气体填充极化保持空心芯纤维中的高偏振消除拉曼转换
光学
2026-02-03 v1
摘要
气体填充空心芯纤维 (HCF) 已成为用于高功率非线性光学的多功能平台，使从超快脉冲压缩到宽带频率生成等现象成为可能。然而，由于缺乏稳健的偏振控制，这些气体基纤源一直是部署的关键瓶颈。本文通过在氮气填充的极化保持抗共振空心芯纤维 (PM-HCF) 中演示了通过受激拉曼散射 (SRS) 生成高度偏振的 Stokes 光。利用纤维的强结构双折射，拉曼相互作用沿主导双折射轴方向进行偏振解耦，导致阈值选择性拉曼放大和内在偏振纯化机制。因此，即使入射泵光偏振消除比 (PER) 仅为约 2 dB，振动拉曼 Stokes 发射也展现出 35 dB 的偏振消除比。通过解析理论和数值建模，我们验证了支配观察到的 PER 饱和现象的偏振选择性拉曼动力学，并指出纤维平台是支配 PER 饱和的主要因素。我们进一步表明，在曲率半径降至 5 cm 的严苛弯曲条件下，这种高偏振纯度和高转换效率仍得以维持，与传统非 PM-HCF 形成鲜明对比。这些结果为构建稳健且可扩展的体系优势地生成偏振稳定的频率移位光，表明偏振可被视为气体光子学中可主动工程化的自由度，为实现面向精密测量、量子通信和相干探测的部署就绪气体基纤源铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2602.00538,
title = {High-Polarization-Extinction Raman Conversion in Gas-Filled Polarization-Maintaining Hollow-Core Fibers},
author = {Xianhao Qi and Pau Arcos and Yizhi Sun and Shoufei Gao and Wei Ding and David Novoa and Yingying Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.00538},
year = {2026}
}