Author Affiliations
Abstract
1 Anhui Provincial Key Laboratory of Measuring Theory and Precision Instrument, School of Instrument Science and Optoelectronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
2 School of Electrical Engineering and Automation, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
We investigate the mechanisms to realize the Raman laser switching in a silica rod microresonator with mode-interaction-assisted excitation. The laser switching can be triggered between two whispering gallery modes (WGMs) with either the same or distinct mode families, depending on the pumping conditions. The experimental observations are in excellent agreement with a theoretical analysis based on coupled-mode equations with intermodal interaction terms involved. Additionally, we also demonstrate switching of a single-mode Raman laser and a wideband spectral tuning range up to 32.67 nm by selective excitation of distinct mode sequences. The results contribute to the understanding of Raman lasing formation dynamics via interaction with transverse mode sequences and may extend the microcavity-based Raman microlasers to potential areas in switchable light sources, optical memories, and high sensitivity sensors.
nonlinear optics devices Raman laser microresonators 
Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031407
作者单位
摘要
中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系,安徽合肥230026
为了在基于回音壁模式光学微腔的光学频率梳生成中优化微腔的性能和光频梳的质量,对氟化镁晶体微腔的色散调控进行研究。首先,理论仿真研究了MgF2晶体微腔边缘形状对腔内模场和总色散的影响;接着根据仿真结果实际加工了两种面形的MgF2晶体微腔,分别为边缘平面型和单边楔形;然后,搭建了微腔性能检测系统和晶体微腔光梳生成系统,实测加工出的MgF2晶体微腔样品的品质因子(Q值)最高可达1.1×108;最后在加工的两种面形晶体腔中均有效激发了超过200 nm的宽光谱范围的克尔光频梳。实验结果验证了边缘楔形的微腔结构确实能够有效压缩模场并调控总色散,相比于边缘平面型的微腔能够产生更宽光谱范围的光梳。
回音壁模式 MgF2晶体微腔 克尔光梳 色散调控 whispering gallery mode crystal MgF2 micro-resonator Kerr frequency comb dispersion control 
光学 精密工程
2022, 30(4): 403
杨煜 1赵帅 1沈远 1孟令俊 1[ ... ]王克逸 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系,安徽 合肥 230026
2 南昌航空大学 教育部无损检测重点实验室,江西 南昌 330063
回音壁模式光学微腔是一种研究非线性光学现象的理想平台。在1 550 nm波段下成功实现了在CaF2晶体微腔中产生五阶级联的受激布里渊散射激光。所用的CaF2晶体微腔直径为12.6 mm,同时有着超高的品质因子,最高可以达到1.16×108。实验中发现,当大尺寸晶体腔与绝热的锥形光纤进行耦合时,能够激发出多个谐振模式,保证了能够方便地选择不同的谐振波长来匹配受激布里渊散射频移。可以消除在匹配微腔的自由频谱范围和布里渊频移时对微腔尺寸精准控制的需要。为了解决在微腔和波导耦合时的环境震动影响,还设计了一个可以精密耦合调节的封装平台,可以保证谐振腔和波导稳定的在氮气保护气体氛围中被耦合密封起来。产生的级联布里渊激光和设计出的稳定封装平台可以用于后续的应用开发,例如多波长布里渊激光器产生和基于布里渊激光的陀螺仪研发等。
回音壁模式 封装微腔 受激布里渊散射 whispering gallery mode packaged whispering gallery mode (WGM)resonator stimulated Brillouin scattering (SBS) Brillouin laser 
红外与毫米波学报
2021, 40(6): 865
王梦宇 1,2杨煜 2吴涛 1,*刘彬 1[ ... ]王克逸 2,**
作者单位
摘要
1 南昌航空大学无损检测教育部重点实验室, 江西 南昌 330063
2 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230026
氟化钙晶体微腔相比玻璃材料微腔,具有吸收系数小、缺陷少、纯度高、对周围环境湿度不敏感的优势,在微波光子学、陀螺仪和非线性光学等领域具有潜在的应用价值。通过超精密加工技术制备了回转椭球体氟化钙毫米晶体微腔。研发了一套精密加工系统来制备这种微腔,所制得的微腔形状为回转椭球体,微腔结构边缘表面粗糙度低至1.97 nm。使用光纤锥波导与氟化钙微腔实现了高效耦合,此耦合系统展现了高达~10 8的超高品质因子Q值和低至约0.03 nm的自由光谱范围。这些结果证明了针对氟化钙微腔的加工手段具有重要意义,将大大促进其应用。氟化钙微腔的特性也证明了它在光学滤波器、腔量子动力学、非线性光学和陀螺仪等应用中的潜力。
光学器件 光学微腔 超精密加工 光学谐振器 回音壁模式 
光学学报
2021, 41(8): 0823019
作者单位
摘要
中国科学技术大学精密机械与精密仪器系光电信息技术实验室, 安徽 合肥 230027
用有限元计算方法仿真了MgF2楔形腔中的色散情况,并研究半径、楔角大小、楔角位置三个参数对整个腔在通讯波段的色散影响。通过从蓝失谐到红失谐的调谐过程,利用得到的色散曲线,根据Lugiato-Lefever方程和热偏移公式仿真孤子的频域和时域图。并且研究了扫描速度、品质因子、泵浦功率等对孤子产生的影响。在结合以往实验和理论基础的情况下,探讨了利用MgF2晶体腔产生孤子的一些重要参数。数据结果对制备低反常色散MgF2楔形腔及在此腔中产生孤子梳具有指导意义。
光学器件 回音壁模式 光频梳 楔形腔 腔孤子 
光学学报
2021, 41(3): 0323001
作者单位
摘要
武汉高芯科技有限公司, 湖北武汉 430205
武汉高芯科技有限公司从 2014年开始制备基于 InAs/GaSbII类超晶格的长波红外探测器。在本文中, 报道了像元规模为 640×512, 像元间距为 15.m的长波红外焦平面探测器。在 77 K时, 器件的 50%截止波长为 10.5 .m, 峰值量子效率为 38.6%, 当 F数为 2、积分时间为 0.4 ms时, 测得器件的噪声等效温差为 26.2 mK, 且有效像元率达 99.71%。本文通过分子束外延(molecular beam epitaxy, MBE)技术与成熟的 III-V族芯片技术, 成功地验证了在大于 10 .m的长波波段, 用超晶格代替 HgCdTe实现国产化并大规模量产的可行性。
InAs/GaSb II类超晶格 长波红外 焦平面探测器 InAs/GaSb type Ⅱ superlattice, 640.512, long-wave 640×512 
红外技术
2019, 41(8): 731
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Precision Machinery and Precision Instrumentation, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China
2 School of Instrument Science and Technology, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
3 School of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510643, China
4 Science and Technology on Optical Radiation Laboratory, Beijing 100039, China
In this Letter, we demonstrate high-quality (Q), millimeter-size, and V-shaped calcium fluoride crystalline resonators for modal modification. To manufacture such resonators, we develop a home-made machining system and explore a detailed process. With a dedicated polished container, three special polishing steps, including grinding, smoothing, and polishing, are employed to achieve the required surface smoothness, which is characterized by less than 3 nm. An ultra-high-Q factor exceeding 108 is obtained by a coupled tapered fiber. In addition, a customized packaged structure for our disk resonator is achieved. The Q maintenance and stable spectrum are realized by sealing the coupling system in a hard disk. The simple, stable, portable, controlled, and integratable device would provide great potential in optical filters, sensors, nonlinear optics, cavity quantum electrodynamics, and especially some applications that require large resonators such as gyroscopes.
140.3410 Laser resonators 350.3950 Micro-optics 210.4590 Optical disks 220.5450 Polishing 
Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111401
作者单位
摘要
武汉高芯科技有限公司, 湖北 武汉 430014
采用分子束外延工艺方法生长的 InAs/GaSb二类超晶格材料因其独特的能带断带结构, 极大地降低了俄歇复合暗电流, 且其较大的电子有效质量使得隧穿电流进一步降低, 因此超晶格材料成为国内外红外领域研究关注的重点。本文介绍的超晶格中长波双色探测器采用 npn背靠背结构, 阵列规模为 320×256, 像元中心距为 30 .m。其中测得 80 K温度下, -0.1 V偏压工作时中波 50%截止波长为4.5 .m, 0.17 V偏压工作时长波 50%截止波长为 10.5 .m, 对应的峰值量子效率为 45%、33%, 相应的暗电流密度为 5.94×10-7 A/cm2@-0.1 V、1.72×10-4 A/cm2@0.17 V, NETD为 16.6 mK、15.6 mK。
二类超晶格 中长波双色 焦平面阵列 InAs/GaSb InAs/GaSb type-II superlattice mid-/long-wavelength dual band focal plane array 
红外技术
2018, 40(9): 863
作者单位
摘要
武汉高芯科技有限公司,湖北 武汉 410074
InAs/GaSb II 类超晶格红外探测器因其特殊的能带结构及其自身的材料和器件优势,在红外成像技术上具备极大的应用价值和前景,同时在大面阵长波红外探测器及甚长波红外探测器领域展现出优异的器件性能,并推动世界各国对这一低维半导体研究的持续发展,成为第三代红外探测器技术的最佳选择,并在**建设、医疗、电力、天文学、抗灾方面有着广泛的应用。本文着重介绍了II 类超晶格长波红外探测器器件的制备、焦平面的成像测试以及器件的相关性能。长波探测器器件在77 K条件下10%截止波长为14 μm,峰值量子效率为35%,峰值响应2.6 A/W,峰值探测率接近1×1010cm·Hz1/2·W-1
II 类超晶格 长波红外 InAs/GaSb InAs/GaSb type-II superlattice LWIR 
红外技术
2018, 40(5): 473
作者单位
摘要
南京师范大学教育部虚拟地理环境重点实验室, 江苏 南京 210046
2008年11月、2009年4月、2009年6月分别对太湖水体56,31个样点、巢湖水体30个样点进行野外实验。对散射系数与总悬浮物浓度之间的关系进行分析,建立不同季节、不同湖泊散射系数与总悬浮物浓度之间的关系模型,得到比散射系数;建立了不同季节和湖泊的散射系数光谱模型;运用生物光学模型,估算出后向散射概率,并讨论其波谱的依赖性。结论为:1)太湖水体不同季节以及巢湖水体的散射系数与总悬浮物浓度具有较为稳定的线性关系;2)太湖水体不同季节以及巢湖水体具有较为稳定的比散射系数,其值约为0.63 m2/g;3)太湖不同季节的水体、巢湖水体的散射系数具有较为稳定的光谱模型;4)太湖不同季节的水体、巢湖水体的后向散射概率并无光谱依赖性。
海洋光学 散射模型 生物光学 后向散射概率 
光学学报
2010, 30(9): 2478

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