Fermion parity switches imprinted in the photonic field of cavity embedded Kitaev chains
研究光子谐振腔中嵌入的Kitaev链拓扑相，通过精确对角化发现基态受耦合影响小，而激发态依赖强，光子数和二次量在宇称切换点峰值，表明量子光学可用于探测拓扑特性。
2025-12-03 cond-mat.mes-hall
Off-resonant coupling between a single quantum dot and a nanobeam photonic crystal cavity
我们演示了单个量子点和纳米梁光子晶体腔之间的非共振耦合，在量子点或腔的共振激发下。这些结果是一致的非共振耦合作为一个非相干声子介导的过程与以前的描述。这种现象的扩展到纳米束光子晶体腔提出了有趣的可能性，通过定制的声子态密度的相干控制这种相互作用。
2011-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Antibunching correlations in a strongly coupled exciton - photonic crystal cavity system: Role of off-resonant coupling to multiple excitons
采用主方程方法研究了光子晶体-单个量子点系统中两个独立量子点激子耦合到非共振腔的二阶量子自相关函数。对于一个单一的耦合非共振激子，我们观察到新的振荡行为的腔自相关函数的早期动力学，这导致相对于激子模式减少反聚束。与第二个耦合激子的系统中，我们发现，这些振荡的幅度和寿命大大增加，因为腔，然后能够交换光子与多个激子共振。我们明确地表明，这破坏了腔准模的反聚束特性，而第一激子的自相关性不受影响。我们还研究了探测器时间分辨率的影响，并直接连接到最近的一系列实验。
2009-06-24 cond-mat.mes-hall
Design and analysis of photonic crystal coupled cavity arrays for quantum simulation
我们在光子晶体平台上进行了耦合光腔阵列的实验研究。我们发现腔之间的耦合显着大于腔频率中制造引起的无序。满足这一条件是利用腔阵列产生强关联光子的必要条件，这在多体系统的量子模拟中具有潜在的应用价值。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A Topology-Controlled Photonic Cavity Based on the Near-Conservation of the Valley Degree of Freedom
我们展示了一种新的路径，本地化的拓扑非平凡光子边缘模式沿其传播方向。我们的方法是基于与谷极化边缘态相关的光子谷自由度的近守恒。当边缘状态从一个明智的定向反射镜反射时，由于谷指数翻转所需的延长的时间延迟，其光能被定位在反射镜表面。在由此产生的拓扑控制的光子腔（TCPC）的能量本地化的程度是由谷翻转时间，这又是由反射镜的几何形状控制。直观的分析描述的“泄漏”和封闭的TCPC，并提出了两个具体的设计-一个用于微波和其他的光谱范围-。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall
Heralded Preparation and Readout of Entangled Phonons in a Photonic Crystal Cavity
我们提出了一个现实的协议的准备和读出的机械贝尔态的光机系统。该建议依赖于表征光子晶体腔模式的参数，耦合到结构的两个局部弯曲模式，但同样适用于相同参数范围内的其他光学机械系统。非经典状态预示着通过光学后选择，并揭示在特定的干涉图案特征的腔频率的发射。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron Condensation in a Jellium Coupled to a Finite Photonic Cavity
我们描述了电子凝聚成局域态的过程中，在一个无结构的胶态耦合到一个有限的腔。结果表明，存在一个温度T_0，在此温度以下，电子在胶团中局域化。这个过程是由耦合到腔的电子之间的相关性增强驱动的。
2020-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strong coupling between quantum dot exciton spin states and a photonic crystal cavity
我们将高达7 T的磁场施加到强耦合到光子晶体腔的砷化铟量子点上。场提升了QD激子自旋态的简并度，并通过抗磁性和塞曼能量位移的组合来调谐它们的发射能量。我们使用磁场调谐来移动两个自旋态的能量，以选择性地与腔共振。观察到腔和两个自旋态之间的强耦合。磁场调谐使得能量偏移大至0.83 meV，而不会显著降低量子点-腔耦合强度。
2011-01-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strongly coupled single quantum dot in a photonic crystal waveguide cavity
嵌入在光子晶体波导中的腔为量子电动力学应用的耦合谐振器的大规模集成提供了一条有前途的途径。在这封信中，我们演示了一个强耦合系统形成的一个单一的量子点和这样的光子晶体腔。从沿光子晶体波导的面外散射信号的光致发光映射中清楚地识别出源自腔的谐振。通过温度控制将量子点激子调谐向腔模。在共振时观察到~ 140 \mueV的真空拉比分裂。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum optics and cavity QED with quantum dots in photonic crystals
本章主要研究半导体量子点在光子晶体腔中的外延生长量子光学。首先，我们将简要介绍光子晶体和量子点，然后介绍腔量子电动力学（QED）效应，特别强调在量子点-光子晶体平台上演示这些效应。最后，我们将重点讨论这种腔QED效应的应用。
2014-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Macroscopic entanglement between localized domain walls inside a cavity
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Zhejiang University（浙江大学）
该研究在光学腔中通过调控钉扎势能和驱动频率，实现纳米磁条中两个局部域壁的稳定可调宏观纠缠。
2025-12-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Topology optimization of simultaneous photonic and phononic bandgaps and highly effective phoxonic cavity
采用基于非支配排序的遗传算法II，研究了同时具有最大和完全光子带隙和声子带隙的二维光子晶体（PxCs）的拓扑优化问题.结果表明，优化后的结构由窄连接的固体块组成，其Pareto最优解集能够在光子带隙和声子带隙之间保持平衡.此外，我们研究了基于优化结构的PxCs的局域态，并获得了更有效的多模态光子和声子局域化的结构。所提出的具有高度聚焦能量的结构是PxC传感器的良好选择。为了实际应用，我们在优化后的结构基础上设计了一个简单的边缘光滑的结构。结果表明，所设计的简单结构具有与优化结构相似的特性，即同时具有宽的声子和光子带隙以及高效的声子/光子腔，见图8（b）和8（c）。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall
Strain tuning of a quantum dot strongly coupled to a photonic crystal cavity
我们演示了强耦合到光子晶体腔的量子点的可逆应变调谐。我们观察到的平均红移为0.45 nm的量子点位于腔膜内，实现与电场为15 kV/cm施加到压电致动器。利用这种技术，我们证明了在强耦合机制下，量子点与光子晶体腔发生共振的能力，从而产生了明显的反交叉。裸腔共振对应变的敏感性低于量子点，并且在最大施加电场下仅偏移0.078 nm。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Far-field emission profiles from L3 photonic crystal cavity modes
实验研究了L3型光子晶体腔的两个最低限制模的空间远场发射分布，与FDTD模拟结果吻合较好。然后，我们链接的远场配置文件的腔模近场的相关功能，使用一个简单的法布里-珀罗谐振器模型。通过实验和模拟的比较，阐明了无序对远场腔轮廓的影响。这些结果可用于腔中活性中心的发射工程。
2012-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Continuous two-photon source using a single quantum dot in a photonic crystal cavity
提出了利用相干泵浦的量子点嵌入光子晶体腔内实现连续双光子源的方法。我们分析了量子点能级和腔模内场的稳态布居。找到了相干泵浦和非相干泵浦量子点中粒子数反转的条件。我们证明了在相干泵浦和非相干泵浦下，两个双光子激光器输出的压缩是不可见的。利用最近发展的极化子变换主方程讨论了低温下声子耦合的影响。我们还提出了利用四波混频产生光场压缩态的方案。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interaction between two modes of field mediated by two quantum dots in a photonic crystal cavity
我们在光子晶体腔中发现了双模场之间不寻常的合作双光子共振现象。当两个非共振量子点在每个腔模中发射一个光子并同时去激发时，就会发生双光子共振。在声子耦合的存在下，双光子共振的条件发生了显著的变化。利用这种双光子双模相互作用，我们提出了两个量子态的纠缠态。四元组的基由包含$0$、$1$和$2$光子的腔模的状态形成。我们还讨论了声子耦合对纠缠态负性的影响。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity-induced backscattering in a two-dimensional photonic topological system
通过电子，光子和声子材料中的拓扑状态的鲁棒传输的发现加深了我们对凝聚态中波传播的理解，并展望了工程超材料在通信，传感和控制环境中的关键应用。拓扑保护的传输已被证明在面对弯曲的路径和现场的随机性的结构。在这里，我们测量微波辐射在具有时间反演对称性的拓扑介质中的传播，其中腔体邻近边缘通道。耦合共振模型分析表明，该腔不是自旋守恒缺陷，在传输中产生负的时间延迟。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced Raman scattering of graphene using double resonance in silicon photonic crystal nanocavities
我们证明了增强拉曼散射从石墨烯的二维光子晶体使用双共振，这源于同时增强的本地化导模和腔模式。通过调节光子晶体的腔参数，可以将双共振调谐到G'拉曼散射。激发波长依赖性的测量表明，一个大的拉曼峰增强时，激发和发射波长满足双共振条件。此外，进行空间成像测量，以确认增强是本地化的腔，我们发现，增强的拉曼强度是60倍大相比，基板上的拉曼信号。观察到的拉曼散射的腔增强为硅光子学的石墨烯基光源的开发开辟了新的可能性。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
Cavity Optomechanics with Photonic Bound States in the Continuum
我们提出了一个通用的，自由空间腔光力学平台，由两个光子晶体膜，其中之一是自由悬挂，并设计形成一个微腔小于一个波长长。该腔的特征在于连续介质中的一系列光子束缚态，其原则上永远捕获光，并且可以有利地与倏逝波耦合一起使用，用于通过调谐光子晶体图案化和腔长度来实现各种类型的光机械耦合，诸如色散或耗散类型的线性或二次耦合。至关重要的是，该平台允许在超强单光子耦合机制中超过1的量子协同性，超过了传统的基于法布里-珀罗的腔光机器件在非分辨边带机制中的性能。这个概念新颖的平台允许探索新的制度的光机械相互作用，特别是在脉冲和单光子光机械的框架。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhanced Photodetection in Graphene-Integrated Photonic Crystal Cavity
我们证明了通过耦合到长光子晶体线性缺陷腔中的慢光模式来控制石墨烯光电探测器中的光响应度的增强。在布里渊区（BZ）边界附近，多腔模的光谱耦合导致1530 ~ 1540 nm的宽带光电流增强。远离BZ边界，单个腔共振在窄共振峰中增强光电流八倍。讨论了通过入射场与石墨烯腔系统的临界耦合来优化光电流。增强的光电流证明了波长级石墨烯光电探测器用于具有高光谱选择性和宽带响应的高效光电探测的可行性。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Controlling the charge environment of single quantum dots in a photonic-crystal cavity
我们证明了半导体量子点（QD）周围电荷的存在强烈影响其光学性质，并产生非共振耦合到微腔的模式。我们首先表明，除了（多）激子线，量子点产生一个光谱宽的发射，有效地耦合到腔模式。其时间动力学过程表明，它与量子点激子与相邻润湿层中载流子的库仑相互作用有关。这种机制可以通过施加电场来抑制，使得QD更接近于理想的二能级系统。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall
The effect of photo-generated carriers on the spectral diffusion of a quantum dot coupled to a photonic crystal cavity
实验观察了光生载流子对耦合到光子晶体（PC）腔中的量子点（QD）光谱扩散的影响。在该系统中，光谱扩散部分地由PC的蚀刻表面上的电荷波动引起。我们发现，这些波动可能会被抑制的光生载流子，导致测量的量子点线宽减少了约2倍的光生载流子不存在的情况下相比。这一结果证明了一种可能的手段，在QD-PC腔系统中的光谱扩散的影响，因此可能是有用的量子信息应用中，窄QD线宽的期望。
2011-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Q silicon photonic crystal cavity for enhanced optical nonlinearities
我们制造和实验表征的$H0$光子晶体平板纳米腔的最大品质因数，$Q = 1.7$百万优化的设计。由硅板制成的腔具有$λ= 1.59 \mathrm{μm}$的谐振模式和测量的$400,000$的$Q$因子。它显示非线性效应，包括高对比度光学双稳态，在阈值功率之间的最低有史以来报道的硅器件。由于理论模态体积与$V = 0.34(λ/n)^3$一样小，该腔在具有最高$Q/V$比的腔中排名，同时具有适合于光子电路集成的小尺寸。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum control of a spin qubit coupled to a photonic crystal cavity
量子网络的一个关键组成部分是静止量子比特和光子之间的接口，光子充当相互作用和通信的飞行量子比特。光子晶体架构是增强光与固态量子位耦合的有前途的平台。量子点可以集成到光子晶体中，光学跃迁耦合到光子和自旋态，形成长寿命的量子存储器。许多研究人员现在已经成功地将这些发射器耦合到光子晶体腔中，但是还没有在这种环境中演示功能性自旋量子比特和量子门。我们发展了一个耦合腔-量子点系统，在该系统中，量子点被可控地加载了一个单电子，利用激光脉冲实现了单电子自旋量子比特的初始化、旋转和测量，发现腔可以显著地改善这些过程。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strongly coupled single quantum dot-cavity system integrated on a CMOS-processed silicon photonic chip
量子光子集成电路（QPIC）是构建量子技术应用集成器件的一种很有前途的工具。在光学领域，由互补金属氧化物半导体（CMOS）技术授权的硅光子学提供了用于实现大规模QPIC的光学组件。QPIC需要单光子水平的光学非线性来促进光子-光子相互作用。然而，迄今为止，具有确定性（即，尽管基于硅光子学的QPIC的功能性增强，但是通过使用基于硅的组件来实现单光子非线性（非概率性）是具有挑战性的。在本研究中，我们首次在CMOS制程的硅光子晶片上实现了强耦合的InAs/GaAs量子点-腔量子电动力学系统。采用转移印刷法在硅片上实现了GaAs腔体的异质集成。本文实现的CMOS光子芯片上的腔QED系统是一种很有前途的片上单光子非线性元件的候选者，它构成了基于QPIC的未来应用的基础组件，如通过腔对量子比特态的相干操纵和无损测量，以及高效的单光子滤波器和路由器。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photonic analogue of Josephson effect in a dual-species optical-lattice cavity
本文利用自洽平均场论，将具有相互作用的光子玻色-哈伯德模型中光的量子相变的概念推广到两个原子。研究了二能级原子与相干光场相互作用系统中原子的激发态，讨论了原子的序参量与温度的关系。四个基态的系统被发现，包括一个孤立的莫特绝缘体相和三个不同的超流相。像两个弱耦合超导体，我们提出的双物种晶格系统显示出约瑟夫森效应的光子模拟。所提出的两物种模型的动力学为可能的量子信息过程提供了一个有前途的量子模拟器。
2010-03-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
GaAs photonic crystal cavity with ultra-high Q: microwatt nonlinearity at 1.55 $μ$m
基于Kuramochi等人的设计，我们已经实现并测量了平板光子晶体中的GaAs纳米腔[Appl.Phys.Lett.，\textbf{88}，041112，（2006）]。我们测量了品质因数Q= 700，000，这证明超高Q纳米腔在GaAs中也是可行的。我们发现，由于较大的双光子吸收（TPA）在砷化镓，非线性出现在微瓦级，将在砷化镓比硅纳米腔更功能。
2008-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity quantum electrodynamics with three-dimensional photonic bandgap crystals
本文综述了具有“完全和完整”三维光子带隙的三维光子晶体的最新研究进展。我们审查五个主要方面：1）自发发射抑制，2）光在微小的纳米级体积（也称为“光的纳米盒”）内的空间定位，3）导致无阈值激光器的增益介质的引入，4）在频域和时域中破坏腔QED的弱耦合近似，5）退相干，特别是通过3D光子带隙屏蔽真空波动。此外，我们列出和评估所有已知的光子晶体结构与演示的三维带隙。
2015-04-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Controlled coupling of photonic crystal cavities using photochromic tuning
提出了一种利用局域可逆光致变色调谐技术控制耦合腔光子晶体分子中共振耦合相互作用的方法。我们展示了通过选择性地调谐单个腔的共振条件来调谐两腔和三腔光子晶体分子的能力。利用这种技术，我们可以定量地确定耦合腔系统的重要参数，如光子隧穿率。该方法可以推广到具有更多腔数的光子晶体分子，为研究耦合谐振腔阵列中的强相互作用提供了一种通用的方法。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strong coupling between magnons confined in a single magnonic cavity
在过去的几年里，磁振子和腔光子之间的强耦合在量子电动力学中得到了广泛的研究。最近，磁性多层膜中相邻层之间强的磁振子-磁振子耦合被报道。然而，强耦合磁振子限制在一个单一的纳米磁体仍然有待揭示。在这里，我们报告了在一个单一的磁振子腔中不同的磁振子模式之间的相互作用。在强耦合区，边缘磁振子模和中心磁振子模之间存在模间耦合，最大耦合强度为0.494 GHz，协同系数为60.1，阻尼为1 × 10 ~（-3）。此外，还发现耦合强度与磁振腔的几何参数密切相关。我们的发现可以极大地丰富仍在发展中的量子磁振子领域。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological protection of photonic mid-gap cavity modes
二维周期性光子结构中的缺陷模式已经在高度多样化的光学器件组中得到应用。例如，光子晶体腔将光学模式限制到亚波长体积，并且可以用于非线性、激光和腔量子电动力学的Purcell增强。光子晶体光纤缺陷芯允许产生超连续谱和具有大芯的无限单模光纤。然而，这些模式是出了名的脆弱：结构的微小变化可能导致共振频率和模式体积的显著失谐。在这里，我们表明，光子拓扑晶体绝缘体结构可以用来拓扑保护的谐振频率是在中间的带隙，因此最小化的二维光子缺陷模式的模式体积。我们在飞秒激光写入的波导阵列中实验证明了这一点，这种几何形状类似于光子晶体光纤。拓扑缺陷模式是由一个拓扑不变，保护嵌入在一个二维环境中的零维状态（缺陷模式），拓扑保护的一种新形式，以前没有被证明。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
A photonic transistor device based on photons and phonons in a cavity electromechanical system
提出了一种基于腔机电系统中光子和声子的光子晶体管方案，该系统由超导微波腔和纳米机械谐振器耦合组成。光子传播的控制是通过微波场（光子）和纳米机械振动（声子）的相互作用来实现的。通过计算的信号场的透射谱，我们表明，信号场可以有效地衰减或放大，这取决于第二个“门控”（泵）字段的功率。这种方案可能是单光子晶体管的一个有前途的候选者，并为电信和量子信息技术中的许多应用铺平了道路。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Investigation of Non Resonant Dot - Cavity Coupling in Two Dimensional Photonic Crystal Nanocavities
我们研究了单半导体量子点与光子晶体纳米腔光模耦合的光发射。对于光谱和空间耦合的点，自相关测量揭示了有效的单光子产生，由于珀塞尔效应，寿命大大减少。然而，多光子发射概率相比于相同的量子点跃迁，当它通过受控的$N_2$ -沉积从腔模式失谐时增强。这表明使用光子互相关光谱显示与点相关的发射背景的存在。光子的时间相关性持续，即使是大的光谱失谐超过$Δλ\sim-10 nm$，不包括本征量子点连续和声子介导的过程是负责腔模发射背景。我们提出了一个机制的基础上，光子诱导的震动过程中的带电量子点，增强的光学腔。
2008-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Ring-Cavity Laser Formed by Honeycomb Photonic Crystals
从理论上阐明了拓扑环腔（TRC）模沿两个拓扑结构不同的蜂窝型光子晶体之间的界面传播可以获得稳定的单模激光，其最大强度比回音壁模大一个数量级.特别是，我们表明，TRC模式位于体带隙中心受益最大的增益分布，因为它们是最集中和均匀的沿环形腔，而且，继承从Dirac-like的拓扑界面状态的色散，他们是分开的频率从彼此和其他光子模式，都有利于固有的单模激光。通过注入圆偏振光，可以选择性地激发具有期望轨道角动量的在特定方向上运行的TRC模式。在本工作中提出的TRC激光器可以通过先进的半导体纳米技术制造，它产生的手性激光束理想的新的光子功能。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quasiresonant Excitation of InP/InGaP Quantum Dots Using Second Harmonic Generated in a Photonic Crystal Cavity
不可分辨的单光子是量子信息处理应用所必需的。单量子点的共振或准共振激发比非相干泵浦提供更大的单光子不可逆性，但在实验上也更具挑战性。在这里，我们展示了高信噪比准共振激发的InP/InGaP量子点。激发是通过从与光子晶体腔的基模谐振的电信波长激光器产生的二次谐波提供的，所述光子晶体腔在两倍于量子点跃迁波长处制造。使用InGaP材料基质的χ（2）非线性产生二次谐波。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ultra-wide-band slow light in photonic crystal coupled-cavity waveguides
结构材料中的慢光传输是实现基于增强光学非线性的片上集成光子器件的一种非常有前途的方法。最成功的研究途径之一是设计导光光子晶体（PC）结构的能带色散。这种器件的主要目标是在尽可能大的带宽上实现慢光操作，具有大的群折射率、最小的折射率色散和恒定的透射光谱。在这里，我们报告的实验证明，迄今为止的高GBP硅基耦合腔波导（CCWs）在电信波长工作。我们的研究结果依赖于新的CCW设计，使用遗传算法优化，和精致的纳米纤维工艺。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Efficient out-coupling of high-purity single photons from a coherent quantum dot in a photonic-crystal cavity
我们证明了在光子晶体腔的低Q模式下，$(44.3\pm2.1)\%$从量子点的单光子收集效率，记录的单光子纯度为$g^{(2)}(0)=(4\pm5)\%$高于饱和功率。通过在耦合到腔模的另一个量子点上的单光子探测器上每秒探测高达$962\pm46$千计数，直接证实了高效率。高收集效率被发现是宽带的，详细的数值模拟解释。腔增强的有效激发的量子点是通过声子介导的激发，并在这些条件下，单光子不可逆性测量显示长的相干时间达到$0.77\pm0.19$ ns在弱激发制度。我们的工作表明，光子晶体提供了一个非常有前途的平台，高度集成的相干单光子的产生，包括有效的光子从光子芯片的耦合。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Multiplexed color centers in a silicon photonic cavity array
研究开发了一种由总线耦合腔阵列组成的硅光子平台，实现了对腔增强T中心阵列的频率多复用操作，为高效片上和长距离纠缠分发提供了可扩展方案。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Correlated emission lasing in a single quantum dot embedded inside a bimodal photonic crystal cavity
本文利用极化子变换主方程研究了双模光子晶体腔中单量子点的关联发射激射，发现低温下关联发射可抑制量子噪声，并探讨了腔模式间的连续变量纠缠产生。
2024-11-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
A photonic which-path entangler based on longitudinal cavity-qubit coupling
该研究提出利用调制纵向腔-量子比特耦合控制多光子相干态波包路径，生成QWP纠缠态，从而在无需单光子源或探测器的情况下实现量子网络中的长程多体纠缠分发。
2024-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
A superhigh-frequency optoelectromechanical system based on a slotted photonic crystal cavity
我们开发了一个全集成的光机电系统，工作在超高频波段。该系统是基于超高Q值开槽光子晶体（PhC）纳米腔形成的两个PhC膜，其中一个图案与电极和电容驱动。强的同时机电和光机械相互作用产生有效的电激发和灵敏的光学转导的体声波模式的PhC膜。这些模式被确定为高达4.20 GHz的频率，其机械Q因子范围从240到1，730。直接链接在微波和光域中的信号，这样的光机电系统将发现在微波光子学中的应用，除了那些分别利用机电和光机械相互作用。
2012-10-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic Cavity Synchronization of Nanomechanical Oscillators
振荡系统的同步是一种常见的自然现象，并逐渐成为现代物理学中的一个重要概念。纳米机械谐振器由于其可控的振荡特性和可工程化的非线性，是研究同步的理想系统。在这里，我们展示了两个纳米机械振荡器通过光子谐振器的同步，使机械隔离的纳米机械谐振器之间的光机械同步。光学反作用引起机械谐振器的反应性和耗散性耦合，导致谐振器的相干振荡和相互锁定，其动力学超出了广泛接受的相位振荡器（仓本）模型。除了振荡器之间的相位差之外，它们的幅度也被耦合，导致同步载波信号周围出现边带。
2013-10-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid photonic crystal cavity and waveguide for coupling to diamond NV-centers
提出了一种超高Q值光子晶体纳米腔的设计，该腔可与单晶金刚石样品表面附近的氮空位（NV）中心相互作用。该结构基于纳米线光子晶体几何形状，并且由图案化的高折射率膜（诸如由金刚石衬底支撑的磷化镓（GaP））组成。该纳米腔支持品质因数Q > 150万且模体积V < 0.52（λ/n_ \text{GaP}）^[3]的模，并有望使珀塞尔增强对位于金刚石表面以下50 nm以上的NV的自发发射的收集。纳米线光子晶体波导可用于有效地将光耦合进腔和耦合出腔，或者作为NV声子边带发射的有效宽带收集器。所提出的结构可以使用现有的材料和加工技术制造。
2009-05-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photonic crystals to enhance light extraction from 2D materials
提出了一种基于缺陷棒型光子晶体晶格的二维材料与工程腔耦合方案。我们从建议的腔设计的数值模拟的结果，并建议使用的高度分布的2D材料转移到顶部的腔激子复合和腔模式之间的耦合最大化。光子结构通过改善发射光的方向性以更好地将其耦合到外部光学系统中，在提高发射效率方面起着关键作用。当使用光子结构时，我们测量到提取率增加了3.4倍。我们研究了当棒的半径被修改时，以及当2D材料在腔内下垂到不同高度范围时，通量谱的变化。我们发现，当棒的半径等于晶格常数的0.165倍时，增强效果最佳，这种增强效果随着半径的减小或增大而减小。最后，我们讨论了可能使用的固体浸没透镜，结合我们的光子结构，以进一步提高发射效率，并提高垂直限制的腔模式。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum photonics in triangular-cross-section nanodevices in silicon carbide
碳化硅正在发展成为实现量子信息处理硬件的重要固态平台。角蚀刻纳米器件正在成为一种解决方案，光子集成在大块基板的颜色中心是最好的定义。我们利用时域差分法和时域差分本征解方法模拟了三角形截面波导和光子晶体腔。我们分析了这些器件的模式内的最佳色心定位，并提供了在量子通信中应用的纳米腔中可实现的Purcell增强的估计。利用开放量子系统模型，研究了SiC中多个色心耦合到单个腔和光子晶体分子的发射极-腔相互作用.我们观察到极化激元和亚辐射态形成的腔量子电动力学适用于量子模拟的腔保护制度。
2022-01-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity-Quantum Electrodynamics with Moiré Flatband Photonic Crystals
本文提出利用具有孤立平带色散的多层莫尔光子晶体腔来大幅调控量子发射器自发辐射速率，实验证明其与量子点耦合后辐射寿命可在42 ps至1692 ps间调节40倍，为莫尔平带腔增强量子光源和量子节点奠定基础。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable photonic cavity coupled to a voltage-biased double quantum dot system: Diagrammatic NEGF approach
采用Keldysh非平衡格林函数方法，研究了具有任意强点-铅耦合和类Holstein光-物质相互作用的双量子点微波光子谐振腔的增益.我们计算了腔的非平衡性质：它的传输，相位响应，平均光子数，功率谱和谱函数。我们表明，这些混合轻物质系统的精心设计，可以实现一个显着的放大的光信号与电压偏置的电子系统作为增益介质。我们还研究了整个设备的稳态电流，确定弹性和非弹性隧穿过程，其中涉及腔模式。我们的研究结果显示了如何利用量子电子学的最新进展来构建混合光物质系统，该系统表现为单原子放大器和光子源设备。图解Keldysh方法主要讨论了腔耦合双量子点架构，但它是可推广到其他混合光物质系统。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Photonic topological insulators induced by non-Hermitian disorders in a coupled-cavity array
最近的研究无序或非厄米诱导拓扑绝缘体注入工程拓扑物质的新成分。在这里，我们认为纯粹的非厄米紊乱，这两个成分的组合，在一个一维耦合腔阵列无序的增益和损失的影响。在复杂的体光谱中，局域态携带拓扑不变量，增加增益-损耗无序强度可以诱导出拓扑光子态。该系统展示了丰富的相图和独特的拓扑状态从厄米特无序。非厄米临界行为的特征在于双正交的本地化长度的零能量的边缘模式，它发散的临界转变点，并建立体边缘对应。此外，我们表明，散装拓扑结构可以通过测量双正交手征位移，这可以从一个适当的拉姆齐干涉仪，在清洁和无序区域的工作中提取实验访问。所提出的耦合腔光子设置依赖于已被实验证明的技术，从而提供了一个可行的路线，探索这种非厄米无序驱动的拓扑绝缘体。
2022-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Deterministic coupling of delta-doped NV centers to a nanobeam photonic crystal cavity
金刚石中带负电荷的氮空位中心（NV）作为固态量子信息处理和传感的平台引起了人们极大的兴趣。对于大多数应用，需要高质量的光学腔来增强NV零声子线（ZPL）发射。最大化NV-腔耦合程度的一个突出挑战是在腔内确定性地放置NV。在这里，我们报告的光子晶体纳米梁腔耦合到通过三角掺杂技术，允许纳米级的垂直定位的发射器的NV纳入。我们证明了腔Q高达~24,000和模式体积V ~ $0.47(λ/n)^{3}$以及共振增强的零PL的NV合奏与珀塞尔因子为~20。我们的制造技术提供了第一步确定性NV腔耦合使用空间控制的发射器。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
