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oe1(光电查) - 科学论文

24 条数据
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  • 硅环腔中参量振荡与自由载流子振荡的条件

    摘要： 我们建立了考虑双光子吸收的环形腔光学参量振荡模型，重点研究1.55微米波段的硅材料。若能抑制自由载流子吸收（可通过反向偏置p-i-n结中的载流子扫出效应缩短载流子寿命来实现），则可实现振荡。通过调节泵浦功率、失谐量和反向偏压，可在具有正常和反常色散的腔体中产生频率梳，覆盖包括1.55微米在内的广泛波长范围。此外，当载流子寿命足够长时，自由载流子自脉动不稳定性将引发丰富的动力学行为。

    关键词： 非线性光学、频率梳、硅光子学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一种多功能硅-氮化硅光子学平台，用于增强功能与应用

    摘要： 硅光子学是集成光子学领域最突出的技术平台之一，可支持多种应用场景。随着该技术逐步迈向成熟的工业核心工艺，我们通过引入氮化硅（SiN）材料来扩展硅光子平台的性能边界。针对不同应用需求，我们开发了多种SiN集成方案，本文详细介绍了这些工艺流程及专用功能核心组件。具体而言，我们展示了SiN在以下领域的应用：数据通信光收发器中的无热复用技术、利用SiN微谐振腔实现非线性频率梳以支持超高速数据传输/光谱分析/计量应用，以及采用SiN构建800-1000纳米波段光学相控阵用于激光雷达系统。这些功能均通过200毫米互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容中试线验证，充分证明了Si-SiN平台的多功能性与可扩展性。

    关键词： 收发器、硅光子学、克尔非线性、光学相控阵、粗波分复用（CWDM）、复用、激光雷达、氮化硅、波束转向、频率梳、光栅耦合器

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 波长计的性能：第一部分——对中高分辨率激光光谱学的影响

    摘要： 当今的激光光谱实验日益依赖现代商用设备来监测、稳定和扫描其探测激光的波长。最新技术已能实现原子与核观测量的前所未有的精度水平，这正将这些设备推向性能极限。鉴于这些观测量本身源自特定原子共振频率差（量级为MHz–GHz），测量波长设备的输出不确定度往往直接关联实验结果的最终系统误差?；谄渲匾?，本研究对比了多款商用波长计在不同参考源（包括扫描法布里-珀罗干涉仪和频率梳）下的表现，观察到具有重现性且与波长及设备相关的偏差现象，这种偏差可能在高精度实验中导致结果失真。本文提出并验证了一套实用且成本较低的波长计表征方法，该方法能根据设备类型显著提升波长差测量精度，结合另一项独立发表的研究（K?nig等，载于《应用物理B》2020年刊），可为使用者完整呈现商用波长计的预期性能特征。

    关键词： 频率梳，超精细结构，激光光谱学，波长计，扫描法布里-珀罗干涉仪

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 混合等离子体波导中通过暗流氓波激发实现表面极化激元相位奇点与多模极化激元频率梳

    摘要： 材料特性和输入场参数限制了非线性电磁场相互作用的可控性。由于这些非线性相互作用可用于产生强局域化的亮波与暗波（如非线性表面极化激元），改善这一限制至关重要。我们提出基于表面极化激元波导重构的改进方案，该方案能实现正交偏振耦合暗流氓波的激发、传播及相干调控。通过精细调节原子介质与超材料层界面处的激光场强度及其失谐量来实现控制机制。具体而言，我们利用与表面极化激元偏振调制不稳定性相匹配的可控电磁诱导透明窗口，产生与暗局域波相关的对称与非对称极化激元频率梳。该方法借助原子自散焦非线性和暗流氓波传播，获得产生相位奇点的充分条件。其理论基础在于建立了考虑原子介质与非线性表面极化激元波耦合所导致耗散与色散的模型。因此，该波导构型可作为双模极化激元频率梳发生器与高速相位旋转器，为纳米光子学和量子通信器件中的相位奇点应用开辟新途径。

    关键词： 巨浪、表面等离极化激元、频率梳、等离激元波导、电磁诱导透明

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于量子级联激光器的混合双梳光谱仪

    摘要： 基于四波混频的量子级联激光器频率梳（QCL-FC）是一种强大的光子工具，正在推动分子指纹区（即中远红外波段）的技术革命。其紧凑型、频率可调的设计，加上高光学功率和光谱纯度，有望为最具挑战性的光谱应用提供一体化光源。本文展示了一台计量级混合双梳光谱仪，结合了太赫兹QCL-FC的优势与独立式光学整流太赫兹频率梳提供的精度和绝对频率参考。我们以甲醇分子跃迁为例进行了原理验证，所获取的多重外差分子光谱在线心测定方面达到了最先进水平，其精度与现有分子数据库相当。该设计方案为新一代太赫兹光谱仪提供了坚实平台，为利用QCL-FC全相位控制或无多普勒光谱方案开发更精密复杂的系统铺平了道路。

    关键词： 频率梳、光谱学、量子级联激光器、计量学、太赫兹

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 非线性光学

    摘要： 3-5.5微米中红外大气窗口蕴含着基础与应用光谱学中关于分子组成与功能的重要信息。我们利用近红外波段<11飞秒的超短脉冲、性能稳定的锁模光纤激光源，探索了在该中红外大气窗口全波段产生频率梳的二次（χ(2)）非线性光学过程。通过实验与建模，我们证实了脉冲内差频效应——仅需单次通过周期性极化铌酸锂晶体即可产生少周期中红外脉冲。高次谐波与级联χ(2)非线性效应还能直接获取近红外驱动脉冲列的载波包络偏移频率。该中红外频率梳的高频率稳定性被用于丙酮和羰基硫的光谱分析，其同步带宽超过11太赫兹且光谱分辨率高达0.003厘米?1。低噪声特性与宽光谱覆盖范围的结合，使得检测十亿分之一浓度量级的痕量气体成为可能。

    关键词： 少周期脉冲、中红外、频率梳、光谱学、非线性光学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 使用光纤激光梳和多色激光的频率梳干涉光谱技术

    摘要： 本文展示了一种快速高分辨率频率梳光谱仪，该仪器采用锁模激光梳和多色激光器。通过双激光器的拍频检测，每秒可记录数十万个多普勒受限分子光谱。利用该装置，可在3微秒内以梳线定义的分辨率（54.5 MHz或0.5皮米）同时探测H13CN（气体）2ν3波段的多个P支跃迁。单次测量光谱覆盖范围超过200 GHz（约1.6纳米），远超我们采集系统的电子带宽（33 GHz）。该光谱仪无需使用异步梳状结构、色散元件和探测阵列，可广泛应用于环境监测等气体传感领域。

    关键词： 频率梳，光纤激光器，光谱学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 双量子级联激光频率梳对气体混合物的太赫兹光谱研究

    摘要： 基于量子级联激光器的太赫兹激光频率梳为未来光谱应用提供了相干、宽带、电泵浦的太赫兹辐射源。本文探究了此类激光器在双梳光谱配置中检测气相多分子样品的可行性。这些激光器覆盖约180GHz的光学带宽（中心频率3.4THz），总光功率低于毫瓦量级。双梳光谱的主要优势之一是其高速特性，这为直接观测太赫兹频段化学反应动力学提供了可能。作为概念验证，我们以1毫秒时间分辨率记录了气体混合物的连续演化光谱。

    关键词： 频率梳、多物种、太赫兹、实时、双梳光谱、量子级联激光器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 太赫兹量子级联激光器中的光子驱动宽带发射与频率梳射频注入锁定

    摘要： 我们展示了一种发射频率约3太赫兹的均匀量子级联激光器（QCLs），其带宽可达950吉赫兹并呈现单一稳定的拍频信号。该器件自发运行于谐波梳状态，在密集模式状态下能以低至-55分贝毫瓦的极小射频功率在腔往返频率处实现注入锁定。当工作在具有负微分电阻的电学不稳定区域时，器件展现出超过1.83太赫兹（Δf/f=50%）的超宽带运行特性并伴随高相位噪声，同时产生自持周期性电压振荡。其低连续波阈值（115安培/平方厘米）与宽带梳状运行（Δf/f=25%）特性，使这类光源成为片上频率梳应用的极具吸引力的方案。

    关键词： 量子级联激光器、太赫兹、畴形成、注入锁定、频率梳

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019国际微波光子学专题会议(MWP) - 加拿大安大略省渥太华(2019.10.7-2019.10.10)] 2019国际微波光子学专题会议(MWP) - 非线性对MUTC光电探测器中不同调制深度RF调制频率梳的影响

    摘要： 我们计算了改进型单行载流子（MUTC）光电探测器中的非线性效应对采用短光脉冲产生的射频调制频率梳的影响?？悸堑接捎诟叻寰β时榷哂兄匾饔玫钠仔вΓǚ窍咝员ズ停Ｉ淦档髦屏ǖ姆窍咝运鹕送ü缀腿谆サ魇д妫↖MD2和IMD3）来表征。相比之下，射频调制频率梳的每个梳线n则具有独特的IMD2n和IMD3n。我们研究了调制深度对频率梳非线性效应的影响，比较了4%和8%的调制深度。当考虑漂白效应时，我们发现对于频率高于2 GHz（n≥40）的梳线，其第n阶梳线的三阶截点OIP3n随着调制深度的增加而提高，从而使失真减小。我们表明，这一效应的产生是因为漂白效应对低频的衰减比对高频更显著，且这种优先衰减会随着调制深度的增加而增强。

    关键词： MUTC、IMD2、IMD3、频率梳、非线性、漂白

    更新于2025-09-19 17:13:59