Resonant modes in triangular dielectric cavities
讨论了具有正三角形截面的高介电常数介质棱镜的谐振光学模式。标量亥姆霍兹方程的Dirichlet边界条件，适当的传导边界的本征模解，适用于此目的。分析了这些模式中存在的特定平面波分量的全内反射行为和隐含的模式限制时，导电边界被替换为尖锐的介电失配。还讨论了通过调整纵向波矢量$k_z$来改善TIR约束。对于二维电磁解（$k_z=0$），TE偏振导致比TM偏振更长的寿命，假设在拐角处的倏逝边界波的逃逸是主要的衰减过程。
2004-08-31 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
Deterministic design of wavelength scale, ultra-high Q photonic crystal nanobeam cavities
光子晶体纳米束腔是光通信，光学力学，光流体学，腔QED等多功能平台的兴趣在以前的工作\cite{quan10}，我们提出了一种确定性的方法来实现可编程\emph{Q}腔。这一后续工作提供了系统的分析和确定性的设计配方的验证，并进一步扩展到空气模式腔的讨论。我们演示了$Q>10^9$的介电模和空气模腔的设计，以及高\emph{Q}（$>10^7$）和高谐振传输（$T>95%$）的腔。
2011-08-12 physics.optics quant-ph
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
The Dielectric Bowtie Effect: Classical Electromagnetic Edge Singularities in Subwavelength Cavities
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
研究介电蝴蝶结纳米腔中光增强现象，揭示其为经典电磁边缘奇点的有限几何实现，阐述尖端半径、间隙和长度的不同作用，通过静电及三维准正常模式模拟证实缩放定律并展示近场机制。
2026-07-14 physics.optics
A Gaussian-optical Approach to Stable Periodic Orbit Resonances of Partially Chaotic Dielectric Micro-cavities
利用抛物方程方法，在短波长范围内构造了介质微腔中局域在稳定周期光线轨道上的准束缚模。这些模式被示出共存的不规则间隔的“混乱”模式的一般情况下。准束缚模式的波矢量子化规则推导出一个简单的物理解释的菲涅耳反射;准束缚模式显式构造和数值计算结果相比。的谐振腔的离散对称性的效果进行了分析，并示出产生准简并多重峰，这些多重峰的平均分裂计算的方法从量子混沌理论。
2002-06-29 nlin.CD 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
Low-loss amorphous dielectric metasurface mirror for precision optical cavities
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文设计并实验实现了1064 nm波长下低损耗非晶介质超表面反射镜，峰值反射率99.10%，损耗0.26%，可将涂层布朗噪声降低3-5倍，有望提升精密光学腔性能。
2026-09-30 physics.ins-det 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
Topology-Optimized Dielectric Cavities for Enhanced Excitonic Light Emission from $\rm WSe_{2}$
该研究设计并制备兼容 CMOS 的拓扑优化硅介质腔阵列，以极端亚波长近场局域增强 WSe₂ 激子耦合，实现十倍 PL 增强、寿命缩短及可扩展集成。
2025-09-30 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
Comparative numerical studies of ion traps with integrated optical cavities
我们研究了一系列的射频离子阱的几何形状，并调查其捕获电位的集成介质腔镜的效果。我们的目标是确定离子阱和腔的配置，最适合实现小腔体积，从而大的离子-光子耦合所需的可扩展的量子信息网络。特别是，我们调查的捕获电位失真所造成的介质材料的腔镜为不同的反射镜取向相对于捕获电极，以及反射镜错位。分析了反射镜材料的介电常数、表面电导率等对反射镜性能的影响，并研究了表面电荷对反射镜性能的影响。最小的捕获电位失真被发现，如果腔沿电极几何形状的主要对称轴对齐。这些腔配置也似乎是最稳定的任何镜子失调。
2016-10-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optomechanically induced optical trapping system based on photonic crystal cavities
本研究提出基于电介质光子晶体纳米束腔的新型光阱，利用光力学反作用突破传统光阱衍射极限等局限，数值模拟验证其可实现56nm窄阱宽的亚微米颗粒悬浮，光吸收较传统光镊降43倍，还可构建亚衍射极限动态势场，为精密传感和量子实验提供新途径。
2023-04-19 physics.optics
Half-period Aharonov-Bohm oscillations in disordered rotating optical ring cavities
在旋转坐标系中的麦克斯韦方程组与存在磁场的带电粒子的薛定谔方程之间存在类似性。我们利用这个类比指出，在适当的条件下，在旋转框架中的电磁现象，可以表现出周期性的旋转的角速度。特别地，在无序环形腔中，人们发现在无序金属的介观物理学中众所周知的Al'tshuler-Aronov-Spivak效应的光学模拟。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Boundary element method for resonances in dielectric microcavities
本文介绍了一种基于格林函数技术的边界元方法，用于计算准二维介质腔中具有中间寿命的谐振腔。它可以应用于单个或多个光学谐振腔的任意形状，包括角落，为TM和TE偏振。对于具有对称性的腔，描述了对称性约简。讨论了伪解的存在性。通过计算两个耦合六边形腔的共振，证明了该方法的有效性。
2002-12-10 nlin.CD physics.gen-ph physics.optics
Chaotic resonance modes in dielectric cavities: Product of conditionally invariant measure and universal fluctuations
我们推测，散射系统中的混沌共振模式是经典动力学的条件不变测度和普适指数分布涨落的产物。第一个因子的多重分形结构强烈依赖于模式的寿命，并描述了具有相似寿命的模式的平均值。该猜想支持在小波长的混沌射线动力学的介质腔，特别是实验相关的模式与最长的寿命。我们解释疤痕的绝大多数模式沿段的射线的多重分形和普遍的波动的基础上，这是从概念上不同的轨道疤痕。
2022-11-17 nlin.CD physics.optics
Analogies between optical propagation and heat diffusion: Applications to micro-cavities, gratings and cloaks
最近提出了非均匀各向异性介质中光传播与热扩散的一种新类比[S。盖诺角Amra和D. Veynante，Optics Express第20卷，8207-8218（2012）]。详细推导这种非常规的对应关系的介绍和发展。在时间谐波区，所有的热参数都与人工金属介质中的光学参数有关，从而使使用光学数值代码成为可能。然后将光学导纳理论推广到多层结构中的热传导问题。讨论了平面微腔、衍射光栅和平面变换光学器件的概念。强调类比的结果和局限性。
2015-03-03 physics.optics
Fabry-Pérot open resonant cavities for measuring the dielectric parameters of mm-wave optical materials
本研究针对毫米波宇宙学实验对低温下光学材料特性精确表征的需求，采用兼容4K低温恒温器的半球形Fabry-Pérot开放式谐振腔，可在室温和低温下测量低损耗材料的介电与散射损耗，还介绍了相关准光腔的应用及提高腔精细度的研究。
2024-11-01 astro-ph.IM 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
Polarization-Insensitive Integration of Nanoparticle-on-a-Slit Cavities with Dielectric Waveguides for On-chip Surface Enhanced Raman Spectroscopy
本研究提出并实验验证了NPoS等离子体腔与硅基氮化硅狭缝波导的偏振不敏感集成方案，可通过TE和TM基模驱动腔，结合金纳米球确定性定位实现片上BPT分子表面增强拉曼光谱检测，为片上等离子体腔集成应用提供支撑。
2024-10-21 physics.optics
Differential Refractive index sensor based on Photonic molecules and defect cavities
提出了一种基于介质柱光子分子阵列和两个结构缺陷腔的新型差示折射率传感器。作为传感器的光子拟议的结构的透射谱示出了一个宽的光子阻带与两个本地化的状态。其中之一，参考状态，是绑定到一个十边形环的圆柱和其他的，感测状态，缺陷腔的晶格。结果表明，缺陷模式是非常敏感的介电常数不同于周围的圆柱体的材料的存在下，而在PM中的状态是不受它们的存在。这种行为允许设计用于感测应用的设备。传感器的原型，在微波区，是建立使用由钠钙玻璃圆柱体（介电常数为4.5）制成的3x 2 PM阵列的矩阵。在微波范围内（8-12 GHz）的透射光谱测量与不同的折射率的样品插入到缺陷腔。时域有限积分法的模拟结果与实验结果吻合较好。我们发现传感器的响应是线性的。器件测量范围由组成器件的圆柱体的介电常数决定。由于麦克斯韦方程组的标度不变性，本文给出的微波区的结果可以外推到可见光区。这使得我们的原型作为传感器也在光学范围内的一个有前途的结构。
2016-04-26 physics.optics
Nanometer-scale photon confinement in topology-optimized dielectric cavities
纳米技术原则上可以实现从设计到设备的精确映射，但迄今为止依赖于人类的直觉和简单的优化。在纳米光子学中，一个核心问题是如何制造光-物质相互作用强度仅受材料和纳米纤维限制的器件。在这里，我们集成测量的制造限制到拓扑优化，旨在最强的光-物质相互作用在紧凑的硅膜，展示了一个前所未有的光子纳米腔与模式体积的$V\sim3\times10^{-4}\,λ^3$，品质因数$Q\sim1100$，和足迹$4\,λ^2$电信光子与$λ\sim 1550$ nm波长。我们制造的腔，它限制在8纳米硅桥内的光子，并使用近场光学测量进行第一次实验证明光子限制到一个单一的热点远低于衍射极限在100。
2022-03-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
S and Q Matrices Reloaded: applications to open, inhomogeneous, and complex cavities
本文提出了一种计算开放介质腔共振的通用数值算法。重点是系统配置的一般性，即（主）腔（和可能的夹杂物）和内部和外部介电介质（均匀和不均匀）的几何形状。该方法是基于散射形式主义，以获得（准）-本征模的位置和宽度。该方法的核心在于散射S矩阵及其相关的延迟Q矩阵，它包含了相应散射实验的所有相关信息。例如，电磁近场和远场很容易提取。将显示选定系统的传播方法的灵活性。
2013-05-02 physics.optics
Perturbation theory of nearly spherical dielectric optical resonators
不同尺寸的电介质球可以维持在光频率下以非常窄的线宽谐振的电磁回音壁模式。与球形形状的任意小偏差通常会使这种共振移位和加宽。我们的目标是确定这些移位和加宽的共振。一个多世纪以前，Rayleigh发展了一种近似圆形薄膜声振动的边界条件摄动理论。我们将这一理论推广到描述近球形介质腔的电磁激励。这种方法使我们能够避免处理衰减拟正规模式。我们明确地发现任意变形的近球形介质腔的光共振的频率和线宽，作为幂级数展开的一个小参数，直到并包括二阶项。我们深入讨论了微扰论适用的物理条件。
2021-08-20 math-ph math.MP physics.optics
Enhancement and speed-up of carrier dynamics in a dielectric nanocavity with deep sub-wavelength confinement
本研究实验探究了尺寸低至12nm的拓扑优化硅基蝴蝶结纳米腔的超快动力学，证实其深亚波长光局域可增强双光子吸收载流子产生速率、缩短载流子恢复时间并提升消光比，为新型低功耗超快光学器件奠定基础。
2024-12-11 physics.optics
Modelling Defect Cavities Formed in Inverse Three-Dimensional Rod-Connected Diamond Photonic Crystals
三维光子晶体中的缺陷腔可以在介质材料允许的最小体积内捕获和存储光，从而增强非线性和腔QED效应。在这里，我们使用平面波展开和时域有限差分方法研究含有点缺陷腔的逆棒连接金刚石（RCD）晶体。通过优化晶体的尺寸，获得了较宽的光子带隙。然后可以通过在晶体中引入点缺陷来设计中带隙谐振。我们调查了各种单一的球形缺陷在不同位置的单位细胞集中在高折射率对比度（3.3：1）的反RCD结构，品质因数（Q因子）和模式体积的谐振腔模式计算。通过选择由位于四面体排列中心的单个球缺陷组成的对称排列，获得了< 0.06立方波长的模体积，这是高折射率腔的记录。
2017-01-18 physics.optics quant-ph
Hybrid photonic-bandgap accelerating cavities
在最近的一项研究中，我们研究了二维点缺陷光子带隙腔组成的介质棒安排根据各种代表性的周期性和非周期性晶格，特别强调粒子加速（沿纵轴）的可能应用。在本文中，我们提出了一个新的研究，旨在突出使用混合结构的基础上，上述介电配置的可能优势，但具有金属棒在最外面的区域，极高的品质因数，带隙为基础的，加速谐振器的设计。在这个框架中，我们考虑不同的配置，具有不同的（周期性和非周期性）晶格几何形状，尺寸和介电/金属分数。此外，我们还探讨了可能的改进，可通过使用超导板，以限制在纵向方向上的电磁场。从我们的比较研究的结果，在微波区的实验验证（在室温和低温）支持的数值全波模拟的基础上，确定候选参数配置能够产生最高的品质因数。
2009-10-02 physics.acc-ph physics.optics
Hybrid Photonic-Plasmonic Cavities based on the Nanoparticle-on-a-Mirror Configuration
混合光子-等离子体腔已经作为一种新的平台出现，以增加光-物质相互作用，能够以单独的光子或等离子体腔无法实现的单一方式增强Purcell因子。在迄今为止提出的主要由金属蝴蝶结天线组成的混合腔中，由光刻以可重复的方式限定的等离子体间隙尺寸被限制为最小值\approx 10 nm。镜面上纳米粒子（NPoM）腔在实现最小可能模式体积方面要优越得多，因为可以产生小于1 nm的间隙。在这里，我们设计了一个混合腔，它结合了NPoM等离子体腔和介电纳米束光子晶体腔在横磁（TM）偏振操作。金属纳米颗粒可以放置在非常靠近（< 1 nm）介电腔的上表面，其充当低反射率镜。我们通过数值计算证明，这种混合等离子体-光子腔结构具有高于10^{3}的品质因数Q和低至10^{ \num{-3} }的归一化模体积V，从而导致高的Purcell因子（FP \approx 10 ^5），同时利用当前技术在实验上是可行的。我们的研究结果表明，具有亚纳米间隙的混合腔应该为增强纳米光子系统中的光-物质相互作用开辟新的途径。
2021-06-03 physics.optics
Scalable construction of hybrid quantum photonic cavities
The MITRE Corporation（MITRE公司）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学光学科学学院）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
本研究提出了一种可扩展的混合量子光子谐振腔构建方法，实现了高品质因子和可调谐的谐振腔，用于多路复用量子中继器设计。
2024-10-04 physics.optics quant-ph
Methods for 3-D vector microcavity problems involving a planar dielectric mirror
我们开发并演示了两种数值方法来解决这类开放腔问题，其中涉及一个弯曲的，圆柱对称的导电镜面对一个平面介质堆。这种圆顶形腔由于其将光紧密聚焦到平坦表面上而有用。第一种方法使用贝塞尔波基。从这种方法发展出一种双基方法，它最终使用多极基。每一种方法都适用于标量场和电磁矢量场，并给出了明确的“最终用户”公式。所有这些方法都完全通过其s和p偏振的2 \times 2传递矩阵来表征任意介质堆叠反射镜。我们解释我们的方法的理论和实践的局限性。非平凡的演示，包括一个堆栈诱导的效果（近退化拉盖尔-高斯模式的混合），可能会持续任意远到傍轴极限。处理了50 λ大的腔，远远超过了以前报道的任何矢量解。
2004-06-23 physics.optics
Proton irradiation robustness of dielectric mirrors for high-finesse Fabry-Pérot resonators in the near-infrared spectral range
我们表明，质子辐照与注量的$3.6\times10^{10}$ /cm $^{2}$在低能量（$<$ 36 MeV）和$1.46 \times 10^{10}$ /cm $^{2}$在高能量（40 MeV和90 MeV的组合）的介质镜的法布里-珀罗腔的精细度约为700 000的原因小于5%的精细度的变化。此外，没有观察到对腔的耦合效率的影响，效率约为70%。辐照使用的光谱近似于为时空探测器和量子等效空间测试（STE-QUEST）任务[ \url{http://sci.esa.int/ste-quest/} ]提出的持续时间为5年的高度椭圆地球轨道的质子能谱。
2013-10-02 physics.ins-det physics.optics
Differential molecule-cavity mode coupling in soft-cavities
分子吸收、传输和发射光的方式可以通过将它们耦合到光学腔来显著改变。改性的程度通常由腔-分子耦合强度来定义。评估这种耦合强度的不同类型的模式支持的腔是至关重要的，在设计腔的分子腔耦合。在这里，我们探测一个独特的多模腔，介质微球，也称为软腔，它支持两种不同类型的模式，暗场散射（DFS）模式和回音壁模式（WGM）。虽然看似相似，这些模式表现出不同的特性，如空间电场分布，共振线宽等。我们研究了耦合的单层J-聚集染料分子和介电塑料微球使用两种技术，远场激发和倏逝波激发产生DFS模式和WGM分别。我们发现，使用WGM，我们观察到一个明确的签名强耦合，而DFS模式，我们没有。我们将我们的实验数据与一个简单的耦合振荡器模型进行了比较，并进行了基于有限元方法的数值模拟，以更清楚地了解我们的实验结果。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum versus Classical Descriptions of Spontaneous Emission in Nanophotonic Cavities
本文证明纳米光子腔中自发发射的量子与经典描述通常不同，推导了发射率增强及相关参数，并指出在特定腔型下两者趋于一致。
2025-10-27 physics.optics
Quantization of quasinormal modes for open cavities and plasmonic cavity-QED
我们引入了基于准正规模的第二量子化方案，准正规模是具有复本征频率的泄漏光学腔和等离子体共振器的耗散模。该理论使任意三维耗散共振器的多等离子体/光子Fock态的建设，并给出了一个坚实的理解的限制现象耗散Jaynes-Cummings模型。在一般情况下，我们展示了不同的准正规模式如何通过非对角模式耦合干涉，并演示了这些结果如何影响腔修改的自发发射。为了说明理论的实际应用，我们使用金纳米棒二聚体和混合电介质-金属腔结构的例子。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nanometer-scale Cavities for Mid-infrared Radiation via Image Phonon Polariton Resonators
本文提出在SiC极性电介质上沉积银纳米立方体，实验实现反对称镜像声子极化激元模式，将中红外辐射限制在比自由空间小近十亿倍的模式体积内，品质因子超过180，为纳米尺度长波长强光-物质相互作用控制开辟了新途径。
2025-05-05 physics.app-ph physics.optics
Optimization of conformal whispering gallery modes in limaçon-shaped transformation cavities
在用保角变换光学设计的Limaçon型梯度折射率介质腔中，跟踪了谐振模的Q因子和发射方向性在系统参数空间中的变化。对于这些腔，它们的边界形状和折射率分布确定在每种情况下，由一个选定的保角映射，这是作为一个坐标变换。通过数值计算发现，一般高Q谐振模的双向性因子与其Q因子并不成正比。对于全内反射支持的各向异性回音壁模式，获得了强双向性和高Q因子共存的最佳系统参数。
2019-01-10 physics.optics
High efficiency coupling of free electrons to sub-$λ^3$ modal volume, high-Q photonic cavities
本研究设计并实验验证了模体积小于$λ^3$的高Q因子硅光子晶体狭缝腔，实现了100 kV自由电子与准TE模式的高效耦合，单电子产生光子概率达3.2%，为自由电子量子纳米光学应用提供了优秀平台。
2023-07-28 physics.optics
Frequency stability of cryogenic silicon cavities with semiconductor crystalline coatings
采用低温参考腔的现有技术的光学振荡器在性能上受到与反射镜涂层的机械耗散相关联的布朗热噪声的限制。最近，结晶Al $_{1-x}$ Ga $_{x}$ As/GaAs涂层已成为改善涂层热噪声的有希望的候选者。我们测量了两个全结晶的低温参考腔的频率噪声，该参考腔具有Al $_{0.92}$ Ga $_{0.08}$ As/GaAs光学涂层。我们报告先前未测量的双折射噪声与反相关的频率波动之间的偏振模式的结晶涂层，并确定变量，影响其大小。比较两个低温参考腔之间的双折射噪声揭示了一组现象学的缩放与腔内功率和模式面积。我们实现了一个询问方案，消除了这两个偏振模式的同时探测噪声。这种消除后剩余的残余噪声大于两个腔的热噪声限制，但仍低于先前测量的等效谐振器与介电涂层的不稳定性。虽然这些新的噪声机制的来源还不清楚，我们证明，晶体涂层可以提供稳定性和灵敏度的谐振器采用介电涂层的竞争力。
2022-10-26 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Adiabatic embedment of nanomechanical resonators in photonic microring cavities
我们报道了一个电路腔光机械系统，其中纳米机械谐振器被机械地嵌入到具有超低过渡损耗的光学环形谐振器中。纳米机械装置形成水平硅槽环谐振器的顶层的一部分，其使得能够经由锥形纳米间隙色散耦合到电介质衬底。我们的测量结果表明，几乎不妥协的光学品质因数（Q）后，释放的机械光束。
2014-02-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Effects of boundary roughness on a Q-factor of whispering-gallery-mode lasing microdisk cavities
我们进行数值研究的侧壁缺陷的激光应用的光盘腔的共振态展宽的影响。我们证明，即使是小的边缘粗糙度导致急剧退化的高Q回音壁（WG）模式谐振降低其Q值的许多数量级。同时，低Q WG共振对表面粗糙度相当不敏感。本文用散射矩阵技术对数值模拟结果进行了分析，并结合经典射线图象中截面的庞加莱曲面的检验，从弯曲介质界面上的波反射的角度对数值模拟结果进行了解释。
2003-05-27 physics.optics
Two regimes of confinement in photonic nanocavities: bulk confinement versus lightning rods
我们提出了一个理论研究的介质蝴蝶结腔，并表明，它们是由两个本质上不同的限制制度。第一种是体电介质内部的限制，第二种是局部避雷针状态，其中场在尖角处局部增强，并且可能产生消失的模体积，而不一定增强体电介质内部的模。我们表明，虽然散装制度是让人想起在传统的纳米腔的限制，最常用的定义的模式体积计实际上的避雷针效应时，应用到超紧凑的腔，如领结。区分这两种制度将是至关重要的未来研究纳米腔，我们的见解表明如何获得强烈增强的光-物质相互作用在大带宽。
2021-11-11 physics.optics
Single-molecule strong optomechanical regimes in SERS via hybrid plasmonic cavities
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)（凝聚态物理中心（IFIMAC））；Instituto Nicolás Cabrera（尼古拉斯·卡布雷拉研究所）
该研究利用混合等离激元腔实现单分子强光力学 regime，通过特定模式照射观测到SERS光谱增强分裂，计算二阶光子关联以表征非经典特性，为SERS领域提供了新的光力学调控方案。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonlinear eigenvalue problem for optimal resonances in optical cavities
本文研究了一维开放光学谐振腔的谐振优化问题。腔的结构由其介电常数函数e（s）表示。假设e（s）取范围1 <= e_1 <= e（s）<= e_2中的值。问题是设计，对于一个给定的（实）频率，一个谐振腔具有最小可能的衰减率。我们将自己限制在一个给定频率的共振，定义腔和共振模式的局部极值衰减率，然后研究它们的性质。我们证明了这种局部极值腔是由两种材料交替层组成的一维光子晶体，它们具有极端允许的介电常数e_1和e_2。为了找到这些层的厚度，局部极值共振模式的非线性本征值问题推导。层间界面的坐标可用相应模态的ar函数表示。因此，衰减率最小化的问题被简化为一个四维的问题，即找到一个两个变量的函数的零点。
2012-07-25 math.OC math.SP physics.optics
Mode matching in second order susceptibility metamaterials
我们提出了一个有效的模型为亚波长周期性图案化的金属层，其空腔填充有非线性介电材料，这占的线性和二阶行为。均匀化层的有效非线性极化率由介电材料的非线性和几何参数驱动，从而导致比现有材料高得多的极化率。当与共振一起使用时，这导致非线性过程的巨大增强。此外，多个谐振发生在金属腔，我们调查的模式匹配的情况下，频率转换过程，并显示它如何进一步提高其效率。
2016-02-25 physics.optics
Scattering matrix approach to the resonant states and Q-values of microdisk lasing cavities
本文发展了一种散射矩阵方法，用于数值计算任意形状和折射率任意变化的非理想光盘腔的谐振态和Q值。所开发的方法已被应用于研究表面粗糙度和折射率的不均匀性对激光应用的微盘腔的Q值的影响。我们证明，即使是小的表面粗糙度可以导致许多数量级的高Q腔模式的急剧退化。结合Poincare截面曲面和Husimi分布的检验，从波在弯曲介质界面上的反射角度对数值模拟结果进行了分析和解释。
2003-07-03 physics.optics
Demonstration of a High-Q Subwavelength Dielectric Nanocylinder
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton - Center for Nanophotonics（纳米光子学中心）
本研究利用连续介质中的束缚态（BIC），研制出Q值超1000的超小尺寸磷化铟亚波长纳米柱，为高性能小型光子器件提供了新方案。
2026-07-30 physics.optics
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
Nonradiating and radiating modes excited by quantum emitters in open epsilon-near-zero cavities
控制嵌入在光学腔中的量子发射体（QE）的发射和相互作用性质是在纳米尺度下工程化光-物质相互作用以及量子信息处理发展的关键技术。最先进的光学腔是基于高Q光子晶体和介质谐振器。然而，用更奇特的材料雕刻的空腔可能会获得更丰富的反应。在这里，我们从理论上研究了嵌入开放的ε近零（ENZ）腔中的量子阱的发射和相互作用性质。使用分析方法和数值模拟，它表明，开放ENZ腔提出了支持nonradiating模式独立的腔的外部边界的几何形状（形状，大小，拓扑结构.）的独特属性。此外，在辐射和非辐射模式之间切换的可能性使得能够动态控制QE的发射和QE之间的相互作用。这些现象提供了前所未有的自由度在控制和捕获领域内的光学腔，以及在腔光和声机械系统的设计。
2015-12-03 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
Temporal cavities as temporal mode filters for frequency combs
本文提出基于时间腔概念实现真正的单模时间滤波器，作为空间模式清洁腔的时间域类比，为时频计量和多维量子信息处理提供稳健的时间模式滤波与检测工具。
2023-03-16 physics.optics
Fabry-Pérot Metacavities with Single-Layered Dielectric Metamirrors
College for Advanced Interdisciplinary Studies and Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology（国防科技大学前沿交叉学院与南湖激光实验室）；Hunan Provincial Key Laboratory of Novel Nano-Optoelectronic Information Materials and Devices, National University of Defense Technology（国防科技大学湖南新型纳米光电信息材料与器件重点实验室）
本研究提出了一种基于单层介电超镜的法布里-珀罗超材料腔体，通过解析方法实现共振调谐，可实现高Q因子的光学共振控制。
2026-01-09 physics.optics
Purcell modified Doppler cooling of quantum emitters inside optical cavities
该研究提出一种基于大腔损耗和Purcell增强的多普勒冷却机制，用于冷却无闭合跃迁的量子发射体，并推广至多粒子集体强耦合情形。
2024-03-07 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Leaky modes of waveguides as a classical optics analogy of quantum resonances
提出了一种经典的光学波导结构来模拟量子力学中一维短程势场的共振。该类比是基于波导的引导和辐射模式与量子阱的束缚和散射态之间的众所周知的相似性。由于共振是散射状态，在散射体的影响区域中花费一些时间，我们将它们与波导的泄漏模式相关联，后者的特征在于在传播方向上遭受衰减，但在横向方向上呈指数增加。这种相似性是完全的，因为共振（漏模）可以被解释为具有有限寿命（纵向位移）的束缚态（导模）。作为一个直接的应用程序，我们计算的泄漏模式（共振）与介质均匀板（方阱势），并表明这些模式的衰减，因为它们传播。
2015-06-23 physics.optics quant-ph
