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全称“光学孤子”。光波在光学介质(如光纤、波导等)中传输时,非线性效应和线性效应之间达到平衡时,光脉冲波形保持不变的一种光脉冲。例如,光波在光纤中传输产生的自相位调制(三阶非线性效应)补偿传输过程中光脉冲的群速度色散,二者达到平衡时使光信号波形无失真地向前传输。它的传输可利用非线性薛定谔偏微分方程来求解。它有时间光孤子、空间光孤子和时空光孤子三种类型。 ...
时域产生的光孤子。 ...
WM)以及光孤子等]的共同作用。 ...
在光孤子分裂过程中,光脉冲的一部分能量因色散微扰在符合相位匹配条件时向其高频率(蓝移)分量转移的现象。 ...
介绍一篇光学孤子方面入选的论文《Revealing the behavior of soliton buildup in a mode-locked laser》对于非线性系统,瞬态现象和瞬态动力学是一个非常重要的特征。比如在锁模光纤激光器中,虽然对于产生稳定的孤子序列已经有比较深入的了解,但是对于最初的孤子自激产生的研究,一直较为欠缺。主要原因是缺少对于瞬态过程的探测手段。近年来,随着时间拉伸技术的发展(Time-Stretch Dispersive Fourier Transform, TS-DFT),使观察单次瞬态现象成为可能。过去20多年里,对于被动锁模的建立机制,有许许多多的理论和实 ...
叉相位调制、孤子动力学(孤子裂变和孤子自频移)和色散波的产生。尽管超连续谱生成背后有复杂的基础物理学,但中红外超连续谱生成的实际实现相对简单。图1说明了这一点,并描述了商用氟纤维(InF3)超连续介质发生器的概念原理和系统架构。开发了如图1所示的系统。图1所示。基于InF3光纤系统的中红外超连续介质源的基本方案和工作原理示例:所示发射光谱对应于商用超连续介质发生器(Thorlabs, SC4500,光纤长度为50厘米,重复频率为50 MHz,平均输出功率为300 mW);模拟了泵浦脉冲在200 cm长度InF3光纤上的光谱演化,说明了泵浦脉冲的产生机制。超连续介质源的泵浦系统是基于高峰值功率飞 ...
短的趋势符合孤子形成的预期逆比例规律(参见图2(a))。在zui高功率操作点,脉冲的持续时间为77 fs,通过二次谐波自相关测量得到(参见图2(d)),在光谱上的半高全宽为16 nm(参见图2(b)),中心波长分别为1058 nm(comb 1)和1057 nm(comb 2)。我们观察到两个梳的无杂波射频(RF)频谱,在一个重复频率约为1.1796 GHz的频点上(图2(c))。重复率差在这里被设置为Δfrep= 21.7 kHz。图2:双梳激光器输出特性的表征,两个梳同时运行:(a) 平均输出功率和脉冲持续时间随泵浦电流的变化。详细的锁模诊断结果显示在(b)-(d),用于后续的测量。(b) ...
平衡色散管理孤子产生的腔内色散。该振荡器在重复频率为100 MHz和泵浦功率为415 mW时,平均输出功率高达35 mW。图2(a)和(b)分别绘制了半峰全宽为21 nm、脉冲持续时间为2.3 ps的光谱和相应的强度自相关迹。带宽为0.2 nm的PMF Bragg光栅滤光梳齿约1560 nm。反射的梳齿被送入耦合器,用于光学外差拍信号检测。发射的梳齿在单通掺铒光纤放大器的两端抽运,平均功率为1300mw。在平均功率为200 mW的情况下,采用优化的自相位调制将光谱拓宽至45.5 nm,通过一段反常色散的PMF产生一个自相关宽度为117 fs(高斯拟合为83 fs)的输出脉冲。图2(c)和(d) ...
,四波混频,孤子自频移和超连续等多种非线性效应,这些效应都可以使飞秒激光器输出的光脉冲从单一波长变换到紫外至红外波段。特别值得提出的是,太赫兹波这一在大分子领域极具应用价值的亚毫米波长的辐射,在人类征服了X射线-紫外-可见-红外-无线电波的漫长时间后,终于在20世纪80年代,借助飞秒激光技术,实现了10um-3 mm波段的相干辐射。飞秒激光覆盖光谱范围极广的另一层含义是,飞秒脉冲内包含着数量极大的分立的相干光谱成分。一个脉冲宽度数十飞秒的脉冲可以包含高达百万个频谱成分,相当于上百万个具有不同中心波长的保持相等频率间隔的连续波激光器。图2.飞秒激光器在切割材料示意图结语:高功率飞秒激光在医学、超 ...
存在光学涡旋孤子,且光学涡旋孤子在传输过程中与非线性介质会产生相互作用,这一发现对光学涡旋的传播具有很大的贡献。1998年,Voitsekhovich等在一定欺负条件下,详细研究了相位奇点数目密度的特性,结果表明相位奇点数目密度具有一定的统计分布,并不是一个特定的值,并且统计分布与振幅空间导数的概率分布有关。图1.涡旋光示意图二、光学涡旋的探索到了21世纪,由于光学涡旋所涉及的研究领域进一步拓展,人们对光学涡旋的认识达到了一个新的高度。涡旋光作为波动的一种形式,不仅具有自旋角动量,而且具有由于螺旋形的相位结构而产生的轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)。这种携 ...
梳的性能。该孤子锁模激光器的最大工作点对应2.4 W平均输出功率,脉冲持续时间分别为138 fs(comb1)和132 fs(comb2),激光器的光对光效率为40%。我们得到了两个光频梳的自启动锁模。在最高输出功率下的激光输出诊断如图2(a-b)所示,这表示基模锁定是很干净的。压电致动器可以在短时间内连续调节双棱镜的横向位置,把其安装在一个平移台上,该平移台可通过压电致动器进行大范围的任意步进调节。双棱镜的平移可以调整两个光频梳的重复频率差,从-450 Hz到600 Hz,对激光输出性能的影响可以忽略不计(图2(c))。在较大的行程时,双棱镜顶点上的模削效应导致输出功率的降低。图2所示。(a ...
的光频梳(光孤子微梳)实现并行光子内存计算。计算被简化为测量可重构和非谐振无源元件的光传输,并且可以在超过14 GHz 的带宽下运行,仅受调制器和光电探测器速度的限制。鉴于微波线速光孤子微梳、超低损耗氮化硅波导以及高速片上探测器和调制器的混合集成的最新进展,此文的方法为光子张量核心的完全互补金属氧化物半导体 (CMOS) 晶圆级集成提供了可行途径。尽管此文专注于卷积运算,但更一般地说,文章的结果表明集成光子学在数据密集型AI 应用程序(如自动驾驶、实时视频处理和下一代云计算服务)中具有并行、快速和高效计算的硬件潜力。潜在用途:(1)替代电子计算,应用于需要并行、快速、高效计算的场景。关键图示: ...
m为中心的类孤子光谱,>12 nm的光谱带宽支持205fs脉冲宽度。重复频率由一个带宽为70kHz的快速压电致动器(PZT)控制,泵浦源调制带宽>100 kHz。激光器输出光束被分成两路,一路与1550nm赫兹量级线宽连续激光器拍频,得到激光器某一个梳齿的相位噪声信息;另一路用于载波包络相位零频探测,首先通过一个色散补偿光纤(PM-DCF),然后通过两级功率放大和光栅对压缩脉冲,产生脉宽260fs、平均功率3.3W激光脉冲。随后脉冲被送入约30cm长ND-HNLF,根据FROG测量结果,其脉冲宽度小于70fs,平均功率1.8 W,峰值功率约为13kW。然后连接~ 30厘米长HNLF ...
限变换或近类孤子的形状。其通过内置放大器可实现高达100mw的平均输出功率。在无需压缩脉冲的情况下,它可作为一个标准的掺铒光纤放大器使用。C波段 比特率倍增器(最高可达320GHz)比特率倍增器(BRM)是用于将输入的光学钟的重复率倍增到原来频率的2、4、8、16倍的无源器件。它的工作原理是将输入脉冲分为两份,发送至Mach-Zehnder干涉仪。当干涉仪的一支路固定位模式延迟,另一支路则用于改变脉冲延迟和幅值均衡。比特位模式延迟确保了当输入信号为伪随机位序列时输出为伪随机位序列。重组后,重复率为输入时的两倍。通过级联四阶,比特率可被放大16倍。结论:主动锁模光纤激光器基于其高稳定性、窄脉宽、 ...
微腔光学频率梳一.产品概述昊量光电新推出市场上少见的全商业化微腔光学频率梳。这款微腔光频梳系统产生的超低噪声光频梳具有高达20GHz—1000GHz的重频,高OSNR,并且可以使用板载后放大进一步放大。光频梳是一种具有等距分布的梳状光谱结构,可作为光谱分析的天然刻度,有效地实现了微波到光频的相干互联。过去,光频梳通常通过锁模激光器生成,但这种方法存在体积大、功耗高以及对实验环境要求高的问题。近年来,微纳光子学的快速发展极大地推动了光频梳的小型化。基于回音壁模式(WGM)微腔的光频梳具有以GHz到THz级别的梳齿间隔,可通过色散工程实现倍频程光频梳的产生。此外,微腔的品质因子(Q)非常高,具有场 ...
用来观察分析孤子瞬态动力学的物理机制,进一步优化光纤激光器的性能。美国Tachyonics公司研制的COMET系列时间拉伸光谱仪扫描速度可达10亿帧/秒, 是目前速度快的光谱仪。超快时间拉伸光谱仪核心应用:激光瞬态,锁模过程非重复事件,Q-开关,孤子,光谱稳定性研究光学系统中稀有事件研究随机过程的测量复杂系统中非高斯统计的捕获调制不稳观测非线性瞬态研究产品实图: COMET Ⅰ COMETⅡ COMET IIICOMET I是一款实时的单次光谱仪,帧速 ...
学,q开关,孤子,光谱稳定性光学系统中的罕见事件快速随机过程的测量捕获非高斯统计/复杂动力学特征调制不稳定性光学异常波的研究OPTICAL AND ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Tamb= 25 °C, unless otherwise specified)COMET ICOMET IIWavelength Range650 nm – 1000 nm & 1000 nm – 1650 nmSpectral Bandwidth< 650 nmSpectral Resolution>10 pm, 2 resolutions>10 pm, ...
,超低噪,光孤子锁模脉冲输出;可满足24/7工作模式,用户友好操作,一体化设计。MENHIR-1550的推出推动了光电子学和电子学在各个领域的桥接应用,包括大规模设施的同步、低噪声微波产生或空间激光通信。典型特征:主要应用:主要参数:可选项:超低噪音变换极限脉冲一体化集成用户友好24/7 操作光通讯精密微波THz产生放大器种子源频率梳数模转换波长1550nm重复频率:100MHz-2.5GHz脉宽:250fs其他重频可选重频稳定OEM版本参数低功率高功率平均功率>50 mW2 W峰值功率>0.1 kW4 kW脉冲能量>0.05 nJ1 nJ重复频率100 MHz-2.5 GH ...
通过增益诱导孤子光谱对准实现低噪声近红外 (near-IR) 放大器内超连续谱 (SC) 源和中红外级联 SC 源的脉冲到脉冲相对强度噪声 (RIN) 已通过实验和数值研究得到显着降低的噪声,原因是 增益引起的孤子谱对准的基本效应。 中红外 SC 源基于近红外内置放大器 SC 泵浦掺铥和 ZBLAN 光纤的级联。 我们证明了活性掺铥光纤不仅扩展了光谱,而且在 2μm 以上的长波长区域显着降低了 RIN 高达 22%。 通过数值模拟,我们证明降噪是吸收-发射过程与导致孤子-光谱对准的非线性孤子动力学之间相互作用的结果。 以同样的方式,我们表明近红外内置放大器 SC 源的 RIN 已经显着降低,因 ...
转换极限或类孤子的形状。其通过内置放大器可实现高达100mw的平均输出功率。在无需压缩脉冲的情况下,它可作为一个标准的掺铒光纤放大器使用。主要特点:波长范围1545-1560 nm;3 ps的输入脉冲可被压缩至300 fs;压缩后输出功率高达100 mW;近变换极限输出;压缩后基带低于3%;压缩后谱宽大于9nm;主要应用:高于80GHz 光时分复用(OTDM)系统 ;光学非线性研究;比特率倍增器可实现输入信号比特倍增到原来频率的2、4、8、16倍、美国CALMAR LASER公司先进产品比特率倍增器(BRM)是用于将输入的光学钟的重复率倍增到原来频率的2、4、8、16倍的无源器件。它的工作原理 ...
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