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使用Kerr Microcombs
微孔子Kerr光学频率梳子或微梳是一组等距光谱线，它们是在泵送带有连续波谐振激光器的高Q谐振器后生成的。这些梳子近年来引起了强烈的研究兴趣，如参考文献中所述。1 - 5。典型的微栓生成平台是一个高Q分解器，它允许将长期的光子捕获在其曲折的特征模中，从而通过宿主介质的非线性相互作用。光学腔的特征是特征型的，这些特征是x''x r的准等式间隔，其中x r是谐振器的自由光谱范围，而整数eigennumber”代表了插入式光子的量化角动量（'H'h'h'h'h'h'h'h = for Main Main Nabium rudius of Main Navius a）。当给定模式‘0用激光泵送时，可以将其视为参考很方便，以便使用还原的特征元素l¼'0'0来方便地标记特征模式。因此，微弹成分的目的是用谐振连续波激光泵送独特的模式l¼0，从而实现了有效的激发sidemodesl¼61; 6 2; …通过散装中等的Kerr非线性。在实验水平上，第一个演示涉及在整体窃窃私语模式模式谐振器中通过退化光子相互作用2 h x 0激发的高参数振荡！h xlÞHx l，其中两个频率x 0的泵光子向下 -
![arxiv：2403.01107v2 [physics.optics] 2024年5月25日](/simg/g:\will\search\icon\source\f\f7da8af41858c5a7953bf00673dff75f80e71f06.webp)
arxiv：2403.01107v2 [physics.optics] 2024年5月25日
来自光学微孔子的耗散kerr孤子（通常称为唯一微型群）已开发用于广泛的应用，包括精度测量，光学频率合成以及超稳的微波和毫米波的产生，都是在芯片上。Microcombs的一个重要目标是自引用，这需要八度带宽来检测和稳定梳子载体信封偏移频率。此外，通常使用频划分来实现梳子间距的检测和锁定。薄膜锂Niobate光子平台，其低损失，强大的二阶和第三阶非线性以及较大的Pockels效应非常适合这些任务。然而，在这个平台上证明，跨八度的孤子巨型镜头很具有挑战性，这在很大程度上是由于强烈的拉曼效应阻碍了可靠的孤子设备的可靠制造。在这里，我们在薄膜锂锂锂上完全连接并跨八度的孤子微角色。通过适当控制微孔自由光谱范围和耗散光谱，我们表明抑制孤子的拉曼效应被抑制，并用近乎无限的产量制造了孤子设备。我们的工作提供了一种明确的方法，可以在强烈的拉曼活性材料上生成孤子。此外，它可以预测单一整合，自我引用的频率标准与已建立的技术，例如薄膜锂锂锂锂。
soliton Microcomb通过腔多边形模式
soliton microcombs需要宿主腔以异常分散状态运行，对于整个光子系统至关重要。过去，在腔窃窃库模式（WGMS）上产生了孤子微量摩托，并通过结构性分散工程来实现正常分散材料制造的腔的异常分散需求。这不可避免地会降解腔质量因子（Q），并增加了孤子梳子生成的泵阈值功率。为了克服挑战，在这里，我们报告了一个由腔多边形模式激发的孤子微型炸弹。这些模式在近红外显示异常分散，而光学Q因子则保持超过4×10 6。因此，证明了从1450 nm到1620 nm的孤子梳子，具有创纪录的低泵功率为11 MW，与同一材料平台上的最新水平相比，有三倍的改进。
光子学与先进传感研究所
莎拉于 2019 年获得阿德莱德大学激光物理与技术博士学位，并荣获院长博士论文优秀奖。莎拉是 IPAS 精密测量组的 ECR。她的研究旨在利用光的独特属性来突破基础研究和应用研究精密测量的界限。她是世界一流研究团队的一员，与南澳大利亚光子学公司合作，为下一代 GPS 卫星开发激光时钟。莎拉还在开发一种新型传感器，用于进行疾病诊断的医学呼吸分析。这两个项目都与 IPAS 的使命高度契合，即推动变革性技术，打造一个更安全、更健康、更富裕的世界，她也是最新的 3500 万美元 ARC 卓越中心呼吸科学光学微梳的副研究员。
Filamin C对于哺乳动物心肌完整性至关重要
在微型，基于芯片的平台中生成超低噪声微波和MMWave可以改变通信，雷达和传感系统1-3。利用光学参考和光学频率梳的光频分割已成为一种强大的技术，可以比其他任何方法4-7生成具有优越光谱纯度的微波。在这里，我们演示了一个微型的光频分割系统，该系统可以将方法可能传递到互补的金属 - 氧化物 - 氧化物 - 兼容兼容的集成光子平台。相位稳定性由大模式体积，基于平面波导的光学参考线圈腔8,9提供，并通过使用在波导偶联的微孔子10–12中生成的soliton microcombs将其从光学到MMWave频率分配。除了实现集成光子MMWave振荡器的记录 - 低相位噪声外，这些设备还可以与半导体激光器，放大器和光电二极管异质整合，具有大量，低尺寸的基本和大型市场应用的低尺寸生产的潜力13。
非线性光学元件的超低氮化硅波导
区域，从而增强了光学强度。然而，如此高的光学结构增加了纳米级不均匀性引起的散射损失的敏感性。氮化硅是一种介电材料，具有相对较大的非线性指数系数和一个从紫外线到中红外的宽带透明度窗口。其折射率与二氧化硅形成鲜明对比允许高分并控制波导几何形状的分散体。在过去几年中，这个材料平台作为依赖KERR效应的非线性光学应用程序的主力，从微型BOMB的生成到副标。在本文工作中，我们专注于开发高级制造技术，以实现氮化硅波导的实现。仪表长的高填充波导据报道，有1.4 db/m的阶段损失创纪录的低损失和分散工程的mi- croResonators，质量为1900万。基于这项技术，我们证明了带有光电检测的重复速率的八度跨度相干微膜和小鳄鱼的设备面积小于1毫米2，即比艺术的状态小的数量级。高产量和超损坏Si 3 N 4波导也使我们在整合波导中的第一次连续波参数放大器也可以实现，当以相位敏感的模式运行时，表现出9.5 dB的增益为9.5 dB，噪声效率为1.2 db。
Kerr Combs的新兴正交晶格
正交晶格是挤压真空字段的一个耦合阵列，它在塑造多模光光的量子特性方面为新途径提供了新的途径[1-3]。在非热，非耗散物理学的框架内描述了这种晶格，并表现出有趣的晶格现象，例如晶格异常点，边缘状态，纠缠和非赫米特式皮肤效应，从根本上构成基本的新方法，以控制量子量量子流量[1,4]。非线性谐振器适用于研究多模配的过程和挤压，在χ（2）和χ（3）材料[5-12]中是非疾病的，但观察到光子正准晶格中的非柔米晶状体现象。非常明显的是，在耗散性的Kerr Microcombs [13]中，它彻底改变了光子技术，这种晶格出现并控制了导致梳理形成的量子噪声。因此，它们是一个独特的机会，可以实现正交晶格，并研究和操纵多模量子噪声，这对于任何量子技术至关重要。在这里，我们第一次在光子正交晶格中实验研究了非炎性晶格效应。我们的光子正交晶格出现在Kerr微型炸弹过渡中，使我们能够观察到分散对称性，频率依赖性挤压超模型和在集成设置中的非Hermitian Lattice Physics之间的基本连接。我们的工作符合两个主要领域，量子非官员物理和kerr梳子，并为利用耗散的Kerr梳子打开了大门，以实验探索量子量子量子的富含非热的物理学，并开发新工具，以研究Kerr Combs的量子噪声和形成的新工具。
2025年1月24日，伊琳娜·卡巴科娃（Irina Kabakova）博士生物医学工程
Irina Kabakova博士 副教授，光学物理和数学和物理科学学院的副主任，UTS LinkedIn |出版物|联系日期2024年1月24日，星期五12:00至1:00 pm位置S 105标题：用于机械生物学和生物医学摘要的Brillouin显微镜：Brillouin显微镜正在快速开发有关生物物理学，光学，声学，声学和机械生物学相交的新研究领域。 该技术基于非弹性Brillouin光散射的物理现象，在与材料中的GHz压力波相互作用后，光改变了其频率。 光频率的变化，所谓的布里鲁因频移，与正在测试的材料的机械性能相关，因此可以使用微观分辨率，无物理接触和无损害来推断样品中机械性能的分布。 这些特征使布里鲁因显微镜成为研究细胞和组织机械生物学以及原位绘制微力特性的理想技术。 在这次演讲中，我将主要关注布里鲁因显微镜的生物学和生物医学应用，从组织工程到了解癌症和呼吸道疾病等疾病的机械表现。 我还将分享我的实验室在开发纤维综合探针方面的最新进展，这些探针可以将技术扩展到内窥镜应用。 bio：伊琳娜·卡巴科娃（Irina Kabakova）博士是光学物理学的副教授，也是犹他州数学和物理科学学院的学校（教育与学生）副校长。Irina Kabakova博士副教授，光学物理和数学和物理科学学院的副主任，UTS LinkedIn |出版物|联系日期2024年1月24日，星期五12:00至1:00 pm位置S 105标题：用于机械生物学和生物医学摘要的Brillouin显微镜：Brillouin显微镜正在快速开发有关生物物理学，光学，声学，声学和机械生物学相交的新研究领域。 该技术基于非弹性Brillouin光散射的物理现象，在与材料中的GHz压力波相互作用后，光改变了其频率。 光频率的变化，所谓的布里鲁因频移，与正在测试的材料的机械性能相关，因此可以使用微观分辨率，无物理接触和无损害来推断样品中机械性能的分布。 这些特征使布里鲁因显微镜成为研究细胞和组织机械生物学以及原位绘制微力特性的理想技术。 在这次演讲中，我将主要关注布里鲁因显微镜的生物学和生物医学应用，从组织工程到了解癌症和呼吸道疾病等疾病的机械表现。 我还将分享我的实验室在开发纤维综合探针方面的最新进展，这些探针可以将技术扩展到内窥镜应用。 bio：伊琳娜·卡巴科娃（Irina Kabakova）博士是光学物理学的副教授，也是犹他州数学和物理科学学院的学校（教育与学生）副校长。副教授，光学物理和数学和物理科学学院的副主任，UTS LinkedIn |出版物|联系日期2024年1月24日，星期五12:00至1:00 pm位置S 105标题：用于机械生物学和生物医学摘要的Brillouin显微镜：Brillouin显微镜正在快速开发有关生物物理学，光学，声学，声学和机械生物学相交的新研究领域。该技术基于非弹性Brillouin光散射的物理现象，在与材料中的GHz压力波相互作用后，光改变了其频率。光频率的变化，所谓的布里鲁因频移，与正在测试的材料的机械性能相关，因此可以使用微观分辨率，无物理接触和无损害来推断样品中机械性能的分布。这些特征使布里鲁因显微镜成为研究细胞和组织机械生物学以及原位绘制微力特性的理想技术。在这次演讲中，我将主要关注布里鲁因显微镜的生物学和生物医学应用，从组织工程到了解癌症和呼吸道疾病等疾病的机械表现。我还将分享我的实验室在开发纤维综合探针方面的最新进展，这些探针可以将技术扩展到内窥镜应用。bio：伊琳娜·卡巴科娃（Irina Kabakova）博士是光学物理学的副教授，也是犹他州数学和物理科学学院的学校（教育与学生）副校长。她专门研究基于Brillouin光散射的新型显微镜技术，这些技术可以直接应用于微观上的细胞和组织的局部可压缩性和粘弹性。她还对成像设置的光子整合和微型化感兴趣，这将使实验室技术转换为临床使用。作为一名敬业的教育者，伊琳娜（Irina）为UTS物理学学士学位（光学，医疗设备和诊断，医学成像技术）开发了多种教学计划做出了贡献。她是生物医学材料和设备研究所（IBMD@uts）的核心成员。迄今为止，她帮助吸引了总计超过7000万美元的研究资金，这是一项相对较短的科学生涯的重大成就。她是澳大利亚研究委员会量子生物技术卓越中心（QUBIC）和光学微型群岛的首席研究员，用于突破科学（COMBS）。
光学隔离器PDF
最近在光学和光子学方面取得了突破，导致了非重点设备和材料的显着进步。研究人员已经证明了实现光学隔离的各种方法，包括磁光隔离器，非逆地相位变速器和声学系统。研究表明，可以使用IIII-V-niobate放大器和激光器（De Beeck等，2021）以及氮化硅平台（Yan等，2020）来实现综合波导隔离器。这些设备可实现有效的光学通信和传感应用。此外，研究人员还探索了在硅光子系统中使用微量的，这可以导致紧凑和集成的光子溶液（Shu等，2022; Shen等，2020）。其他研究的重点是开发针对平面波导隔离器的非重粒子材料和设计（Srinivasan＆Stadler，2018）。此外，研究人员还研究了在不使用磁光材料的情况下实现光学分离的各种方法。这些方法包括合成磁力和储层工程（Fang等，2017），电动驱动的Acousto-Optics（Kittlaus等，2021）以及声子介导的光子自动镇分布（Sohn等，2021）。总体而言，这些非重点设备和材料中的这些进展对用于光学通信，传感和其他应用的紧凑，集成光子系统的开发具有重要意义。最近的一项研究证明了用于基于芯片的激光雷达技术的非重点脉冲路由器的发展[1]。这项创新基于光学隔离器和循环器的先前研究，这些创新已被证明是通过参数放大[2]和KERR效应的固有非交流性[3]来实现的。其他研究探索了微孔子来创建隔离器和循环器[4]，以及在对称微腔中的可重构对称性激光[5]。研究人员还研究了用于频率梳子产生和低功率启动的高Q氮微孔子[6，7]。已经报道了磷化磷化物非线性光子学的综合凝固膜的发展，以及基于触觉的Kerr非线性综合光子学[8，9]。还研究了高Q硅碳化物微孔子中的光学KERR非线性，以及硅碳化物纳米光子学中的光学参数振荡[10，11]。进一步的研究集中于具有高第二谐波产生效率的定期粘性薄膜硅锂微孔谐振器[12]。单片硅锂光子电路已为Kerr频率梳子的产生和调制开发[13]。研究还研究了由于动态互惠性而引起的非线性光学隔离器的局限性[14]，以及非线性谐振器中反传播光的对称破坏[15]。已报道了非线性微孔子中自发性手性的实验证明，以及基于氮化硅和非线性光学硅Hydex的新型CMOS兼容平台[16，17]。研究还探索了稀薄的氮化硅同心微孔子中的分散工程和频率梳子的产生[18]。据报道，探测材料吸收和集成光子材料的光学非线性，以及解决硅微孔谐振器设备的热挑战[19，20]。最后，已经证明了镜子对称的片上频率循环，以及由硅芯片上带光子跃迁引起的电动驱动的非转换的非逆向性[21，22]。使用微孔调制器的光学隔离也已经探索[23]。注意：我在试图维护原始含义和上下文的同时解释了文本。但是，为了清楚起见，可能已经省略或改写了一些次要细节。研究人员刘和团队开发了一种大规模生产高质量氮化硅光子电路的方法，以最低的损失率以最低的损失率实现了出色的性能。在他们最近在《自然传播》中的出版物中详细介绍了这一突破。