Normal Mode Splitting and Force Sensing in Cavity Magnomechanical System
本研究通过腔磁力系统，利用光学参量放大器增强光-声子耦合，实现法向模式分裂，为量子传感与信息处理提供可调谐器件方案。
2025-08-05 physics.optics
All-fiber all-normal-dispersion femtosecond laser with nonlinear multimodal interference based saturable absorber
在这封信中，我们展示了第一个全光纤全正常色散掺镱振荡器与非线性多模干涉为基础的可饱和吸收体能够产生超短耗散孤子脉冲。除了用作可饱和吸收体之外，在单模光纤之间使用多模光纤段还确保了通过获得耗散孤子锁模所必需的多模干涉再成像的带通滤波。该振荡器产生了平均功率为5.8 mW、脉宽为5 ps、重复频率为44.25 MHz的1030 nm耗散孤子脉冲。脉冲通过外部光栅压缩器去啁啾到276 fs。全光纤腔体设计确保了高稳定性，射频频谱中测得$\sim$ 70 dB边带抑制。数值模拟进行调查腔动力学和获得的结果与实验观察相匹配。该腔为实现全光纤耗散孤子锁模提供了一种简单、低成本的方法。
2018-01-17 physics.optics
Vectorial Light in Fabry-Perot Resonators in the Normal Dispersion Regime
本文研究了正常色散法布里-珀罗腔中矢量暗腔孤子的存在与稳定性，揭示了非局域耦合、偏振对称破缺、暗孤子晶体自结晶及矢量暗-亮孤子的Hopf分岔与振荡动力学。
2025-09-22 physics.optics
Cavity Enhanced Interference of Orthogonal Modes in a Birefringent Medium
已知双折射晶体中的正交模式的干涉导致有趣的物理效应（Solli等人，物理修订信函91，143906（2003））。在本文中，我们表明，与腔内旋转器的腔可以增强混合的程度上的正常模式分裂和避免交叉依赖于旋转器相对于晶体的光轴的取向。高精细度腔被证明能够分辨小角度。其结果是基于直接计算的腔传输随着其色散关系的分析。
2017-08-07 physics.optics
Squeezing at the normal-mode splitting frequency of a nonlinear coupled cavity
本文首次在非线性耦合腔系统中实验演示了简正模式分裂频率处的压缩态产生，实现3.3 dB量子噪声降低，并分析了系统损耗机制，验证了其在引力波探测和精密传感中的应用潜力。
2025-05-06 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Realization of a coupled-mode heat engine with cavity-mediated nanoresonators
本文报道了一个在双膜中间腔光机系统中的耦合模热机的实验演示。利用腔介导的强耦合纳米谐振器的简正模作为工作介质，通过在两个声子热库之间提取功来实现奥托循环。热机性能的特点是在正常模式和裸模式图片，这表明，在热力学循环中的两个膜的相关性起着重要的作用。此外，直双纳米机械发动机是通过工程的正常模式和操作两个气缸异相。我们的研究结果表明，在腔光机系统中的第一次基本类的热机，并提供了一个新的平台，研究热机的相互作用的子系统在小尺度的可控性和可扩展性。
2021-10-25 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Normal dispersion Kerr cavity solitons: beyond the mean field limit
本研究预测注入式Kerr–Gires–Tournois干涉仪中存在超越平均场极限的新型正色散亮脉冲腔孤子，其形状唯一、强度更高、稳定性好，有望用于光频梳产生。
2024-12-09 nlin.PS physics.optics
Dispersive wave emission from dark solitons in microresonator-based Kerr frequency combs
利用一个扩展的Lugiato-Lefever方程的三阶色散，我们数值计算表明，形成在正常色散的微谐振器的暗腔孤子能够发射色散波在正常和异常的色散区域，类似于常见的明亮的腔孤子的行为。产生的色散波可以准确地预测耗散辐射理论。此外，我们证明了在正常色散区的情况下，色散波是由存在三阶色散的暗孤子发射的克尔频率梳的稳定性增强。
2015-11-10 physics.optics
Optomechanical coupling between two optical cavities: cooling of a micro-mirror and parametric normal mode splitting
我们提出了一种技术，旨在冷却谐振镜机械耦合到另一个振动镜的量子力学基态。我们的方法涉及两个光学腔之间的光机械耦合。我们表明，冷却可以控制的两个可移动的反射镜之间的机械耦合强度，两个振荡镜的机械模式之间的相位差和每个腔中的光子数。我们还表明，机械和光学冷却可以通过将能量从一个腔转移到另一个腔来实现。我们还分析了简正模分裂（NMS）的发生。我们发现，两个振荡镜的杂交与两个驱动光场的波动发生，并导致分裂的机械和光学波动谱。
2011-02-06 physics.optics
Helicity-preserving optical cavity modes for enhanced sensing of chiral molecules
研究人员通常通过红外振动“指纹”吸收共振来检测分子。此外，手性分子的优势手性可以通过圆二色性（CD）检测，圆二色性是它们对入射的左旋和右旋圆偏振光的光学响应之间的归一化差异.在这里，我们介绍了一个腔组成的两个平行阵列的螺旋度保持硅磁盘，允许提高CD信号的两个以上的数量级为一个给定的分子浓度和给定的厚度的细胞含有的分子。其基本原理是一阶衍射成具有大横向动量和长寿命的螺旋度保持模式。与此形成鲜明对比的是，在传统的法布里-珀罗腔中，每次反射都会翻转光的旋向性，导致腔内的强度增强，但CD信号比没有腔的情况下更小。
2020-01-27 physics.optics
Statistical Localization of Electromagnetic Signals in Disordered Time-Varying Cavity
研究一维局部无序时变腔中电磁信号的统计局域化，证明时间无序使场呈正态分布，而能量增加导致去归一化。
2024-07-12 cond-mat.dis-nn physics.optics
Normal dispersion silicon oxynitride microresonator Kerr frequency combs
片上光学谐振器已被证明是产生克尔频率梳的有前途的平台。回音壁模式谐振器是特别有吸引力的，因为它们的占地面积小以及阈值和功耗低。这种性能可以归因于两个特性：腔品质因数（Q）和腔色散。进入腔的输入光场被腔Q放大，使得非线性过程能够在低输入功率下发生。此外，光梳的总跨度由色散决定。在基于光腔的梳中，色散由腔的几何色散和材料色散决定。虽然已经探索了许多不同的材料，但对于大多数材料来说，实现超高Q（UHQ）片上频率梳状源仍然具有挑战性。一个例外是集成硅器件系列。然而，由于二氧化硅会从周围环境中吸引水分子，因此除非在受控气氛中包装，否则设备性能的寿命从根本上受到限制。在这里，我们证明了从SiO1.7N0.13微环形谐振器制造的环境稳定的频率梳的产生。由于腔体的UHQ因子，具有亚微瓦阈值的参数振荡被证明。基于它们的几何形状和材料特性，空腔具有正常色散。然而，由于避免了模式交叉，产生频率梳。最后，与SiO2不同，SiO1.7N0.13抑制了水单层的形成，使亚微瓦性能在最低环境控制下储存的设备中保持一周以上。
2019-07-04 physics.app-ph physics.optics
Dark solitons in Fabry-Perot resonators with Kerr media and normal dispersion
研究含 Kerr 介质和正常色散的 Fabry-Perot 谐振腔中暗腔孤子的存在与稳定性，揭示非局域耦合导致的宽失谐范围、尺寸依赖及多孤子长程同步。
2023-06-05 nlin.PS physics.optics
Photonic bands and normal mode splitting in optical lattices interacting with cavities
本文研究原子-腔耦合系统，分别用开放 Dicke 模型和转移矩阵模型分析低、高光学密度下的简正模分裂及光子带隙，并提出其可用于见证 Wannier-Bloch 振荡。
2024-09-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quartic Kerr cavity combs: Bright and dark solitons
我们从理论上研究了在纯四阶色散点驱动下克尔腔中局域态的动力学、分岔结构和稳定性。正常和异常的群速度色散制度进行了分析，突出了与标准的二阶色散情况下的主要差异。在反常的制度，单峰和多峰局域态存在，并在更广泛的区域的参数空间是稳定的。在正常色散区，存在稳定的窄明孤子。我们的一些研究结果可以理解的一个新的情况下，这里报告的空间本征值，它施加振荡的尾巴所有本地化的状态。将发表在Optics Letters上。
2022-04-29 nlin.PS physics.optics
Effective description of a suspended mirror coupled to cavity light -Limitations of Q-enhancement due to normal mode splitting by an optical spring-
摆由于其最终的低耗散（高品质因数）特性而长期被用作力传感器。它们广泛应用于引力常量的测量、引力波的探测和超轻暗物质的测定。此外，我们还期望通过对宏观引力的量子控制来证明引力的量子性质。最近，我们证明了利用光学弹簧可以在两个量子点之间产生量子纠缠[D. Miki，N.松本A. Matsumura，T.七条岛杉山湾Yamamoto和N. Yamamoto，arXiv：2210.13169（2022）];然而，我们忽略了光学弹簧可以通过在具有相对高的耗散的摆模和旋转模之间应用简正模分裂来降低品质因数（Q因子）。在此，我们分析由使用梁悬挂的圆柱体（悬挂镜，即，摆）和光学弹簧以考虑简正模分裂。Q因子的降低仅由光束参数决定：反射镜的半径与光束长度的比率，以及在没有腔光子的情况下旋转模式与摆动模式的频率的比率。在我们的分析中，我们发现减少因子$4.38$是重现的，这与Matsumoto \textit{et al.} [N. Matsumoto，S. B.卡坦岛$\tilde{\text{o}}$ -洛佩兹，M。Sugawara，S. Suzuki，N. Abe，K. Komori，Y. Michimura，Y. Aso和K. Edamatsu，Phys. Rev. Lett. 122，071101（2019）]。我们的分析表明，低耗散（高品质），可以达到使用光学弹簧的现实摆系统考虑旋转自由度。
2023-03-23 physics.optics quant-ph
Multimode resonance transition to collapsed snaking in normal dispersion Kerr resonators: Bright versus dark solitons
本文研究正常色散Kerr腔中相位调制诱导的多模共振如何促进高阶亮孤子形成，并揭示随势强度减小亮孤子向暗孤子转变对应于多模共振向塌缩蛇形分岔结构的演化，为访问多稳态提供新途径。
2023-07-11 nlin.PS physics.optics
Dynamical behaviour of coupled atom-cavity systems in the single excitation limit
研究了全光纤耦合腔量子电动力学（Cavity-QED）系统中不同输出端口处光子探测概率的时间演化。该装置由两个原子组成，它们分别被困在由标准光纤连接的两个双折射腔的场中。我们发现，正常模式的图片捕捉动态的主要特征。然而，基于非厄米哈密顿量对角化的更精确的描述揭示了自发发射光谱中小而重要的特征的起源。
2019-08-22 physics.optics quant-ph
Collective atomic-population-inversion and stimulated radiation for two-componentBose-Einstein condensate in an optical cavity
本文研究了单模光腔中两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的基态性质和相关的量子相变。利用自旋相干态变分法，除了通常的正常相和超辐射相外，还实现了多稳态宏观量子态。我们解析地证明了在单组分Dicke模型中不存在的原子布居数反转集体态的受激辐射。受激辐射只能由原子的一个组分产生，而另一个组分保持在普通的超辐射态。然而，通过调节原子与光场的相对耦合和频率失谐，超辐射态和受激辐射态的顺序可以在原子的两个分量之间互换.
2017-03-18 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Collective strong coupling of cold potassium atoms in a ring cavity
我们在高精细度环形腔中进行了冷钾原子的系综腔量子电动力学实验。钾-39原子在二维磁光阱中被冷却并转移到与腔模相交的三维阱中。该装置进行了详细描述，并提出了与钾原子的强耦合的第一个意见。原子与光的集体强耦合是通过腔透射谱的分裂和简正模的避免交叉来证明的。
2016-11-25 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Deformable two-dimensional photonic crystal slab for cavity optomechanics
我们设计了具有最佳光学和机械性能的光子晶体悬浮膜用于腔光学力学。这样的谐振器以几千的品质因数维持兆赫范围内的振动模式。由于孔的二维正方形晶格，它们在1064 nm处垂直入射时的反射率高达95%。这两个特点，加上薄膜的质量很小，为在法布里-珀罗腔中使用诸如可变形端面镜的周期性结构来研究腔的光机效应开辟了道路
2011-07-01 physics.optics quant-ph
A normal form for frequency combs and localized states in Kerr-Gires-Tournois interferometers
我们阐明了垂直外腔Kerr-Gires-Tournois干涉仪中时间局域态和频率梳形成的机制。我们减少我们的第一原则模型的基础上延迟代数方程组的最小斑图形成的情况。它是一个由三阶色散和非线性漂移等高阶效应修正的实立方Ginzburg-Landau方程。后者负责通过锁定连接注入微腔的高强度水平和低强度水平的畴壁来产生局域态。我们解释的有效参数的正常形式与配置的光学设置。比较这两个模型，我们观察到一个很好的协议接近双稳态的发病。
2022-06-18 nlin.PS physics.optics
Mode-locked ultrashort pulse generation from on-chip normal dispersion microresonators
我们描述了从片上正常色散微谐振器中产生稳定的锁模脉冲序列。模间相互作用引起的局域色散扰动有利于超参量振荡的激发。然后通过控制泵浦功率和失谐量，将系统从超参量振荡驱动到谱宽超过200 nm的锁模状态。在连续波驱动的非线性下，脉冲位于基座上，类似于腔孤子。我们确定的重要性，泵浦失谐和波长相关的品质因数在稳定和整形的脉冲结构，实现一个单一的脉冲内的腔。我们通过数值求解主方程来研究锁模动力学，并在适当的近似下提供解析解。
2015-01-12 nlin.PS physics.optics
Slow-light frequency combs and dissipative Kerr solitons in coupled-cavity waveguides
研究了色散全局优化的硅光子晶体耦合腔波导中的克尔频率梳和耗散克尔孤子。梳产生的相应阈值被发现明确地依赖于主要的CCW品质因数，即模式体积，正常模式品质因数和慢光组指数。我们的分析是通过解决的非线性动力学的CCW布洛赫模式存在的克尔非线性和双光子吸收。我们的研究结果开辟了一条道路，CCW梳发电通过色散工程和慢光增强。
2020-01-06 nlin.AO nlin.PS physics.optics
THz-frequency cavity magnon-phonon-polaritons in the strong coupling regime
我们证明了磁振子和声子对太赫兹（THz）频率电磁波的强耦合作用局限于光子晶体（PhC）腔中。我们的腔体由一个二维阵列的空气孔切割成一个混合板的铁电锂铌酸盐（LiNbO $_3$）和铒正铁氧体（ErFeO $_3$），倾斜的反铁磁晶体。LiNbO $_3$中的声子和ErFeO $_3$中的磁振子分别与受限电磁波的电场和磁场分量强耦合。这导致形成新的腔磁振子声子极化激元模式，我们实验观察到的正常模式分裂的频谱和避免交叉的温度-频率图。该腔还具有模式体积$V=3.4\times10^{-3}λ^3\simeq0.5(λ/n)^3$ $μ$ m $^3$，并且可以实现高达1000的Q因子。这些因素促进了太赫兹腔自旋电子学和量子电动力学领域的研究。
2017-07-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
