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利用噪声提升非线性光学传感器的速度与灵敏度
摘要: 我们展示如何利用非线性腔体将噪声转化为光学传感的资源。该腔体在连续波激光驱动下进入光学双稳态区域。由于涨落影响,腔体在两个亚稳态间随机切换。通过分析这两个状态的驻留时间,可检测腔体共振频率的微扰。本文呈现了该分析随微扰强度与噪声强度的变化关系。研究发现:增大噪声标准差时,检测速度单调提升,而灵敏度在有限噪声强度处达到峰值。此外,我们探讨了如何仅依靠腔体耗散产生的最低噪声量,在最先进的实验平台上优化噪声辅助传感。这些成果为低功率、强噪声环境下纳米颗粒、污染物、气体或其他光学谐振腔共振频率微扰的超快检测开辟了新途径。
关键词: 噪声、驻留时间、非线性光学传感器、灵敏度、光学双稳态、检测速度
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 用于单模运行和光信号处理的混合腔半导体激光器
摘要: 报道了一种由法布里-珀罗(FP)腔与微腔构成的混合腔结构,其中微腔作为波长选择性反射器以实现单模半导体激光器。微腔模式与FP模式之间的模式耦合导致模式Q因子增强并实现稳定的单模运行。此外,由于无偏置微腔作为可饱和吸收体工作,该混合激光器实现了光学双稳态。在阈值电流附近及高于阈值区域(伴随模式竞争)观察到两个双稳态区,并演示了全光触发器功能。
关键词: 光学双稳态、光学微腔、半导体激光器、耦合模
更新于2025-09-16 10:30:52
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单片可调谐InAs/InP宽带量子点激光器
摘要: 基于InAs/InP啁啾有源区介质的双段量子点激光器结构被研究作为单片宽带可调谐激光器。针对三个调谐参数(即注入电流、腔长、吸收体与器件长度比)对光功率-注入电流(L-I)特性及光谱特性(特别是波长可调谐性和带宽展宽)的影响进行了全面参数分析。在中L波段(约1600至约1620纳米)窗口实现了约20纳米的总发射波长可调谐性,并使3dB带宽提升约2倍。此外,在近室温条件下观察到该双段InAs/InP量子点激光器件以L-I曲线迟滞形式呈现的光学双稳态。进一步研究发现吸收体长度与迟滞环宽度存在直接关联,最大值达约40毫安——这为快速光开关和调制应用提供了潜在平台。最后,该双段结构还被提出并研究作为单片双段接触光谱整形器,通过调控激光光谱轮廓实现平顶特性并有效增加光谱3dB带宽。通过适当调节器件两段的电流密度分布,最终将最大3dB带宽从约7纳米提升至约20纳米。
关键词: 光学双稳态、可调谐激光器、L波段激光器、宽带激光器、量子点阵激光器、多段激光器、量子点激光器、双段激光器
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 硅光子平台实现电光双稳态的新型分子基材料
摘要: 电光双稳态是一种对广泛应用至关重要的功能特性,它能实现非易失性和超低功耗的开关性能。我们研究了在硅平台上集成具有自旋交叉(SCO)效应的分子材料以实现光学双稳态。SCO现象涉及两种分子自旋态之间的转换过程。这种自旋跃迁伴随着光学折射率的变化,该变化可通过温度变化或光照等不同外部刺激进行调控,并具有滞后特性。SCO材料可合成纳米颗粒形式,从而便于集成到硅平台中,并有望实现室温下的开关操作。
关键词: 切换、分子材料、硅光子学、光学双稳态、非易失性
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过法诺型干涉实现非对称量子阱中的可控光学双稳态与多稳态
摘要: 我们理论研究了四子带非对称半导体双量子阱结构中,由简并探测场和相干耦合场驱动的法诺型干涉所诱导的混合吸收-色散光学双稳态(OB)与光学多稳态(OM)行为。研究表明:通过调节法诺型干涉强度可控制OB的出现或消失;调整相干耦合场强度能调控OB的阈值与滞后回线;此外,通过改变相干耦合场的频率失谐量可实现OB与OM的相互转换,反之亦然。该创新方案可为光电子学及固态量子信息科技应用提供理论指导。
关键词: 光学双稳态、法诺型干涉、量子阱
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过三能级系统中的相干场和非相干场实现光学双稳态与多稳态
摘要: 我们通过单向环形腔内的相干场与非相干场,研究了三能级V型系统中的光学双稳态与多稳态行为。研究发现,通过调节系统参数可轻松实现光学双稳态(OB)/光学多稳态(OM)的出现与消失。该方案为实现在信息网络与处理中从OB到OM或反向转换提供了新可能,有助于提升系统容量。
关键词: 光学双稳态、光学多稳态、非相干场
更新于2025-09-04 15:30:14