Universal single-mode lasing in fully chaotic two-dimensional microcavity lasers under continuous-wave operation with large pumping power
对于完全混沌的二维微腔激光器，在腔尺寸远大于波长和外部泵浦功率足够大的假设下，提出了一种既保证稳定单模激射态存在又保证稳定多模激射态不存在的理论.理论上表明，这些普遍的光谱特性产生于两种不同类型的非线性的协同效应：腔形状的变形和模式的相互作用，由于激光介质。我们的理论是基于麦克斯韦-布洛赫方程的定态的线性稳定性分析，并占单模激光现象中观察到的实际和数值实验的完全混乱的二维微腔激光器。
2017-12-16 nlin.CD physics.optics
Spatio-temporal lasing dynamics in a Limaçon-shaped microcavity
利玛松型微盘激光器具有低阈值、单向输出等优点，是一种很有前途的片上光源。对Limaçon型半导体微腔的激光动力学进行了实验研究。边缘发射在很宽的空间和时间尺度上表现出强度波动。它们是在不同时空尺度上发生的多个不同起源的动态过程的结果。主要过程是两个输出光束之间的交替振荡，周期短至几纳秒。
2023-01-17 physics.optics
Chaos-assisted directional light emission from microcavity lasers
通过引入适当设计的变形盘腔，研究了动态隧穿效应对射线混沌微腔辐射的影响。我们重点研究了它的高品质因数模，这些模强烈地局限于由全内反射限制的稳定的周期性光线轨道。结果表明，占主导地位的发射起源于隧道从周期性的射线轨道的混沌的，后者最终逃离腔折射，导致定向发射，这是意想不到的周期性轨道的几何形状，但充分解释了不稳定流形的混沌射线动力学。实验进行选择性激发这些模式，我们成功地观察到的方向性发射与理论预测。这提供了决定性的实验证据的动态隧穿的光线混沌微腔。
2010-04-22 nlin.CD physics.optics
Statistics of Chaotic Resonances in an Optical Microcavity
无论是有界系统还是开放系统，本征模的分布都受到广泛的关注。在混沌领域，计数共振可以表征潜在的动力学（规则与混沌），并且通常有助于识别经典到量子的对应关系。在这里，我们研究，从理论和实验两方面，在一个光学微腔与规则和混沌动力学的混合相空间的混沌共振的统计。混沌模式的数量的信息是通过计数规则模式，耦合到前者通过动态隧道提取。实验数据与已知的半经典预测的依赖性的开放通道的数量上的混沌共振的数量是一致的，而他们偏离显着从一个纯粹的随机矩阵理论为基础的治疗，一般。我们将这一结果归因于射线的弹道衰减，它发生在Escherichfest时间内，重要的是，在瞬态混沌的时间尺度内。该方法为开放系统混沌共振的统计分析提供了一种通用工具。
2016-04-05 nlin.CD physics.optics quant-ph
Mode-mode coupling theory of resonant pumping via dynamical tunneling processes in a deformed microcavity
提出了变形微腔中动态隧穿共振泵浦的模-模耦合理论。从混沌模和高Q正则模的耦合微分方程的稳态解出发，得到了泵浦效率与泵浦失谐量、耦合常数和相关模的衰减率的函数关系。我们发现，泵浦激发的混沌模式作为一个整体可以被看作是一个单一的泵模式的有效衰减率和有效的耦合常数与规则模式。我们还表明，定期模式的衰减率提高了动力学隧道到所有的混沌模式。提出了由二维变形微腔的抽运效率计算有效耦合常数的分析方法。
2010-05-25 physics.optics quant-ph
Unidirectional light emission from low-index polymer microlasers
我们报告的实验与变形的聚合物微激光器，具有低折射率，并表现出单向光发射。我们证明了这种高方向性的辐射是由于光线沿相空间中混沌鞍的不稳定流形的传输。实验，光线跟踪模拟和模式计算显示非常好的协议。
2015-03-12 physics.optics
Chaos-induced transparency in an ultrahigh-Q optical microcavity
我们通过实验证明了一种新的诱导透明形式，即，混沌诱导的透明度，在一个轻微变形的微腔，支持连续的混沌模式和离散的规则模式与Q因子超过3X？10^7当被聚焦激光束激发时，透射光谱中的诱导透明源于两个平行光路的相消干涉：（i）混沌模式的直接折射激发，以及（ii）通过混沌辅助的动力学隧道机制耦合回混沌模式的超高Q规则模式的激发。通过控制激光束的焦点位置，诱导透明经历高度可调谐的Fano样非对称线形。实验结果模拟的量子散射理论，并表现出良好的协议。这种混沌诱导的透明性伴随着非常陡峭的正常色散，并可能开辟新的可能性，戏剧性的慢光行为和非线性相互作用的显着增强。
2012-09-20 physics.optics quant-ph
Directional emission, increased free spectral range and mode Q-factors in 2-D wavelength-scale optical microcavity structures
从回音壁（WG）模式半导体微盘谐振器实现单模操作和高度定向（优选单向）面内光输出而不严重降低模式Q因子挑战了低阈值微激光器的设计者。为了解决这个问题，基本的设计规则来调整光谱和发射特性的微尺度光学腔结构与纳米尺度的功能，通过定制它们的几何形状，本文制定和讨论。这些规则的有效性和实用性证明了一些以前研究的腔形状与全球和局部变形。规则提供导致新的改进WG模式腔的设计，其中两个：一个十字形的光子分子与引入的不对称性和光子晶体辅助的微盘谐振器。这两种设计都产生简并模式分裂，以及分裂模式之一的Q因子增强和定向光输出。
2006-07-22 physics.optics
Local perfect chirality at reflection-zeros away from exceptional points in optical whispering gallery microcavity
研究基于第一性原理模型揭示强扰动光学回音壁微腔中APM反射零点可产生远离EP的局部完美手性，并阐明其与EP的参数关系。
2025-02-09 physics.optics
Hybrid integrated narrow linewidth semiconductor laser based on the distributed feedback from an external deformed microcavity
Key Laboratory of Optoelectronic Technology & Systems (Education Ministry of China), Chongqing University（光电技术与系统教育部重点实验室，重庆大学）
本文提出一种混合集成窄线宽半导体激光，通过将DFB激光芯片与变形微腔结合，实现连续波长调谐，显著降低线宽并提升侧模抑制比。
2026-05-07 physics.optics
Formation of Quasi-Bound States in the Continuum in a Single Deformed Microcavity
本文提出在单个变形微腔中通过边界变形构建共享单向辐射通道并诱导外部强模式耦合，实验实现Friedrich-Wintgen准BIC，使长寿命共振的Q因子提升超过3倍，为增强光学微腔Q因子提供实用途径。
2024-08-30 physics.optics
Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q Whispering Gallery mode in microcavities
本文研究并首次提出了变形圆形微腔中高Q值回音壁模的单向发射机理。在相空间中，混沌海中的光通过折射区泄漏出腔，折射区的位置由稳定岛控制。而不动点在不稳定流形中的位置主要决定了光从哪个折射区泄漏出去以及出射的方向。通过控制腔的形状，我们可以调整泄漏区以及固定点的位置，从而在高折射率和低折射率材料中实现具有窄发散角的单向发射高Q值腔
2009-08-25 physics.optics
Random bit generation based on self-chaotic microlasers with enhanced chaotic bandwidth
混沌半导体激光器作为高速随机比特产生器已得到广泛研究，它可用于经典和量子密码系统的密钥产生。在这里，我们提出并证明了一个自混沌微激光器与增强的混沌带宽的高速随机比特产生。通过在变形方形微腔激光器中设计三模相互作用，实现了由双模内部相互作用引起的自混沌激光，并通过引入第三模，利用光子-光子共振效应实现了混沌标准带宽的增强。实现了500 Gb/s随机比特的产生，并通过NIST SP 800-22统计测试验证了随机性。我们的演示承诺微激光器在保密通信，混沌雷达，和光学水库计算的应用，也提供了一个平台，多模非线性激光动力学的研究。
2023-02-09 physics.optics
Control of lasing in fully chaotic open microcavities by tailoring the shape factor
实验证明，半导体微场中的激光可以通过控制其形状来优化。在空间均匀光抽运下，具有大长短轴比的GaAs微场中的第一激光模式通常对应于由多个不稳定周期轨道组成的高质量疤痕模式。沿组成轨道传播的波的干涉可以使特定的长短轴比处的光泄漏最小化。通过使体育场的最佳形状，我们能够最大化的模式品质因数和模式频率对准的增益谱的峰值，从而最小化激射阈值。这项工作打开了大门，混沌微腔激光器通过剪裁的形状因子。
2006-07-26 physics.optics
Multimode Lasing in Wave-Chaotic Semiconductor Microlasers
从理论和实验上研究了具有混沌射线动力学的介质微腔激光器的激射行为。实验表明，D形和体育场形的波混沌腔的多模激光。理论计算还发现了不同形状、尺寸和折射率的多模激光。虽然体育场和D-腔的理论激光光谱之间存在定量差异，但由于存在具有非常高的品质因数的疤痕模式，这些差异随着系统尺寸的增加而减小，并且当考虑到表面粗糙度的影响时，这些差异也大大减小。激光光谱的计算是基于稳态从头计算激光理论，并表明增益竞争是不足以导致在这些系统中的单模激光。
2019-08-14 physics.optics
Wave Chaos in Rotating Optical Cavities
结果表明，即使当光腔的本征模是波混沌时，由于腔的旋转也会产生频率分裂，频率差与角速度成正比，尽管分裂的本征模仍然是波混沌的，不对应于任何单向旋转的波.
2006-09-16 physics.optics
Observation of emission from chaotic lasing modes in deformed microspheres: displacement by the stable orbit modes
结合详细的成像测量在不同的倾斜角度与模拟的射线发射从长形变形的激光微滴，我们得出的结论是概率密度的激光模式在三维介质微腔必须驻留在混沌区域的射线相空间。特别是，这种混沌激光模式的最大发射不是来自边缘最高曲率部分的切线。激光发射被观察到，并计算为非正切和位移的最高曲率，由于稳定轨道的存在。在这封信中，我们提出了第一个实验证据，这种现象的“动态日食”。
2000-12-31 nlin.CD physics.optics
Bloch theorem dictated wave chaos in microcavity crystals
该研究发现晶体动量与微腔内部动力学的内在耦合，将波混沌理论推广至腔晶格系统，揭示了周期系统中波混沌的嬗变规律，为光动力学控制提供新的研究平台与应用方向。
2023-05-08 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.optics
Tuning the shape of semiconductor microstadium laser
本文对不同形状的GaAs微场激光进行了详细的实验研究。与大多数变形微腔不同，激光阈值随体育场的长短轴比而非单调变化。在空间均匀光抽运下，第一激射模式对应于由多个不稳定周期轨道组成的高质量疤痕模式。通过调整GaAs场的形状，我们能够使激光阈值最小化。这一工作证明了控制混沌微腔激光器的可能性。
2007-05-07 physics.optics
Local chirality of optical waves in ultrasmall resonators
在变形微腔中顺时针（CW）和逆时针（CCW）传播的光之间的局部手征对称性可以被波动光学效应打破，当腔尺寸接近波长时，该效应变得显著。我们发现，高品质因数共振模式下的CW和CCW射线轨道的空间分离导致在自由空间中的单向发射。在存在波导的情况下，倏逝波耦合也变成定向的，并且输出方向可以通过沿着腔边界选择耦合位置来改变。我们的研究结果表明，本地的手征性可以用来控制输出方向性，提高收集效率的超小型谐振器的发射。
2012-01-12 physics.optics
Counting statistics of chaotic resonances at optical frequencies: theory and experiments
从检验分形外尔定律的角度出发，利用变形介质微腔作为混沌共振统计分析的实验平台。为了克服读取强烈重叠的光谱所产生的困难，我们利用手头的相空间的混合性质，并且只直接计数高Q回音壁模式（WGM）。这使我们能够绘制更多的损耗混沌共振的统计信息，耦合到高Q规则模式通过动态隧道。三种不同的模型[经典，随机矩阵理论（RMT）的基础上，半经典]解释实验数据进行了讨论。最小二乘分析的基础上，理论估计的Escherichfest时间，和独立的测量，我们发现，一个半经典修改的RMT为基础的表达式最好地描述了实验在其所有的实现，特别是当谐振器耦合到可见光，而RMT单独仍然工作得很好，在红外。在这项工作中，我们重新审查和大大扩展的结果，一个简短的文件发表较早[L。Wang，中国山杨D. Lippolis，Z. Y.李，X.- F.江角，澳-地Gong和Y.- F. Xiao，Phys.Rev.E93，040201（R）（2016）]。
2017-06-02 nlin.CD physics.optics quant-ph
Abnormal high-$Q$ modes of coupled stadium-shaped microcavities
众所周知，具有完全混沌射线动力学的强变形微腔由于其快速混沌扩散到折射发射的临界线而不能支持高Q模。在这里，我们研究了如何修改的Q因子时，两个混沌腔耦合，并表明，一些模式，其Q因子约为10倍以上的相应的单腔，可以存在。这些异常的高Q模式是耦合和腔几何形状的最佳组合的结果。例如，在耦合的体育场形微腔中，模式图案在两个腔上延伸，使得其在两端遵循回音壁型模式，而在两个微腔的最接近接触处形成大耦合点。这种“圆形领结”模式的图案允许该模式具有高Q因子。这种模式图案使微腔两端的光泄漏最小化，因为两端的图案类似于回音壁模式。
2014-08-20 nlin.CD physics.optics
Geodesic photon coupling and non-Hermitian exceptional point of microcavities on topologically curved space
支持回音壁模式的非对称微腔在片上光学信息处理中具有重要意义。我们在拓扑曲面上定义了非对称微腔，其中测地线光轨迹完全重建了腔模特征。空间曲率可以使平板腔中有耗混沌模和岛模的品质因数提高约200倍。当空间曲率使它们共振时，非常不同来源的模式之间发生强耦合和弱耦合，导致腔光子能量和寿命的精细定制。最后，我们证明了通过改变总损耗，可以清楚地观察到一个例外点，在该点处，腔光子能量和寿命都变得简并。我们的工作是在光学混沌动力学、非厄米物理学和测地线光学器件的交叉点上进行的，将为测地线微腔光子学开辟新的领域。
2022-01-25 nlin.CD physics.optics
Negative and positive hysteresis in double-cavity optical bistability in three-level atom
我们提出了一种新的滞后行为的三能级梯型原子系统的双腔光学双稳在平均场极限。耦合原子系统的两个场通过两个独立的单向单模环形腔经历反馈，并同时表现出合作现象。该系统显示了丰富的动力学特征，从正常切换到自脉冲和周期加倍的路线，两个领域的混乱。我们把注意力集中到一个新的驼峰一样的功能，纯粹是由于腔诱导反转，最终导致负滞后的响应中出现的？这可能是唯一的全光学系统，表现出积极的，以及在不同的输入场强度制度的负的光滞后。对于这两个领域，开关时间，相关的临界减速，自脉冲特性，和混沌行为可以控制到一个公平的程度，而且，所有这些效果发生在低输入光水平。
2010-09-09 physics.optics
Observation of non-Hermitian degeneracies in a chaotic exciton-polariton billiard
激子-极化激元是在半导体微腔中由光子和激子（电子-空穴对）强相互作用形成的混合轻物质准粒子。它们已经成为下一代光电应用以及量子多体物理基础研究的强大固态平台。重要的是，激子-极化激元是一个深刻的开放（即，非厄米）量子系统：它需要能量的不断泵送，并连续衰变释放相干辐射。因此，激子-极化激元总是存在于一个平衡的潜在景观的增益和损失。然而，这种势的固有非厄米性质迄今为止在激子-极化激元物理学中很大程度上被忽略了。在这里，我们表明，非厄米性显着修改激子极化激元系统的模式和光谱简并的结构，因此，将影响它们的量子输运，局域化和动力学性质。利用空间结构光泵，我们建立了一个混沌激子-极化激元台球。这个台球的本征模表现出多个非厄米谱简并-例外点。已知这些会引起显著的波动现象，例如单向传输、异常激光/吸收和手征模式。通过改变台球的参数，我们观察到能级的交叉和反交叉，揭示了非厄米系统特有的非平凡拓扑模态结构。我们还观察到模式切换和拓扑Berry相位的参数环包围例外点。我们的发现为激子-极化激元的非厄米量子动力学研究铺平了道路，这可能导致基于极化激元的器件的新功能。
2015-04-04 cond-mat.quant-gas nlin.CD physics.optics
Thermo-optical spiking and mixed-mode oscillations in injected Kerr microcavities
该研究建立含热失谐的注入 Kerr 微腔模型，通过解析与数值模拟揭示热光脉冲、混合模式振荡和混沌尖峰，并分析延迟反馈对可激发性及局域态稳定的作用。
2024-12-03 nlin.PS physics.optics
Frequency-tuning induced state transfer in optical microcavities
光学微腔中的量子态转移在量子信息处理中起着重要的作用，在许多光学器件中是必不可少的，如光学频率转换器和二极管。现有的方案是有效的，并通过调整模式之间的耦合强度来实现。然而，这种方法受到严重限制，由于少量的强度，可以调整和难以执行的调谐在某些情况下，如片上微腔系统。在这里，我们提出了一种新的方法，实现了不同模式之间的状态转移的光学微腔中的中间模式的频率调谐。结果表明，对于典型的频率调谐函数，如线性和周期函数，状态转移可以成功地实现不同的功能。为了优化过程，我们使用梯度下降技术找到一个快速和完美的状态转移的最佳调谐函数。我们还表明，我们的方法具有显着的非互易性与适当的调谐变量，其中一个可以单向转移一个状态从一个模式到另一个，但禁止反向转移。该工作为控制片上光学微腔中的多模相互作用提供了一种简单有效的方法，在全光器件中具有实际应用价值。
2019-12-02 physics.optics quant-ph
