Controlling the surface plasmon excitation efficiency using dielectric magneto-optical cavity
从理论上研究了平面波在金属界面上磁光腔的衍射。我们发现，本地化的本征模的腔的激发允许一个有效地激发表面等离子体激元（SPP）。我们利用腔模的偏振和对称特性，提出了一种有效的方法来控制SPP强度通过外部磁场。理论预测与基于广义洛仑兹互易定理和非周期傅里叶模态方法的严格计算结果吻合良好。磁化引起的相对强度变化的激发SPP在数值计算中表现出从百分之几到100%，这取决于入射波的偏振。这种大的调制为考虑磁光强度效应的有效SPP调制开辟了新的可能性。
2018-05-17 physics.optics
Local versus bulk circular dichroism enhancement by achiral all-dielectric nanoresonators
非手性高折射率介电纳米结构附近的大光学手性最近被证明是增强分子圆二色性的有用手段。我们从理论上研究了在高折射率介质纳米盘附近的光学手性增强的空间依赖性，并强调其重要性的圆二色性增强的纳米光子平台的设计。使用一个T-矩阵框架，我们表明，取决于磁盘的纵横比手性增强优先沿不同的方向。我们采用各种统计程序（包括表面，体积和取向平均），这是必要的预测增强的手性效应，并表明，最佳性能的纳米结构基本上取决于是否寻求空间最大或平均手性增强后。类似地，纳米结构的最佳选择受到基底的存在的影响，基底的存在限制了可被分析物分子占据的空间，并影响纳米结构附近的光学手性。
2022-05-23 physics.optics
Core-Shell Structured Dielectric-Metal Circular Nanodisk Antenna: Gap Plasmon Assisted Magnetic Toroid-like Cavity Modes
等离子体纳米天线，其性质基本上是由它们的谐振模式，是感兴趣的根本和各种应用。具有各种形状、几何形状和组成的DNA已经被证明，每种DNA都具有独特的性质和潜在的应用。在这里，我们建议使用的侧壁涂层作为一个额外的自由度来操纵等离子体激元间隙腔模式在强耦合金属纳米盘。结果表明，对于厚度为几十纳米的介电中间层和侧壁等离子体涂层的超过十纳米，通常的光学磁共振模式被消除，只有磁环类模式是可持续的红外和可见光制度。所有这些深亚波长模式可以被解释为来自间隙表面等离子体激元的干涉效应。我们的研究结果将是有用的纳米天线设计，高Q腔传感，结构光束的产生，和光子发射工程。
2014-12-04 physics.optics
Circular dielectric cavity and its deformations
详细讨论了微变形介质圆腔微扰级数的构造。并以切圆为例对所得公式进行了检验。直接数值模拟和远场实验发现了很好的协议。
2007-09-25 nlin.CD physics.optics
Molecular optomechanics in the anharmonic cavity-QED regime using hybrid metal-dielectric cavity modes
使用精心设计的混合金属-介质谐振器，我们研究了分子光学力学在强耦合制度（$g_{\rm }^2/ω_m {>} κ$），这体现在非谐波发射线的腔发射光谱（$κ{<}ω_m$）的边带分辨区域。这种非线性光机械强耦合制度是通过金属-介电腔系统，不仅产生深亚波长等离子体约束，而且介电类约束时间比那些从典型的本地化等离子体模式大于两个数量级。这些混合的金属-电介质腔模式使人们能够研究用于单分子拉曼散射的量子等离子体的新途径。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhancement of Circular Dichroism in Chiral Dielectric Metasurfaces by Ion Beam Irradiation
Friedrich-Schiller-University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Abbe Center of Photonics（阿贝光学中心）；ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS)（变革性超光学系统卓越研究中心）；Department of Electronic Materials Engineering, Research School of Physics Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院电子材料工程系）；Max Planck School of Photonics（马普光子学高等研究院）
通过离子束辐照增强手性介电超材料的圆二向性，实现光学手性的全局最大化。
2026-03-06 physics.optics
Circular Dichroism without absorption in isolated chiral dielectric Mie particles
Instituto Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦理工学院）；Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）
研究显示，即使在无吸收的各向异性电介质球体中，也能出现类似圆二向色性的现象，通过分析线偏振光散射的偏振特性，发现散射光近似圆偏振，具有大非共振斯托克斯参数S3值，且仅在米氏区域有效，适用于单个微粒的对映选择和表征。
2025-10-09 physics.optics
Exceptional points for resonant states on parallel circular dielectric cylinders
例外点（EPs）是非厄米特特征值问题的特殊参数值，其中对应于多重特征值的特征函数合并。在光学中，EP与许多反直觉的波动现象相关联，并且在激光、传感、模式转换和自发发射过程中具有潜在的应用。对于开放的光子结构，共振态是麦克斯韦方程组的复频率解与出射辐射条件。对于没有材料增益或损耗的开放电介质结构，谐振状态的本征值问题可以具有EP，因为它是由于辐射损耗而非厄米的。对于纳米光子学中的应用，重要的是要了解由常规电介质材料组成的小的有限电介质结构上的共振态的EP。为了实现这一目标，我们研究了有限组平行的无限长的亚波长半径的圆形介质柱的共振态的EP。对于两个，三个和四个圆柱体的系统，我们开发了一个有效的数值方法计算EP，目前的例子，二阶和三阶EP，并突出其拓扑特征。我们的工作为了解更复杂的光子结构上的EP提供了见解，并且可以用作探索EP应用的简单平台。
2019-05-05 physics.optics
Signature of ray chaos in quasi-bound wave functions for a stadium-shaped dielectric cavity
在光线模型和波动模型下研究了体育场形介质腔的光发射。对于低损耗的无源腔模，准束缚波函数的相空间表示与射线模型中的对应分布之间存在着显著的对应关系。这一结果提供了额外的和更直接的证据，良好的射线波对应的低损耗模式，以前观察到的远场发射模式比较的水平。
2007-03-27 nlin.CD physics.optics
Giant reflection band and anomalous negative transmission in a resonant dielectric grating slab: application to a planar cavity
本文研究了在P偏振下，入射角与等效矩形介质光栅平板布儒斯特角相差不大的情况下，自持矩形介质光栅平板中巨反射带和反常负透射的基本光学效应。注意，自持介质光栅板是最简单的系统，由于布拉格衍射，可以显示前两种光学效应。系统地研究了它的光学响应的一般入射几何形状的麦克斯韦方程组的解析精确解。在亚波长范围内，高对比度介质光栅板中众所周知的宽反射带的变化，通过行进基波和第一衍射波之间的相消干涉获得（所谓的第二类伍德异常的概括），巨大的反射带是由于相互作用而产生的微妙效应，以及在行进基波和第一准引导衍射波之间，以及在消逝/发散波的较高平面内波矢量分量之间。为了更好地描述这种效果，我们将比较的自维持的高对比度的介质光栅板的光学响应与系统组成的一个等效的均匀板与薄的矩形高对比度的介质光栅刻在两个表面之一，通常作为原型的第二种伍德的异常生成。最后，简要讨论了由两块自支撑矩形介质栅板构成的平面谐振腔中的电磁场约束问题。
2012-05-24 physics.optics
Bound whispering gallery modes in circular arrays of dielectric spherical particles
光学元件的低维有序阵列可以具有极高品质因数的束缚模式。通常，这些阵列由具有显著高的光吸收从而限制性能的金属元件组成。在本文中，我们解决了以下问题：可以形成束缚模式的光的吸收可以忽略不计的电介质系统？我们对球形颗粒的圆形阵列的研究表明：（1）至少对于折射率为$n_{r}>2$的10个或更多个颗粒的阵列中可以获得高质量的模式，因此可以使用像TiO $_{2}$或GaAs这样的光学材料：（2）大多数束缚模式具有垂直于圆形平面的近似横向偏振;（3）在TiO $_{2}$颗粒的特别有趣的情况下，（金红石相，$n_{r}=2.7$），最束缚模式的品质因数随着10个额外颗粒的加入几乎增加了一个数量级，而对于由GaAs制成的颗粒，添加十个额外的颗粒，品质因数增加了几乎两个数量级。我们希望，这一初步的研究将刺激低维阵列的介电粒子的束缚模式的实验研究。
2006-05-01 physics.optics
A 1.16-μm-radius disk cavity in a sunflower-type circular photonic crystal with ultrahigh quality factor
通过将圆盘嵌入到向日葵型圆形光子晶体（CPC）中，我们设计了一个半径为1.16- \mum的圆盘谐振腔。CPC的带隙降低了盘的回音壁模式的弯曲损耗，导致模拟的Q值为10^7，比相同尺寸的裸盘高至少一个数量级。实验验证了该设计，从一个优化的设备上制造的绝缘体上硅衬底上测得的7.4 \times 10 ^5的高负载Q值。
2012-06-04 physics.optics
Strong Superradiance of Coherently Coupled Magnetic Dipole Emitters Mediated by Whispering Gallery Modes of a Subwavelength All-Dielectric Cavity
磁偶极子（MD）发射体与普通光子谐振腔的相互作用通常很弱，这部分是由于谐振腔的近场磁场增强较弱。在这里，我们表明，耳语画廊模式（WGM）的亚波长介质腔不仅可以大大提高MD发射器的发射速率，但也带来了有效的耦合之间的相干MD发射器。在WGM腔中，单个发射极的最大发射率（γmax）发生在场型的波腹处。MD发射器的发射也可以受到另一个相干发射器的极大影响，这取决于WGM的磁场响应。最大贡献也可以达到γmax。值得注意的是，由于WGM的高质量特征，相干MD发射器的合作发射率在所考虑的范围内不随距离衰减。与发射相反，发射体的吸收几乎不受WGM介导的发射体之间的相干耦合的影响。发光和吸收性能的差异与WGM的激发行为密切相关。我们的研究结果是重要的增强磁光物质的相互作用。
2022-11-24 physics.optics
Plasmonic-dielectric compound grating with high group-index and transmission
我们提出了一个复合系统，包括一个介质光栅和一个等离子体共振腔嵌入在光栅。利用介质光栅支撑的表面模与等离子体激元腔模的干涉效应，该系统可以实现群折射率大于200、透射率大于75%的慢光。同时，我们研究了复合系统的周期数和由光栅和空气交替层组成的光子晶体超晶格的周期数对慢光特性的影响。
2010-11-19 physics.optics
Unidirectional emission from circular dielectric microresonators with a point scatterer
圆形微谐振器是嵌入在低折射率材料中的微米尺寸的介质盘。它们具有极高的Q因子（低激光阈值）模式，这使它们成为实现微型激光源的理想候选者。然而，它们具有由系统的旋转对称性引起的各向同性光发射的缺点。为了获得高的方向性的发射，同时保持高的Q-因子，我们考虑一个微盘与点状散射体偏离中心放置在磁盘内。我们计算得到的共振模式，并表明，其中一些具有所需的特性。发射主要在与散射体相反的方向上。我们表明，经典的射线光学是一个有用的指导，以优化该系统的设计参数。我们进一步发现，在共振谱中的例外点的影响如何复杂的共振波数的变化，如果系统参数是不同的。
2009-05-14 physics.optics
Analysis of Metal-Dielectric Waveguides with Circular Sectors
金属波纹表面的研究最近受到了强烈的关注，因为它们能够模仿表面等离子体的行为。在这项工作中，这种等离子体激元的行为是用来设计一个开放的圆柱形波导。该结构由纵向波纹金属圆柱体组成，其波纹填充有介电材料。在波纹数为无穷大但周期不变的连续极限下，分析了这种波导的色散关系。结果发现，在这个极限，波导只支持TE导模和它们的色散关系变得高度退化。最后，它表明，波导表现为具有极端电磁参数的各向异性圆柱形杆，这使得它可以应用这些结构不仅作为波导，而且作为构建块的超材料。
2014-04-22 physics.optics
Tunable hyperbolic metamaterial cavity towards few exciton strong coupling
从理论上研究了双曲型超材料（HMM）腔中分子激子与回音壁模（WGM）的耦合相互作用，该腔由多层金属和电介质交替包裹的介质芯组成，其耦合作用接近单激子强耦合的极限。我们证明，与回音壁模式的激发，电场的谐振波长，远大于腔的大小可以高度本地化的电介质层内，导致极小的模式体积。通过使用时间耦合模理论来模拟所提出的WGM-激子系统中的相互作用，我们能够证明分子激子和双曲腔WGM之间的耦合可以达到强耦合制度。此外，我们还证明了改变内核和最外层的厚度可以导致不变的共振频率，而满足强耦合标准的耦合激子的阈值数量在各种可调HMM腔中保持~ 4。
2017-11-16 physics.optics
Nesting and Degeneracy of Mie Resonances of Dielectric Cavities within Zero-Index Materials
光学谐振腔可以用来控制光的传播、增强光与物质的相互作用、调制量子态等，但传统的谐振腔存在腔内外介电常数相差不大的问题。近年来，零折射率材料以其独特的性能和特殊的应用引起了人们极大的兴趣。通过在ZIM中引入光学谐振腔，可以获得介电常数对比度为无穷大的极端情况。在这里，我们从理论上研究了嵌入ZIM与$\varepsilon \approx 0$，或$μ\approx 0$，或$(\varepsilon,μ) \approx 0$的介质腔的米氏共振。由于$\varepsilon$或$μ$在腔内外的对比度不同，在固定波长下，得到了一系列角模数相同$l$但腔半径不同的Mie共振;更有趣的是，对于$\varepsilon \approx 0$中的腔，其$2^l$-TM（TE）和$2^{l+1}$-TE（TM）模式具有相同的谐振解（$μ\approx 0$）材料的共振简并，对于$(\varepsilon,μ) \approx 0$材料，$2^l$-TM模和$2^l$模之间也存在共振简并.我们进一步利用共振简并来调制腔内量子发射体的Purcell效应。共振嵌套和简并的结果将提供一个额外的视图或自由，以提高性能的腔行为。
2020-11-03 physics.optics
Cavity optomechanics with arrays of thick dielectric membranes
由结构化柔性微透镜构成的光机阵列是研究量子和多体光机现象的一个很有前途的系统。我们推广调查的光学机械性能的周期性阵列的一维散射体在光学谐振器的振动膜的情况下，其厚度不一定是小的相对于感兴趣的光波长。本文用解析和数值方法研究了阵列的光透射谱及其与线性法布里-珀罗腔场的光机耦合。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Fabry-Pérot Cavity Formed with Dielectric Metasurfaces in a Hollow-Core Fiber
我们展示了一个光纤集成的法布里-珀罗腔形成的附加一对电介质超颖表面的空心光子晶体光纤段的两端。超表面由设计为光子晶体板的穿孔膜组成，光子晶体板充当平面镜，但可能允许气体通过其孔注入光纤的中空芯。到目前为止，我们已经观察到的腔体的精细度为~11和Q因子为~ $4.5 \times 10^5$，但更高的值应该可以实现与改进的制造过程。我们期望该装置能够开发新的光纤激光器，增强气体光谱，并研究基本的光-物质相互作用和非线性光学。
2018-02-07 physics.app-ph physics.optics
Monolithic Polarizing Circular Dielectric Gratings on Bulk Substrates for Improved Photon Collection from InAs Quantum Dots
本研究在体衬底上开发出带两层DBR结构的单片式偏振圆形介质光栅，在不降低收集效率的前提下实现强偏振量子点发光，大幅提升InAs量子点光子收集效率，可用于量子点与需体衬底的量子系统的集成。
2023-10-06 physics.optics
Dielectric metasurface-assisted cavity ring-down spectroscopy for thin-film circular dichroism analysis
提出介电超表面辅助EW-CRDS平台，通过超表面将线偏振光转换为具有光学手性的近场，实现薄膜手性分子的超灵敏圆二色检测。
2023-05-10 physics.optics
Electromagnetic modes in dielectric equilateral triangle resonators
分析了介质腔的谐振电磁模式，介质腔的截面为等边三角形，折射率为n，周围是折射率为n '的均匀介质。场限制仅在保持内部电磁场的全内反射所需的要求下确定，与腔体外部的指数衰减的倏逝波相匹配。被认为是二维电磁学，与垂直于截面的坐标没有依赖性，因此，独立的横向电（TE）和横向磁（TM）的极化分别描述。六个平面波的线性组合在腔内是足够的，其波矢量通过120度旋转相关，并且其相位通过菲涅耳反射系数相关。一般情况下，当折射率比N=n/n'接近2时，模谱变得稀疏，最小模频率迅速增加。对于特定的量子数和N，TM模式的频率低于TE模式。假设倏逝边界波在三角形顶点处逃逸，则TE模式通常被发现具有比TM模式更大的腔内场约束和高得多的品质因数。
2005-07-02 physics.optics
Relations between near-field enhancements and Purcell factors in hybrid nanostructures of plasmonic antennas and dielectric cavities
本文理论揭示了混合等离子体-介质纳米结构中近场增强与珀塞尔因子并非完全正相关，消光截面是决定珀塞尔因子的关键因素，并给出了耦合系统珀塞尔因子的预测方法与极限。
2024-01-15 physics.optics
Far-Field Tunable Nano-focusing Based on Metallic Slits Surrounded with Nonlinear-Variant Widths and Linear-Variant Depths of Circular Dielectric Grating
在本论文中，我们利用圆光栅的线性变化深度和非线性变化宽度，设计了一种新的可调谐纳米聚焦透镜，以应用于远场的实际应用。亚波长金属结构发射的柱面等离子体激元的相长干涉可以形成亚衍射极限聚焦，通过对圆光栅的槽深和槽宽进行跟踪配置，可以调节该结构的焦距。数值计算结果表明，该透镜的聚焦点位移范围远大于其他等离子体透镜，并且表面等离子体耦合圆光栅的非线性变宽和线性变深可以调制出射光的相对相位。仿真结果表明，不同的发射光相对相位导致不同的焦距。首次发现了圆光栅深度线性变化和宽度非线性变化时的一个独特现象，即凹槽深度和宽度的正变化和负变化会导致相对相位和焦距的变化趋势不同。这些结果为等离子体透镜在高密度光存储、纳米光刻、超分辨率光学显微成像、光阱和传感中的应用铺平了道路。
2013-01-11 physics.optics
Coherent absorption reveals colors hidden in a grey Fabry-Pérot cavity
CNR-Istituto Nanoscienze（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；Laboratorio NEST（NEST实验室）；Dipartimento di Fisica “E. Fermi”, Università di Pisa（比萨大学E.费米物理系）；School of Physics and Astronomy, University of Exeter（埃克塞特大学物理与天文学学院）；NEST, Scuola Normale Superiore（高等师范学院NEST）
本文提出导体-介电体-导体匹配腔，在普通光下呈灰色但保留光谱信息，通过相干吸收技术可隐藏并恢复颜色图案，适用于加密应用。
2025-10-15 physics.optics
Degradation of Ta$_2$O$_5$ / SiO$_2$ Dielectric Cavity Mirrors in Ultra-High Vacuum
本文研究超高真空中Ta$_2$O$_5$/SiO$_2$介质腔镜的退化问题，发现高温烘烤导致表面粗糙度增加，归因于氧还原和钽亚氧化物缺陷生长，并提出避免退化的建议以促进腔耦合量子系统的应用。
2023-08-31 physics.atom-ph physics.optics
Chiral modes near exceptional points in symmetry broken H1 photonic crystal cavities
H1光子晶体腔支持正交线性偏振的两个简并偶极模式，当用$π$ / $2$相位差驱动时，这两个简并偶极模式可以产生圆偏振场。然而，制造误差往往会破坏腔的对称性，这会提高模式的简并性，使得腔不适合支持圆偏振。我们证明了数值，诱导腔模式中的手征性的计划，从而实现了腔，支持固有的圆偏振。通过选择性地改变腔体周围的两个空气孔，偶极模可以通过非对称相干后向散射（非厄米过程）相互作用。在适当的空气孔参数下，腔模接近例外点，在频率和线宽上合并，并产生接近于1的显著圆偏振。手性的手性可以根据改性的空气孔的选择来选择。我们的研究结果突出了使用H1光子晶体腔的应用，如谷电子学，自旋光子接口和产生具有明确定义的自旋的单光子的手性光物质耦合的前景。
2021-07-30 physics.optics
Indistinguishablity from dephased emitters using combined plasmonic-dielectric cavities
Technical University Berlin（柏林工业大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；University of Bristol（布里斯托大学）
本文提出一种混合聚焦架构，利用等离子体纳米共振器和外介电腔实现去相位发射体的不可区分光子生成，通过降低腔体质量因子要求并提高光子收集效率。
2026-04-21 physics.optics quant-ph
Nonlinear circular dichroism in Mie-resonant nanoparticle dimers
我们研究了由两个相同的米氏共振介电纳米粒子组成的二聚体在圆偏振光垂直照射下的非线性响应。我们开发了一个一般的理论描述的耦合纳米粒子的多极模式的杂交，并揭示非零的非线性圆二色性（CD）在二聚体中的多极共振增强的二次谐波产生（SHG）信号提供其轴的取向下的一个角度的介电材料的晶格。我们目前的实验结果为AlGaAs二聚体放置在一个工程基板上，证实了我们的一般多极杂交理论的基本预测，获得这种SHG-CD效应。
2021-03-18 physics.optics
Modal properties of dielectric bowtie cavities with deep sub-wavelength confinement
本研究对拓扑优化逆向设计的复杂结构简化得到深亚波长光限制的介质蝴蝶结腔，保留其极小有效模式体积，通过模式分析验证宽频带内Purcell因子的单准正态模式描述性，证实微扰理论可解释其形状形变灵敏度，为该领域提供建模框架。
2022-07-13 physics.optics
Perfectly matched layer method for optical modes in dielectric cavities
光共振问题与定常的薛定谔方程有相似之处，但又有不同之处。共振问题中的特征函数是指数增长的，这是一个很大的挑战。我们给出了这种边界条件的物理解释，并引入完全匹配层（PML）方法将本征函数从指数增长转换为指数衰减。基于复拉伸技术，我们构造了一个非厄米哈密顿量的光学共振问题。我们成功地验证了有效性的哈密顿计算其本征值在圆形腔中，并与解析结果进行比较。我们也使用建议的哈密顿量来研究四余弦腔中例外点周围的模式演化。
2020-08-15 physics.optics
Neighboring Interactions in a Periodic Plasmonic Material for Solar-Thermal Energy Conversion
采用时域有限差分法（FDTD）研究了周期性等离子体超材料中相邻粒子对近单位光吸收率的影响。超材料被构造为位于氧化铝（Al $_2$ O $_3$）介电环境上方的银纳米颗粒（20- 90 nm）。进行颗粒宽度和电介质厚度的全参数扫描。计算结果确定了金属-电介质和金属-空气之间的几个共振，这些共振有可能通过堆叠的几何形状来扩大响应。一个显着的耦合谐振之间的金属-介电谐振和粒子之间的腔谐振被捕获作为电介质厚度的函数。这种耦合谐振在介质厚度为40 nm以下和腔宽为20 nm以上时不明显。此外，当颗粒宽度为晶胞长度的一半时，预测了明显的传播表面等离子体激元共振。
2015-05-14 physics.optics
Mathematical framework for simulation of non-perturbative cavity optomechanics with plate-like dielectrics
Caltech（加州理工学院）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）
本文提出片状介质非微扰腔光力学模拟的数学框架，扩展真空双光子形式主义推导传递函数，为含腔内介质的腔实验提供探测器响应与噪声预算计算的系统起点。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.optics
Integrated molecular optomechanics with hybrid dielectric-metallic resonators
分子光力学起源于使用腔光力学形式主义描述存在光学谐振器时的拉曼散射。我们扩展的分子光力学形式主义的混合介质等离子体共振器的情况下，与多个光学共振和自由空间和波导寻址。我们演示了如何拉曼增强的泵浦增强和修改的LDOS的产品，简单地依赖于复杂的响应函数的混合系统。由宽带和窄带模式的混合产生的Fano线形允许达到具有高Q共振的强拉曼增强，为边带分辨分子光学力学铺平了道路。该模型允许预测到不同的输出端口的拉曼发射比，并能够演示一个完全集成的高Q值拉曼谐振器利用耦合到同一波导的多个腔模式。
2021-05-26 physics.optics
Magnetic light amplification by stimulated emission of radiation in subwavelength systems of a dielectric cavity and magnetic quantum emitters
本文提出由高折射率介电腔和磁量子发射体构成亚波长磁激光器，推导实现条件，并通过硅盘等系统数值验证其可行性，发现磁Purcell因子可比电Purcell因子高约10^3倍，为增强磁光-物质相互作用开辟新途径。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Widely Tunable, Etch-free Multi-dielectric Fano Metasurfaces in the Visible
Bilkent University（比尔肯特大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出并验证了一种将多层介质腔集成到一维光栅的纳米光子架构，实现可见光波段宽调谐法诺共振，具备无刻蚀制备、强局域场积累等优势，可用于光子器件、显示印刷及量子技术等领域。
2026-08-28 physics.optics
Parity-Lifted Radiative Degeneracy: Orthogonal Dipoles over Parallel Dipoles in Achiral Dielectric Cavities
Hunan Key Laboratory of Nanophotonics and Devices, School of Physics, Central South University（中南大学物理学院纳米光子学与器件湖南省重点实验室）
研究在非手性介质腔中通过耦合诱导全局宇称破缺提升辐射简并性，利用该机制实现微分衰变，呈现独特结构 - 功能趋势，经半解析模型验证，为无固有手性的对称性工程建立新范式。
2026-07-16 physics.optics
Circular dichroism mode splitting and bounds to its enhancement with cavity-plasmon-polaritons
区分不同旋向手性分子的能力对于化学和生命科学具有重要意义。由于大多数相关手性分子在UV区域具有其手性跃迁，因此检测其圆二色性（CD）信号与在该光谱范围内进行光学测量的实际实验挑战相关联。为了解决这个问题，在这里，我们研究的可能性转移CD信号的模型手征介质达到强耦合制度与光学微腔。具体来说，我们表明，通过强耦合手性等离子体纳米粒子的非手性法布里-珀罗微腔可以印上的混合模式分裂，强耦合系统的标志，耦合系统的CD光谱，从而有效地转移模型系统的手征共振到较低的能量。我们首先预测的效果，使用解析传输矩阵法以及数值时域有限差分（FDTD）模拟。此外，我们证实了理论预测的有效性，在涉及手性等离子体纳米粒子耦合到法布里-珀罗微腔的原理验证实验。
2019-09-13 physics.optics
Outer Resonances and Effective Potential Analogy in Two-Dimensional Dielectric Cavities
研究了二维介质腔中的外共振作为一种准简正模，其折射率为$n>1$。外部谐振可以被验证为仅在介质盘的小开口极限中的腔外部存在的谐振。我们证实了外共振普遍存在于变形腔中，而与腔的几何形状无关，并且在轻微变形腔中外共振分裂成近简并态。同时指出有效势类比不适用于描述外共振。由于介质腔中的外共振大多具有很高的泄漏，它们会影响到态密度的宽背景。特别是对于TE偏振的情况，存在相对低泄漏的外共振，并且它呈现了它们可以与内共振相互作用并影响激光模式的可能性。
2010-07-22 physics.optics quant-ph
Bullseye dielectric cavities for photon collection from a surface-mounted quantum-light-emitter
本文设计了表面安装量子光发射器用的靶心介质腔，通过周期性布拉格结构和非周期性切趾环分别实现了80%以上的光子收集效率及22.5的珀塞尔因子，并优于传统布拉格腔。
2022-09-07 physics.optics
Inverse-Designed Superchiral Hot Spot in Dielectric Meta-Cavity Toward Ultra-Compact Enantioselective Detection
Purdue University（普渡大学）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）
本文提出了一种两步反向设计方法，用于在介电元腔中实现超螺旋热点，从而实现超紧凑的对映异构选择性检测。
2026-10-14 physics.optics
Fluidic vortices generated from optical vortices in a microdroplet cavity
我们利用光在微液滴腔内共振的动量，在实验上在液滴的包络内产生微流。我们通过使用荧光纳米颗粒对这些光学诱导流进行3D映射;这揭示了圆形微流。的流量进行了参数化研究，正如预期的那样，表现出增加的旋转速度与光功率。只有当我们有意打破液滴的轴对称时，流动才是非圆形的。除了在包括光流体腔中的光-流相互作用中的基本兴趣之外，光学控制流可以用于将分析物带入微腔的最大功率区域中。
2016-09-15 physics.optics
3D stochastic interferometer detects picometer deformations and minute dielectric fluctuations of its optical volume
光学干涉测量已被证明是非常强大的研究一些最基本的物理定律，使用非常精确控制的几何形状的光。在过去的几十年中，各种散斑计量方法已经出现，以利用强无序光的干涉特性，而不是使用散斑图案的时域分析，以最大速率限制的图像采集的频率。目前的工作是基于使用一个厘米大小的石英粉末腔与任意形状的工程非常高的朗伯反射率。当填充相干单色光子气体时，获得统计各向同性和均匀的3D散斑干涉图。然后使用单模光纤与光子数自相关分析相结合来检测散斑去相关谱的微小变化，这是由腔体变形或内部介电张量场的波动引起的。的去相关谱是在100 MHz以下的8至10个频率的十年内获得的，其灵敏度仅受内在光子统计和外在仪器噪声的限制。在典型的1700次反射和62 m的平均光子传输路径长度下，我们的3D随机干涉仪产生了10500的典型精细度，并且在60倍动态范围内以遍历方式检测到腔变形，功率噪声基底为4 x {10}^{-3} pm ^2，对应于1 kHz下的2.7 pm。该腔还作为散斑波动放大器，揭示了去相关光谱，由于皮米级的胶体热运动在单次和多次散射制度与一个典型的100倍的灵敏度增益相比，传统的光散射技术。
2022-03-03 physics.optics
A circular dielectric grating for vertical extraction of single quantum dot emission
我们展示了一个纳米结构组成的部分蚀刻环形沟槽在悬浮的GaAs膜，设计用于有效和适度的宽带（约1000毫米）。5nm）的发射提取。模拟表明，嵌入纳米结构中心的偶极子以接近高斯的远场向上辐射到自由空间中，允许收集效率> 80%，具有高数值孔径（NA=0.7）光学器件，并且具有12 X Purcell辐射率增强。制造的器械显示出约10%的光子收集效率，NA=0.42物镜，比未图案化GaAs中的量子点提高20倍。四倍激子寿命减少表明适度的Purcell增强。
2011-09-27 physics.optics quant-ph
Anapole resonances in low-index materials
光子谐振腔由于其密集受限光场所产生的大量线性和非线性效应而在当前的研究中受到重视。由低损耗介电材料组成的腔设计可以实现显著的光限制，与其他流派的腔设计如等离子体激元竞争。然而，所有介电光子学中的基本概念，如纳米盘中的阿那极点共振，主要是在高折射率材料如WS2和Si中研究的。在没有额外措施的情况下，低折射率介电纳米盘难以实现类似水平的光限制。在这里，我们提出了可制造的设计空间，更高的限制在一个低折射率的电介质腔，通过将广泛研究，隔离的电介质纳米盘到更广泛的主机结构。特别是，我们专注于六方氮化硼（hBN），一种新型的电介质二维材料，具有明亮的室温单光子发射器，在面内和面外方向的折射率分别为2.1和1.8。由于hBN作为量子光源的潜力，我们通过它们在阿那普尔共振处可实现的Purcell因子来表征我们的腔。支撑结构对腔体共振的影响包括将Purcell因子提高三倍，达到最大观测因子6.2。
2020-03-09 physics.app-ph physics.optics
Trace formula for a dielectric microdisk with a point scatterer
二维介电微腔在微光学领域有着广泛的应用。最近，建立了介质腔的迹线公式，它把介质腔的谐振谱与腔内的周期性光线联系起来。在本文中，我们将这个迹公式推广到具有小散射体的介质圆盘。由于该系统具有长寿命的远场方向性强的谐振腔，因此已被引入微激光器应用。我们表明，它的共振谱不仅包含周期性光线的签名，但也发生在凯勒的几何衍射理论的衍射射线。我们比较我们的结果与封闭腔Dirichlet边界条件。
2011-02-04 nlin.CD physics.optics
Multipolar Decomposition of Magnetic Circular Dichroism in Arbitrarily Shaped Magneto-Dielectric Scatterers
National Institute of Telecommunications - Inatel（国家电信研究所 - Inatel）；Umeå University（于默奥大学）；University of Sao Paulo（圣保罗大学）
本研究通过多极展开方法分析磁电散射体的磁圆二色性，揭示磁化电流的多极共振可能强于传统电介质电流。
2025-10-23 physics.app-ph physics.optics
Cavity-enhanced circular dichroism in a van der Waals antiferromagnet
研究开发了一种腔增强圆二色性技术，通过引入界面反演不对称性，灵敏探测了范德华反铁磁体FePS3的磁序与对称性破缺，并实现了对CD响应的光谱和幅度调控，为检测微弱对称性破缺提供了新途径。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fluorescence-Detected Circular Dichroism of a Chiral Molecular Monolayer with Dielectric Metasurfaces
分子圆二色性的强增强有可能实现有效的不对称光解，这是一种传统上受到产率不足和低对映体过量阻碍的手性分离方法。在这里，我们实验研究如何预测增强共振硅纳米盘附近的光学手性密度提高圆二色性。我们使用荧光检测的圆二色光谱间接测量圆偏振光的差分吸收功能化的硅纳米盘阵列的单层的光学活性分子。重要的是，分子和纳米盘天线具有光谱一致的共振，我们的荧光技术使我们能够从分子中去卷积吸收纳米盘。我们发现，增强的荧光检测圆二色性信号依赖于纳米光子共振与模拟差分吸收和光手性密度的良好协议，而没有信号被检测到吸附在无特征的硅表面上的分子。这些结果验证了纳米光子平台用于具有较低能量要求的不对称光解的潜力
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Emission from dielectric cavities in terms of invariant sets of the chaotic ray dynamics
本文用不变混沌鞍的性质描述了介质腔中的混沌射线动力学。我表明，在特定方向上的远场发射的本地化有关的鞍形的不稳定的流形，沿腔体内的能量分布的非线性模式。对于具有混合相空间的腔，混沌鞍分为双曲和非双曲分量，分别与腔内能量的中间指数（t<tc）和渐近幂律（t> tc）衰减有关。鞍形腔的两个分量的流形的对齐解释了为什么即使腔内的能量集中从t <t_c to t>t_c急剧变化，远场发射也只会发生轻微的变化。环形台球的模拟证实和说明的预测。
2009-02-02 nlin.CD physics.optics
Nonlinear optical heating of all-dielectric super-cavity: efficient light-to-heat conversion through giant thermorefractive bistability
共振纳米结构的光学加热是现代纳米光子学的关键问题之一，根据应用的不同，可能是有害的，也可能是期望的。尽管对于金属和半导体谐振系统，光-热转换的线性状态被很好地研究为临界耦合条件，但是仍然缺少在高强度光照射下优化光学加热的明确策略。在这项工作中，我们提出了一个简单的分析模型，这样的问题考虑到材料的性质变化所造成的加热。它使我们能够推导出一个新的一般临界耦合条件的非线性情况下，需要违反直觉的初始光谱之间的泵浦光频率和共振的不匹配。基于所提出的策略，我们开发了一种有效的非线性光学加热的优化设计，它采用了一个圆柱形的纳米粒子支持准束缚态的连续模式（准BIC或所谓的“超腔模式”）由入射方位角矢量光束激发。我们的方法为与光学加热和双稳态相关的各种非线性实验提供了背景，其中强激光束的自作用可以改变被照射纳米结构的共振特性。
2022-05-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Post-fabrication tuning of circular Bragg resonators for enhanced emitter-cavity coupling
本文提出通过制备后重复湿法化学刻蚀校正圆形布拉格谐振器与嵌入量子点之间的光谱失配，在AlGaAs谐振器中实现约16 nm波长调谐和4倍Purcell增强，并验证该方法可推广至其他材料平台以提升器件产率。
2023-09-27 physics.optics quant-ph
Strong Optical Confinement between Non-periodic Flat Dielectric Gratings
我们提出了一种新的光学微腔的设计，其中的光能主要驻留在自由空间，因此很容易访问的异物，如原子，分子，机械谐振器等，我们描述了这些谐振器的物理，并提出了一种基于随机优化的设计方法。给出了衍射极限模体积和品质因数在$10^4$ - $10^6$范围内的腔设计。在纯平面几何形状的情况下，可以使用常规的微米和纳米制造工艺将腔体容易地集成在芯片上。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
