682 nm处具有少至3.7个光学周期。该OPO可在2179-3732 nm波长范围内连续调谐，在3723 nm波长处输出功率高达33 mW。闲频光谱表现出稳定的宽带分布，在3732 nm处记录的带宽跨度超过422 nm（FWHM）。我们研究了晶体长度对光谱带宽和脉冲持续时间的影响，在一个固定的波长，确认近变换限制闲频脉冲的所有光栅的相互作用长度。通过将泵浦激光器的重复频率锁定到射频参考，并且不主动稳定OPO腔长，当以最大输出功率操作时，获得了在>2.75小时内优于1.6%rms的闲频功率稳定性，具有TEM 00模式轮廓的优异空间光束质量。
2014-04-07 physics.ins-det physics.optics
