Design and modeling of a transistor vertical-cavity surface-emitting laser
设计了一种多量子阱晶体管垂直腔面发射激光器（T-VCSEL），并对其进行了数值模拟。讨论了重要的物理模型和参数，并通过对常规VCSEL的建模和与实验结果的比较进行了验证。量子捕获/逃逸过程的模拟使用量子阱模型，并显示了显着的影响的电输出的T-VCSEL。从数值模拟中提取的参数导入到解析建模中，以预测频率响应并模拟高达40 Gbps的大信号调制。
2011-02-15 physics.optics
High-sensitivity time-resolved intracavity laser Fourier transform spectroscopy with vertical cavity surface emitting multiple quantum well lasers
光谱包括数百个时间分量的吸收路径长度可达130公里已记录约1050 nm的两个最近的技术相结合，腔内激光光谱与垂直外腔表面发射多量子阱激光器和时间分辨傅里叶变换光谱。对于同时采集的10^4个光谱元素，实现了110 ^{-10} cm^{-1}.Hz^{-1/2}的灵敏度，比以前类似实验中获得的灵敏度高三个数量级。该方法的具体优点，特别是弱吸收跃迁的频率和强度计量，进行了讨论。
2006-12-30 physics.optics
Bright Second Harmonic Emission from Photonic Crystal Vertical Cavity
通过构建置于两个光子晶体之间的铌酸锂膜垂直腔，实现了0.28%的高效二次谐波生成，为紧凑型激光频率转换器开辟了新途径。
2023-07-29 physics.optics
Highly-efficient, diffraction-limited laser emission from a Vertical External Cavity Surface-emitting Organic Laser
我们报告了作为垂直外腔面发射激光器（VECSEL）设计的有机对应物的固体激光器结构。增益介质是掺杂有罗丹明640的聚（甲基丙烯酸甲酯）膜，旋涂到平凹谐振腔的高反射率镜上。在波长为532 nm的7 ns脉冲泵浦下，获得了衍射极限光束（M^2=1），转换效率为43%，当采用较短（0.5 ns）泵浦脉冲时，可获得较高的峰值功率（2kW）。光谱由起腔内标准具作用的活性层的厚度控制;可调谐性被证明超过20 nm。
2010-06-06 physics.optics
Temporal Localized Structures in mode-locked Vertical External-Cavity Surface-Emitting Lasers
时间局域态（TLS）是在光学谐振器中行进的可单独寻址的结构。它们可以用作信息比特，并产生具有可调频谱密度的频率梳。我们表明，一对特别设计的非线性镜，1/2垂直腔面发射激光器和半导体可饱和吸收体，耦合在自成像条件下，可以导致产生这样的TLS。我们的研究结果表明，如何传统的被动锁模方案可以适应提供一个强大的和简单的系统发射TLS，它铺平了道路，对三维受限状态的观察，所谓的光子弹。
2018-08-22 physics.optics
Passive Mode-Locking and Tilted Waves in Broad-Area Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers
从实验和理论上证明了电偏置$200\,μ$ m多横模垂直腔面发射激光器可以利用远距离谐振可饱和吸收镜的光反馈实现被动锁模。当一个腔体被放置在另一个腔体的傅立叶平面上时，可以实现这一点。这种非传统的光反馈导致形成两个倾斜的平面波，在外部腔中传播，具有相反的横向分量，并在每次往返时在时间上交替。这些平面波中的每一个产生由两倍的外腔往返分离的锁模脉冲的训练，而两个训练由往返时间移位。大部分的装置的横截面有助于锁模发射导致约1 W的峰值功率和10 ps的宽度的脉冲。我们讨论了如何在可饱和吸收体的横截面中的不均匀性选择发射的倾斜波，从而导致超过4 nm的可调谐发射。
2014-07-01 physics.optics
The spin-flip model of spin-polarized vertical-cavity surface-emitting lasers: asymptotic analysis, numerics, and experiments
考虑了描述光泵自旋极化垂直腔面发射激光器的自旋翻转模型。研究了椭圆极化场模型的稳态解。渐近分析的存在性和稳定性的稳态解的开发，特别是在存在的泵偏振椭圆。膨胀是相对于小参数表示的椭圆率和总泵浦功率和激光阈值之间的差异。分析结果，然后证实数值，它是获得一般的稳态解之一是稳定的，而另一个是不。理论结果与实验结果定性一致。
2016-01-05 physics.optics
Non-equilibrium dynamics in the dual-wavelength operation of Vertical external-cavity surface-emitting lasers
采用微观多体理论结合麦克斯韦方程研究了垂直外腔面发射激光器的双波长运转。半导体激光器中共存发射波长的固有动态特性与特征非平衡载流子动力学相关，该特征非平衡载流子动力学引起准平衡增益和载流子反转的显著变形。扩展的数值模拟，有效地调查参数空间，以确定两个波长的操作制度。使用频率选择性腔内标准具，两个家庭的模式是稳定的最强的发射峰的动态交换。对于这种工作模式，反关联强度噪声观察与实验一致。提出了一种有效的选频滤波方法，以稳定真正的双波长输出。
2018-10-23 physics.optics
Orbital Angular Momentum (OAM) Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers
利用光的轨道角动量（OAM）是开发光子技术用于未来光通信和高维量子密钥分发（QKD）中的应用的有吸引力的方法。OAM资源的广泛使用面临的一个突出挑战是其有效生成。我们设计了一种新的器件，它可以直接发出一个OAM携带光束。通过在垂直腔面发射激光器（VCSEL）的光阑内制作微尺度螺旋相位板（SPP），将VCSEL发射的线偏振高斯光束高效、高质量地转换为具有特定OAM模式及其叠加态的光束。创新的OAM发射器在基于OAM的光和量子通信领域开辟了新的视野，特别是对于短距离数据互连和量子密钥分发（QKD）。
2015-02-24 physics.optics
High-resolution birefringence cartography of a vertical cavity semiconductor laser
我们结合了双通道成像技术，可以同时获得高质量和高分辨率的强度和峰值发射波长分布[T。Wang和G.L. Lippi，Rev. Sci. Instr. 86，063111（2015）]，涉及多模VCSEL的光发射的偏振分辨分析。可以容易地收集关于两个偏振分量之间的局部波长偏移和关于波长梯度的详细信息。可以为每个波长分量构建偏振和位置分辨的能量平衡，从而允许以简单的方式直接分析所收集的光。应用程序的样品，而不是VCSEL，建议。
2015-11-11 physics.optics
Regularization of Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers emission by periodic non-Hermitian potentials
我们提出了一种新的物理机制的基础上，周期性的非厄米势有效地控制复杂的空间动力学的宽区域激光器，特别是在垂直腔面发射激光器（VCSEL），实现稳定的最大亮度的发射。径向相移的周期性折射率和增益-损耗调制积累了整个有源层产生的光，并将其集中在结构轴周围，以发射窄而明亮的光束。这种效应是由于横向模式之间的非对称向内径向耦合，对于特定的折射率和增益损耗调制的相位差。光被限制在具有大强度的中心光束中，从而打开了设计紧凑、明亮和高效的大面积光源的路径。我们进行了全面的分析，以探索最大的中心强度增强和浓度制度。研究表明，最佳方案是那些保持单向向内耦合，但不满足完美的局部PT对称性。
2019-02-13 physics.optics
Vertical cavity surface emitting terahertz laser
垂直腔面发射太赫兹激光器可以在传统的半导体微腔中实现，在强耦合机制下嵌入量子阱。该腔将以2 p激子状态的频率的一半进行光学泵浦。一旦达到2 p激子的阈值数量，受激太赫兹跃迁就会填充较低的激子-极化子分支，并且腔开始在光学和太赫兹范围内发射激光。激光阈值对泵浦光的光子统计特性敏感。
2012-03-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Lithium Niobate Vertical Cavity Electro-Optic Modulator
针对自由空间电光调制需求，提出一种基于铌酸锂薄膜夹在两个集成电极的光子晶体镜之间的垂直腔电光调制器，实验实现50 V下43%调制深度和5 MHz带宽，为测距与光束转向开辟新途径。
2025-11-04 physics.optics
Metasurface integrated Vertical Cavity Surface Emitting Lasers for programmable directional lasing emissions
垂直腔面发射激光器（VCSEL）为现代光电子技术的发展做出了不可或缺的贡献。然而，在紧凑的系统中任意的VCSEL光束整形仍然是不可实现的。新兴的超薄平面光学结构，即超颖表面，提供了一个强大的技术来操纵电磁场与亚波长的空间分辨率。在这里，我们表明，电介质超颖表面与VCSEL的单片集成，使显着的任意控制的激光束的轮廓，包括自准直，贝塞尔和涡旋激光器，具有高效率。通过VCSEL兼容技术的这种超颖表面的晶片级集成简化了组装过程并保持了VCSEL的高性能。我们设想，我们的方法可以在各种广泛的应用中实现，例如光纤通信、激光打印、智能手机、光学传感、人脸识别、定向显示和超紧凑型光探测和测距（LiDAR）。
2020-01-16 physics.optics
Time-Delayed Reservoir Computing Based on Dual-Waveband Quantum-Dot Spin-Polarized Vertical Cavity Surface-Emitting Laser
在这项工作中，我们提出的数值计算结果有关的时间延迟水库计算方案，其单一的非线性节点，是一个量子点自旋极化垂直腔面发射激光器（QD s-VCSEL）。所提出的光子神经形态方案利用了量子点材料中存在的多个能态的复杂时间动力学，并使用来自两个离散波段和两个偏振态的发射，以提高计算效率。用于该架构的基准任务是在1550 nm传输50 Km后对失真的25 Gbaud PAM-4信号进行均衡。结果证实，虽然典型的基态发射量子点节点提供有限的性能，由于带宽的限制，通过利用双发射，我们实现了一百倍的比特错误率的改善。这种性能提升可以为基于量子点的器件在高速要求的神经形态驱动应用中的渗透铺平道路。
2022-03-30 physics.optics
Chaos-based image encryption using vertical-cavity surface-emitting lasers
本文研究了利用垂直腔面发射激光器（VCSEL）偏振动力学同步实现彩色图像的加密和解密。这里，我们考虑双向主从配置或与两个VCSEL的双向耦合。后者表现出超混沌和同步与它们的发射特性之间的高度相似性。耦合的VCSEL然后被用作图像或数据通信的发射器和接收器。此外，我们提出了一种改进的基于混沌的图像加密算法，使用像素级和比特级的排列，它提供了强大的，更快，更简单的加密/解密相比，许多其他基于混沌的密码系统。新的密码系统的性能进行了分析，并与最近开发的计划[Opt.拉斯维加斯。90（2017）238-246]。安全性分析和一些统计调查表明，提出的密码系统是抵抗各种类型的攻击，是有效的非线性光学介质中的安全通信。
2018-10-13 physics.optics
Square wave generation in vertical external-cavity Kerr-Gires-Tournois interferometers
本文从理论上研究了反谐振注入下垂直外腔Kerr Gires Tournois干涉仪中方波的形成机理。我们提供了简单的分析近似的高原强度和它们出现的条件。我们证明，SW可能会出现通过同宿蛇形的情况下，导致形成复杂形状的多稳态SW解决方案。由此产生的SW可以主机本地化的结构和强大的束缚态。
2022-07-28 nlin.PS physics.optics
Analysis of spatial emission structures in vertical-cavity surface-emitting lasers with feedback of a volume Bragg grating
研究了体布拉格光栅选频反馈的大面积垂直腔面发射激光器（VCSEL）的空间和光谱特性。我们证明了波长锁定类似于边缘发射器的情况下，但空间模式选择是从后者不同。在阈值处获得的轴上空间孤子让位于阈值以外的离轴扩展激光态。调查的重点是一个自我成像的外部腔。分析了偏离自成像条件对斑图形成的影响，并证明了这种现象具有一定的鲁棒性。
2012-02-02 nlin.PS physics.optics
Microcavity-enhanced Kerr nonlinearity in a vertical-external-cavity surface-emitting laser
自锁模已经成为垂直外腔面发射激光器产生超短脉冲的一条新兴途径。在我们的工作中，一个强大的克尔非线性，到目前为止，假定引起锁模操作的证据和强大的非线性增强的微腔被揭示。我们提出了依赖于波长的测量的非线性吸收和非线性折射率变化的增益芯片使用Z扫描技术。我们报道了（InGa）As/Ga（AsP）材料系统在接近激光设计波长处的负非线性折射率高达1.5E-11 cm ~ 2/W，这可能导致克尔透镜效应。我们表明，通过改变探测光束相对于增益芯片的入射角，克尔非线性可以进行波长调谐，随着微腔共振移位。这样的发现可能最终导致新的概念，定制的自锁模行为，实现了独特的克尔透镜芯片设计的成本效益，强大的和紧凑的fs脉冲半导体激光器。
2018-08-09 physics.optics
Efficient method of designing optically-pumped vertical external cavity surface emitting lasers having equally excited quantum wells
载流子的均匀分布允许最大化光学泵浦垂直外腔表面发射激光器的光学增益。在本文中，我们展示了如何分布量子阱和阻挡层，以补偿指数衰减的泵浦光强度。我们的模型说明了它是否可能（对于设备的假设长度），如果是，则允许找到阻挡层的位置。使用该模型不需要迭代，也不需要比标准计算器更复杂的数值计算。
2012-04-06 cond-mat.other physics.optics
Spontaneous formation of vector vortex beams in vertical-cavity surface-emitting lasers with feedback
报道了在具有频率选择反馈的垂直腔面发射激光器（VCSEL）中自发产生的非均匀偏振矢量涡旋光束。证明了具有双曲偏振结构的反涡和径向偏振涡。它们与具有均匀和非均匀偏振分布的涡旋接近并部分共存，其特征在于四个成对正交偏振域。这些非平凡的结构在一个简单的，近各向同性的VCSEL系统的自发形成是显着的，矢量涡被认为具有类孤子的属性。
2017-06-16 nlin.PS physics.optics
Observation of slow light in the noise spectrum of a vertical external cavity surface emitting laser
相干布居振荡的作用在超低噪声激光器的噪声谱中得到了证实。这种效应在优化的单频垂直外腔面发射激光器的强度噪声谱中被隔离。由激射模式引起的相干布居振荡通过其相关色散表现出来，这导致由非激射侧模中存在的自发发射探测的慢光效应。
2010-10-27 physics.optics quant-ph
Analysis of evanescently-coupled pairs of spin-polarised vertical-cavity surface-emitting lasers
耦合，自旋极化激光器的阵列的动力学的一般模型推导出，这是减少到两个自旋翻转模型在一个单一的腔和耦合模式模型的一对引导在适当的限制。一般模型是能够处理任何几何形状的波导与任何数量的支持正常模式。该模型的一个独特功能是它允许每个激光器中的泵浦独立偏振。特定的几何形状示出通过“重叠因子”，这是一个概括的光学限制因子。这些因素在决定激光动力学中起着重要的作用。该模型是专门的情况下，一般的双引导结构，然后进行分析和数值模拟。对于这种情况下，它被发现，增加的椭圆率的泵送往往会提高稳定的解决方案预测的区域中的泵送强度与引导分离的平面。
2019-12-14 physics.optics
Numerical Investigation of Vertical Cavity Lasers with Subwavelength Gratings Using the Fourier Modal Method
我们展示了傅里叶模态方法（FMM）的强度，用于数值研究包括亚波长光栅在内的垂直腔的光学特性。三种不同的技术确定谐振腔模式的谐振频率和Q因子进行了比较。在此基础上，选择了法布里-珀罗方法，因为它的数值效率。在确定的谐振频率和Q-因子的计算不确定性的调查，表明在Q-因子计算的不确定性可以是几个数量级大于谐振频率计算。此外，减少3D模拟低维模拟的方法，建议，并示出，使近似和快速模拟某些设备参数。数值计算的腔色散，这是一个重要的特性，垂直腔，说明。通过采用实现的FMM，它表明，绝热异质结构的设计是有利的突变异质结构相比，最大限度地减少腔散射损耗。
2016-05-04 physics.comp-ph physics.optics
Soft-Matter-Based Topological Vertical Cavity Surface Emitting Lasers
本研究利用软物质一维光学超晶格设计并实现了一种柔性、低阈值、高斜率效率的圆偏振拓扑垂直腔面发射激光器，解决了传统半导体拓扑激光器难以用于柔性器件的问题，在经历数百次弯曲后仍保持稳健的光束偏转特性。
2024-10-16 physics.optics
Buried heterostructure vertical-cavity surface-emitting laser with semiconductor mirrors
报道了一种在InGaAs量子阱增益介质上外延再生长的掩埋异质结垂直腔面发射激光器。再生长技术能够实现保持高腔品质因数（加载的$Q\approx$ 4000）并消除在现有方法中发现的寄生充电效应的微尺度横向限制。在增益介质和腔模之间的最佳光谱重叠下（这里在$T$ = 40 K下实现），以低至$P_{\rm th}$ = 10 mW（$λ_{\rm p}$ = 808 nm）的入射光功率获得激光。发现在$P_{\rm p}\approx$ 5 $P_{\rm th}$处的激光线宽为$\approx$ 3 GHz。
2012-08-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Vector vortex solitons and soliton control in vertical-cavity surface-emitting lasers
研究了垂直腔面发射激光器中矢量涡旋光束的选频反馈特性。它们被解释为高阶涡旋孤子的空间不均匀，但局部线性偏振状态。与大多数依赖于压印偏振结构获得矢量涡旋光束的方案不同，由于垂直腔器件中的近偏振简并性，矢量涡旋孤子自发形成。我们观察到径向，双曲线和螺旋偏振配置取决于小的剩余各向异性在系统中和不同状态之间的多稳定性。此外，我们证明了激光孤子的触发器操作通过在原则上本地电子非线性。结合这两个主题可能会为一个简单的设备开辟一条道路，使不同的矢量涡旋光束之间的应用快速切换。这些研究将非线性科学、奇异光学、结构光和半导体激光器技术很好地结合起来。
2021-06-12 nlin.PS physics.optics
Random lasing in an organic light-emitting crystal and its interplay with vertical cavity feedback
研究了一种蓝光分子晶体的垂直腔和随机激光发射特性。通过物理气相传输生长的1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯样品具有室温受激发射峰值约为430 nm。法布里-佩罗共振和随机共振分别由晶体与外部介质的界面和缺陷散射体引发。对所产生的激光光谱的分析表明，在一种新颖的表面发射结构中，由于内置的垂直法布里-珀罗腔和随机激光的存在，存在窄峰，阈值约为500微焦耳·厘米^-2。由于增益竞争，不同模式之间的反相关性也被突出。具有光学增益候选者的分子晶体作为固有地支持多种激光机制的有前途的光子介质。
2014-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Evaluation scheme for the design of high power single mode vertical-cavity surface-emitting lasers
通过分析控制模式转换的物理机制和简化计算步骤，提出了一种非常简单有效的高功率单模VCSEL设计评估方法。此外，新结构的建议和测试后，建议的评估程序。因此，所提出的设计表现出更好的稳定性的基本模式在一个更宽的电流范围比传统的。
2004-04-22 physics.app-ph physics.optics
Drifting instabilities of cavity solitons in vertical cavity surface-emitting lasers with frequency selective feedback
本文研究了垂直腔面发射激光器（VCSEL）在外部频率选择反馈（FSF）作用下自推进腔孤子（CS）的形成和动力学特性，并在消除载流子动力学特性的情况下建立了CS的分岔图。对于低泵浦电流，我们发现，他们出现在平凡的解决方案，在那里形成的行波与临界波数的调制不稳定点。对于大电流，自推进孤子的分支通过干草叉分叉与静止孤子的分支合并。我们还表明，2π的反馈相位变化可以将CS（无论是静止还是运动）转换为与相邻纵向外腔模式相关的不同CS。最后，我们调查的载流子动力学的影响，相关的垂直腔面发射激光器。我们发现并分析了静态CS的稳定性性质的定性变化时，增加载流子弛豫时间。除了静止CS的漂移不稳定性，一种新的不稳定性出现在一定范围内的载流子寿命，导致CS中心位置的摆动运动。此外，对于VCSEL的典型载流子弛豫时间，系统可以显示CS的多稳态。
2009-08-27 nlin.PS physics.optics
Cavity solitons in vertical-cavity surface-emitting lasers
我们研究了在大面积非线性光学系统的横截面中通过延迟反馈来控制光的局域结构运动。延迟反馈被发现诱导一个孤立的本地化结构，是固定和稳定的反馈的情况下，自发运动。我们的分析集中在实验相关的系统，即垂直腔面发射激光器（VCSEL）。在没有延迟反馈的情况下，我们提出了实验证据的固定本地化结构在80 $μ$ m孔径VCSEL。局域结构的自发形成发生在激光阈值以上和光注入下。然后，我们考虑了时间延迟的光反馈的影响，并分析研究反馈的相位和载流子寿命对局域结构的自迁移率特性的作用。我们表明，这两个参数强烈影响的二维局域化结构的时空动力学。我们推导出了与局域结构的漂移不稳定性相关的阈值的解析公式和描述移动结构速度随时间缓慢演化的标准形方程。
2014-08-20 nlin.PS physics.optics
Optical 3D cavity modes below the diffractionlimit using slow-wave surface-plasmonpolaritons
本文计算了埋在金属板之间的介质腔在纳米尺度下的模体积，它远小于“衍射极限”，具有可观的品质因数。模态场在一维上被限制在金属界面之间，并且在该维度上几乎可以无限地减小尺寸。但更令人惊讶的是，由于“等离子体”慢波效应，这种减少伴随着类似的面内模态尺寸减少。另一个有趣的结果是，高阶腔模式表现出较低的辐射损耗。对该方案进行了有效折射率分析，并通过FDTD仿真进行了验证。
2008-04-15 physics.optics
Topological cavity based on slow light topological edge mode for broadband Purcell enhancement
拓扑谷型光子晶体结构中的慢光为增强光与物质的相互作用提供了新的可能性。报道了一种基于慢光拓扑边缘模的拓扑腔用于宽带Purcell增强。在两个拓扑结构不同的谷型光子晶体之间引入有胡须的界面，可以实现群指数大于100的拓扑边缘模，由于局域态密度的增加，极大地提高了Purcell因子.在慢光区，拓扑腔支持的腔模数远多于快光区，且具有更高的品质因数，这一点在理论和实验上都得到了证实。我们表明，腔使宽带Purcell增强与大量的Purcell因子，受益于密集的腔模式，高品质因数在一个很宽的光谱范围。这对实现高效率的量子点单光子源和纠缠光子源具有重要意义，同时对光谱匹配的要求也较少。这种拓扑腔可以作为一个重要的基石，朝着光子集成电路的发展嵌入量子发射器。
2021-06-25 physics.optics
Deterministic integrated tuning of multi-cavity resonances and phase for slow-light in coupled photonic crystal cavities
我们提出了多个光子晶体腔的集成芯片级调谐。优化的实施方式允许通过在硅纳米膜上直接局部温度调谐来有效且精确地调谐多腔谐振（高达~1.60 nm/mW）和腔间相位（~ 0.038 pi/mW）。通过设计蛇形金属电极和仔细的电子束对准以避免腔模式重叠，耦合的光子晶体L3腔保持其高品质因数。确定性谐振和相位控制使得能够在电磁感应透明（EIT）的全光模拟与平顶滤波器线型之间切换，未来应用于捕获光子/光子晶体管和光电调制器。
2010-12-28 physics.optics
Localized chaos of elliptically polarized cavity solitons in broad-area VCSEL with saturable absorber
本文介绍了一种具有可饱和吸收体的大面积垂直腔面发射激光器（VCSEL）的自旋反转模型。我们证明了正交线偏振和椭圆偏振腔孤子的同时存在。我们发现，偏振自由度导致椭圆偏振腔孤子的倍周期路径空间局域混沌。
2018-11-26 physics.optics
Low frequency fluctuations in a Vertical Cavity Lasers: experiments versus Lang-Kobayashi dynamics
分析了Lang-Kobayashi（LK）模型在带光反馈的半导体激光器中的适用范围。模型方程，配备了现实的参数值，研究了孤立激光阈值下，低频起伏（LFF）通常观察到。数值计算结果与实验数据进行了比较，所选择的偏振模式从垂直腔表面激光器（VCSEL）的偏振选择性外反馈。比较揭示的界限内的LK的动态可以被认为是现实的。特别是，它清楚地表明，确定性的LK，为现实的线宽增强因子$α$的值，再现LFF仅作为一个瞬态动力学的静态模式之一，具有最大的增益。仅通过考虑噪声LK或对于极高的$α$值的确定性LK，才能从VCSEL获得真实数据的合理再现。
2006-08-03 nlin.CD physics.optics
An optical phase-locking with large and tunable frequency difference based on vertical-cavity surface-emitting laser
提出了一种新的频率差可控的双激光器锁相技术。在我们的装置中，一个边带的电流调制的垂直腔面发射激光器（VCSEL）的相位锁定的主激光器注入播种，而另一边带的VCSEL是用来锁相的从激光器。因此，从激光器与主激光器相位锁定，频率差可调谐到约35 GHz。在种子功率为30 μ W时，从激光器的边带抑制率大于30dB。主设备和从设备之间的外差频谱具有小于1 Hz的线宽。利用这种光束实现了铷原子的相干布居俘获共振。
2007-10-30 astro-ph physics.atom-ph physics.optics
Influence of spin dependent carrier dynamics on the properties of a dual-frequency vertical-external-cavity surface-emitting laser (VECSEL)
对双频垂直外腔面发射激光器（VECSEL）的特性进行了理论研究。我们基于San Miguel等人[San Miguel，Feng，and Moloney，Phys.Rev.A \textbf{52}，1728（1995）]引入的思想推导出一个模型，该模型考虑了双频VECSEL的基于量子阱（QW）的增益介质内载流子的自旋动力学。该模型成功地描述了双频VECSEL的许多特性，如模式间的非线性耦合强度行为、模式强度噪声的谱行为以及这些强度噪声之间的相关性。一个很好的协议与实验数据。由于所考虑的激光器是基于cm长的外腔的A类动力学行为，与自旋相关的载流子动力学相关的变量可以被精确地消除。这导致一个简单的分析描述的动态双频VECSEL提供了更好的理解所涉及的物理
2014-07-09 physics.optics quant-ph
Photonic neuromorphic computing using vertical cavity semiconductor lasers
光子实现的神经网络计算硬件是一种有前途的方法，使未来的可扩展性的类脑计算。在这篇综述中，我们提供了一个概述垂直腔面发射激光器（VCSEL），以及这些高性能的电光元件如何实现或与其他光子硬件相结合，以证明点（一-三）。在神经形态光子学的背景下，VCSEL是特别感兴趣的，因为它们与CMOS制造兼容，容易实现301%的壁插效率和>30 GHz的调制带宽，因此是高能效和超快的。最重要的是，它们对光注入和电调制的反应是高度非线性的，这使得它们非常适合作为全光和电光光子神经元。它们的光学腔是波长受限的，并且标准半导体生长和光刻实现了非经典腔配置和几何形状。这使得可激发VCSEL（即尖峰VCSEL）能够精细控制其时间和空间相干性，通过自旋翻转效应解锁太赫兹带宽，甚至利用腔量子电动力学进一步提高其效率。最后，作为VCSEL阵列，它们与标准的2D光子集成兼容，但它们垂直于衬底的发射使它们非常适合利用3D光子波导的可扩展集成网络。在这里，我们讨论了空间和时间复用VCSEL神经网络和水库，计算的基础上可激发VCSEL的光子尖峰神经元，以及概念和进展的VCSEL和微激光器的制造。
2021-12-15 cs.ET physics.optics
Realization of a semiconductor-based cavity soliton laser
报道了一种利用垂直腔面发射半导体增益结构与选频元件耦合的腔孤子激光器。通过注入外光束实现了对代表小型微激光器的双孤子发射态的全光控制。该控制方案是相位不敏感的，因此预计将是鲁棒的全光处理应用。这些结构的运动性也得到了证实。
2007-09-17 physics.optics
Vertical-external-cavity surface-emitting lasers and quantum dot lasers
利用腔调控量子点的光子发射为实现量子功能纳米光子器件和量子信息器件提供了前所未有的机会。特别地，在半导体激光器领域中，引入QD作为量子阱的优良替代物，以抑制垂直外腔表面发射激光器（VECSEL）中的阈值电流的温度依赖性。本文综述了半导体垂直腔面发射激光器和量子点激光器的性能和发展。根据垂直腔面发射激光器的特点，重点介绍了半导体量子点垂直腔面发射激光器的技术进展。然后，从单量子点纳米激光器和腔量子电动力学（QED）的观点出发，提出了一个由量子点腔强耦合产生的单量子点腔系统。与现有的半导体VECSEL器件的研究不同的是，我们将涵盖量子点VECSEL器件的基本方面和技术方法。最后，本文对量子点垂直腔面发射激光器技术的发展以及未来量子功能纳米光子器件和单片光子集成电路的发展提供了有益的指导。
2012-04-14 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Electro-optic modulator based on Vanadium dioxide epsilon-near-zero vertical nanowire triple-cavity in Silicon Waveguide
我们提出了一种电光调制器，利用一个阵列的二氧化钒纳米棒工作在近场制度作为有源开关材料集成在硅波导。该调制器利用二氧化钒的绝缘体到金属的转变，以实现19.7 dB/微米的稳健调制深度，具有宽工作波长。使用模拟，我们演示了如何有效的超材料的介电常数可以通过改变纳米棒的几何形状调整到一个接近零的值。本文还提出了一种新颖的六边形阵列设计，实现了低插入损耗，同时保持了较强的调制深度。研究结果为设计具有高工作频率和低插入损耗的超紧凑型调制器提供了参考。
2022-03-02 physics.app-ph physics.optics
Observations of temporal group delays in slow-light multiple coupled photonic crystal cavities
我们证明了相干耦合高Q多腔光子晶体中的时间群延迟，在一个全光模拟电磁诱导透明。我们报告确定性控制的群延迟高达4倍的单腔寿命在我们的CMOS制造的室温芯片。在三维数值模拟和理论分析的支持下，我们的多泵浦光束方法可以控制单透明峰和双透明峰中的多腔谐振和腔间相位。驻波波长尺度的光子局域化允许芯片级光脉冲捕获和耦合腔QED的直接可扩展性。
2010-04-20 physics.optics
Vertical cavity surface emitting laser action of an all monolithic ZnO-based microcavity
报道了一种全单片ZnO基垂直腔面发射激光器（VCSEL）在光泵浦下的室温激光行为。VCSEL结构由8个ZnO/Zn（0.92）Mg（0.08）O量子阱嵌入外延生长的Zn（0.92）Mg（0.08）O/Zn（0.65）Mg（0.35）O分布布拉格反射器（DBR）中的2λ微腔组成。作为一个先决条件，设计和生长的高反射率的DBR基于ZnO和（Zn，Mg）O的光学器件工作在紫外和蓝绿色光谱范围进行了讨论。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fabry-Perot resonance modes in a MoS$_2$-based vertical stacking cavity for strong light-matter coupling and topological phase singularity
本研究构建了介电材料与单层MoS₂交替的垂直堆叠腔，突破传统堆叠限制，可调控法布里-珀罗共振模式，实现强光-物质耦合与多重完美吸收，并产生可调控的拓扑配对相位奇点，为相关光学研究提供灵活框架。
2025-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Polarization fluctuations in vertical cavity surface emitting lasers: a key to the mechanism behind polarization stability
研究了电子-空穴自旋动力学对垂直腔面发射激光器（VCSEL）发射光偏振涨落的影响。朗之万方程推导的速率方程模型的基础上，包括双折射，二向色性，和两个载流子密度池分别耦合到右，左圆偏振。结果表明，载流子动力学将偏振涨落锁定在激光模式上。这在椭圆率的波动和偏振方向的波动之间的差异中清楚地看到。因此，在椭圆率和偏振方向的偏振波动的单独测量可以提供定量信息的非线性贡献的载流子动态VCSEL中的偏振稳定性。
1997-11-25 adap-org cond-mat nlin.AO
Direct observation of higher-order whispering-gallery modes in VCSELs at room temperature by embedding a defect-free surface micro-structure
我们提出并证明了一种直接的方法来观察高阶回音壁模式在垂直腔面发射激光器（VCSEL）在室温下。而不是引入任何缺陷模式，我们表明，抑制低阶腔模式可以通过破坏垂直反射器的表面微结构来实现。通过收集近场辐射图，在实验中观察到了由本征氧化层横向限制的高达23个方位阶的回音壁模。在实验和数值模拟中，通过谱图识别了各种垂直发射横模。
2007-11-14 physics.optics
Infrared Vertical External Cavity Surface Emitting Laser Threshold Magnetometer
本文提出一种基于NV中心系综与垂直外腔面发射激光器集成的红外激光阈值磁强计，在10-50 Hz频段实现7.5 nT/√Hz灵敏度，并发现近阈值可饱和吸收现象可显著提升对比度与投影灵敏度。
2024-03-28 physics.ins-det physics.optics
Polarization dynamics in vertical-cavity surface emitting lasers
本文回顾了垂直腔面发射激光器中的偏振动力学与切换实验，指出需考虑光场相位与非线性效应，并验证了考虑自旋自由度的自旋翻转模型与实验结果定性一致。
2025-07-11 nlin.CD physics.optics quant-ph
Vertical beaming of wavelength-scale photonic crystal resonators
我们报道了在光子晶体平板谐振器内产生的光子的$> 80%$可以在$\pm 30^\circ$的小发散角内漏斗化。通过调整谐振腔的几何形状和在谐振腔下方放置反射器来改变光子晶体平板谐振模的远场辐射特性。前一种方法直接对近场分布进行整形，从而获得方向性和线偏振的远场方向图。后一种修正利用了原始波和反射波之间的干涉效应，以增强能量方向性。我们发现，无论板的厚度，板和反射器之间的最佳距离接近等于一个波长的共振考虑。我们还讨论了一种有效的远场模拟算法的基础上的时域有限差分法和近远场变换。
2006-04-07 physics.optics
Three orders of magnitude cavity-linewidth narrowing by slow light in a rare-earth-ion-doped crystal cavity
本文研究了掺稀土离子晶体谐振腔中，由于与掺杂离子的非共振相互作用引起的强腔内色散引起的腔线宽三个数量级的变窄。强色散是通过使用光泵浦技术的稀土吸收分布的半永久性但快速可重新编程的变化而产生的。在光谱透射窗口内示出了几个腔模式。潜在的应用进行了讨论。
2013-11-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Reduced absorption of light by metallic intra-cavity contacts: Tamm plasmon based laser mode engineering
人们普遍认为，由于金属中的吸收，将金属层嵌入到光电结构中对激光发射是有害的。然而，最近在腔内有单个金属层的微腔中观察到了宏观光学相干性和激射。在这里，我们提出了设计的微腔型结构的两个腔内金属层，可以作为电泵浦的接触。基于利用Tamm等离子体激元的特性的光学模式的设计由于将光学模式的电场的节点固定到金属层而提供了消失的吸收。所提出的设计可用于制造具有腔内金属接触的垂直腔激光器。
2013-02-23 physics.optics
Goos-Hanchen Shift and Slow Light Enhancement in a Fixed Cavity: Bose-Einstein Condensate Bogoliubov Modes as Mechanical Oscillators
本文研究固定镜腔内BEC机械振子与OPA耦合系统中的慢光与快光传播，揭示OPA增益和耦合强度对Fano共振、透明窗口、群延迟及古斯-汉欣位移的调控作用。
2025-05-05 physics.optics
Photon lifetime in a cavity containing a slow-light medium
我们在实验上研究了光子在含有强正色散介质的腔中的寿命。这种腔内正色散是由亚稳态氦气在室温下的电磁感应透明（EIT）制度，其中光传播的群速度的数量级为10000米/秒。结果明确地证明了腔光子的寿命是由光在腔中的群速度决定的，而不是由光的相速度决定的。
2011-04-01 physics.optics quant-ph
