A unified approach to mode splitting and scattering loss in high-Q whispering-gallery-mode microresonators
目前的理论处理的模式分裂和散射损失所造成的亚波长散射体附着到高品质因数回音壁模式微谐振器的表面是不令人满意的。对于两种不同的散射体状态,即,一些和许多散射体。此外,许多实验结果似乎很难在现有的理论框架内理解。在这里,我们开发了一个统一的方法,适用于任意数量的散射体,这揭示了现有的理论模型的适用条件和限制。此外,对模式分裂和散射损耗也有了新的认识,并得到了数值和实验的支持。这种统一的方法对于高品质因数回音壁模式微谐振器的模式分裂和散射损耗的基础研究以及实际应用是必不可少的。
2012-05-20 physics.optics quant-ph
Nonreciprocal photon transport in indirectly coupled whispering-gallery mode resonators
该研究分析含塞曼分裂量子点的间接耦合回音壁模式谐振器系统,揭示耦合强度调控下的单向反射与透射机制,并为非互易量子光学器件设计提供依据。
2023-08-17 physics.optics quant-ph
Quantum Light from a Whispering Gallery Mode Disk Resonator
光学参量下转换已被证明是一种有价值的非经典光源。该过程是固有的能够产生双光束的相关性,以及单独的强度压缩的任一参量光束,当泵浦远高于阈值。在这里,我们提出了第一次直接观察到的强度压缩的每一个单独的参量光束在参量下转换通过使用一个高品质的回音壁模式盘谐振器的-1.2 dB。此外,我们观察到双光束的量子相关的-2.7分贝与此腔。这样的谐振器具有强的光学限制,并提供可调谐耦合到外部光场。这项工作证实了晶体回音壁模式谐振器在量子和非线性光学,特别是量子光产生中的潜力。这种设备的简单性使得量子光在各个领域的应用变得非常可行。
2010-10-27 physics.optics quant-ph
Enhanced Whispering Gallery Mode Phase Shift using Indistinguishable Photon Pairs
本文理论上研究了耦合MZI的WGM谐振器,发现不可区分光子对输入可产生双模符合透射谱且经历加倍相移,相比相干态其信噪比至少提升四倍,有助于量子增强WGM传感。
2026-10-23 physics.optics quant-ph
Cavity QED treatment of scattering-induced efficient free-space excitation and collection in high-Q whispering-gallery microcavities
回音壁微腔激光器具有极低的阈值,而自由空间光的激发和收集由于其旋转对称性而效率低下。在量子光学的框架下,我们解析地研究了三维微球与纳米散射体的耦合。结果发现,散射体是能够耦合光进出的回音壁模式(WGM),而不会严重降低其高Q值的属性,而微球本身起着透镜的作用,将输入光束聚焦在散射体上,反之亦然。分析结果表明:(1)高Q值的WGM可以在自由空间中被激发,(2)超过50%的微腔激光辐射可以被收集在小于${1}^{\circ}$的空间中。这种耦合系统具有很大的潜力,低阈值微激光器的外部耦合器免费。
2012-06-12 physics.optics quant-ph
Quasi-polygonal Conformal Mappings for Designing Whispering Gallery Modes of Multiple Direction Emission
我们提出了一系列的共形映射设计定向发射回音壁模式。该映射将圆形空腔转化为拟多边形变换空腔。在这样设计的腔中,各向异性发射被证明。
2019-08-20 physics.optics
Hollow Core, Whispering Gallery Resonator Sensors
对空心回音壁谐振器进行了综述。在对回音壁谐振器的主题进行了简短的介绍之后,我们提供了中空或液芯WGR中回音壁模式的描述。接下来,回音壁模式(WGM)传感机制概述和一些微泡,微毛细管和其他管状WGM器件的制造方法进行了讨论。然后,我们专注于空芯WGR的最常见的应用,即折射率和温度传感,气体传感,力传感,生物传感和激光。该评论突出了在这一领域的一些关键文件,并为读者提供了一个总体概述,目前的最先进的。
2014-08-19 physics.optics
Cylindrical Beam Propagation Modelling of Perturbed Whispering-Gallery Mode Microcavities
本文采用柱坐标系下的二维有限差分光束传播法模拟了光在微腔中的传输。利用该公式研究了聚苯乙烯微珠微扰回音壁微腔的光学特性。研究了腔体椭圆度引起的光场扰动和品质因数退化。
2013-10-16 physics.optics
High-Q exterior whispering gallery modes in a metal-coated microresonator
我们提出了一种等离子体回音壁模式高度本地化的外表面上的金属涂层微谐振器。这种外(EX)表面模在室温下具有高的品质因数,并且可以被锥形光纤有效地激发。EX模式可以耦合到内部(IN)模式,并且这种耦合产生强的反交叉行为,这不仅允许IN模式到EX模式的转换,而且还形成长寿命的反对称模式。作为一个潜在的应用,EX模式可用于生物传感器的灵敏度高达500纳米每折射率单位,一个大的品质因数,和一个宽的检测范围。
2010-11-01 physics.optics quant-ph
Highly efficient generation of single-mode photon pairs using a crystalline whispering gallery mode resonator
我们报道了一种基于晶体回音壁模式谐振器中参量下转换的高效窄带光子对源。值得注意的是,一对光子中的每个光子严格地发射到单个空间和时间模式中,正如Glaubers自相关函数所证明的那样。我们探讨了球面几何中的相位匹配条件,并确定了单模工作的要求。了解这些条件,使我们能够通过实验证明,在不需要额外的滤波器腔的情况下,每20 MHz带宽每mW泵浦功率的$0.97 \cdot 10^6$对/秒的单模对检测率。
2014-04-02 physics.optics quant-ph
Coupling of a Single Diamond Nanocrystal to a Whispering-Gallery Microcavity: Photon Transportation Benefitting from Rayleigh Scattering
研究了金刚石薄膜在回音壁-微腔-波导耦合系统中的瑞利散射,发现它对光子输运起着重要作用。一方面,该研究为未来固态腔量子电动力学向强耦合物理方向发展提供了新的思路。另一方面,受益于这种瑞利散射,新的光子输运,如偶极诱导透明和强光子反聚束可以同时发生。作为潜在的应用,该系统可以作为高效率的光子旋转门。相反,[B。Dayan \textit{et al.},\textrm{Science} \textbf{319},1062(2008)],这里提出的光子旋转门高度不受光子的方位角位置的影响。
2011-06-08 physics.optics quant-ph
A New Quantum Ring Emitter of Anti-Whispering Gallery Modes
在负台面环形腔中首次观察到了半导体光子晶体产生的反回音壁模式的光子量子环发射。
2004-05-02 physics.optics
Polarization-entangled photons from a whispering gallery resonator
本研究实验证明利用干涉方案可从回音壁谐振器产生偏振纠缠光子,并通过调节干涉仪相位控制纠缠态,CHSH不等式S值达2.45±0.07,违反不等式超过6个标准差。
2023-10-25 physics.optics quant-ph
Tunable photon blockade in a whispering-gallery-mode microresonator coupled with two nanoparticles
本文从理论上研究了双纳米粒子耦合的非线性回音壁模式微谐振腔中的光子统计特性。通过调节两个纳米粒子的相对位置,可以显著改变系统的光子统计特性。有趣的是,通过操纵两个纳米粒子的角位置,可以实现非常规和常规光子阻断之间的可控切换。我们还研究了Kerr效应对二阶关联函数的影响,发现两个纳米粒子的相对位置和Kerr效应的强度存在一个最佳选择,可以产生强的反聚束效应。此外,在强驱动下,当系统接近异常点时,可以实现双光子阻断。我们的工作为控制光子统计特性提供了一种有效的方法,在量子信息科学中具有潜在的应用价值。
2019-09-22 physics.optics quant-ph
X-ray scattering from whispering gallery mirrors
本文研究了回音壁效应中基于X射线散射的凹面扫描方法。基于射线追踪计算机模拟,研究了该方法的性能。得到了输出X射线束对RMS粗糙度和最小可检测缺陷高度估计的依赖关系。
2019-04-10 physics.optics
Single-photon transport in a whispering-gallery mode microresonator directionally coupled with a two-level quantum emitter
研究了回音壁模式微谐振腔与二能级量子发射源定向耦合系统中的单光子输运问题。量子电动力学和单光子输运方法通常可以用来研究这种耦合系统。然而,我们发现,如果我们把一个二能级QE作为一个单光子相位振幅调制器,我们也可以处理这样的系统使用的传输矩阵方法。在理论上证明了这三种方法是等价的。精确地推导出了这些方法中各参数的对应关系。我们的工作可以推广到多谐振腔系统与二能级量子阱的手征相互作用。因此,传输矩阵方法可以为探索更复杂的手征量子效率-谐振腔相互作用系统提供一种方便直观的形式。
2021-10-24 physics.optics quant-ph
Optical Rogue Waves in Whispering-Gallery-Mode Resonators
我们报告的理论研究表明,流氓波可以出现在回音壁模式谐振器的克尔非线性和异常群速度色散之间的混沌相互作用的结果。使用Lugiato-Lefever方程研究了回音壁模式谐振器中光传播的非线性动力学,我们发现了一系列参数,其中观察到与场最大值的非高斯统计相关的罕见和极端事件。
2014-01-05 physics.optics
Observations of interior whispering gallery modes in asymmetric optical resonators with rational caustics
我们提出了非对称谐振腔与合理的焦散线和实验证明内部回音壁模式在单片硅介观微腔。这些微腔展示了腔品质因数(Q)对粗糙度瑞利散射的独特鲁棒性。角分辨锥形光纤测量和近场图像观察到不同的谐振族和内部回音壁模式的非对称发射,这可用于微腔激光器和CQED应用。
2007-08-25 physics.optics
On optical forces in spherical whispering gallery mode resonators
本文讨论了光腔场对可极化偶极子的作用力。我们表明,由于与偶极子的相互作用的腔模式的修改显着改变的力的属性。特别是,力的所有分量都是非保守的,因此不能从势能导出。我们还提出了一个简单的推广的标准公式的光学力的偶极子,再现的结果的基础上的麦克斯韦应力张量的计算。
2011-10-06 physics.optics quant-ph
Generalization of Second-Order Quasi-Phase Matching in Whispering Gallery Mode Resonators Using Berry Phase
回音壁模谐振腔的二阶非线性特性在波长转换、纠缠光子源和频率梳产生等方面有着广泛的应用。在这样的系统中,取决于在仔细检查下的材料,准相位匹配方程的推导可以导致在方位角限制顺序上的选择规则中出现额外的量子。在这里,我们表明,这些额外的量子出现由于Berry相位所经历的回音壁模式的横向自旋角动量分量在其循环的谐振器内。我们首先详细的情况下,锌的晶体材料,然后将这一理论推广到其他晶体对称性相关的集成光子学。
2020-06-23 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Brillouin Lasing with a CaF_2 Whispering Gallery Mode Resonator
首次研究了泵浦光和斯托克斯光与超高Q值CaF_2谐振腔回音壁模共振时的受激布里渊散射。该谐振器用1064 nm的光泵浦,并且具有3.5微瓦的布里渊激光阈值。潜在的应用包括光产生微波和敏感陀螺仪。
2008-05-07 physics.optics
Demonstration of whispering-gallery-mode resonant enhancement of optical forces
我们实验研究了回音壁模式(WGMs),并证明了光学力的共振增强渐逝施加在介电微球。我们表明,共振光压可用于光学分选的微粒具有非常均匀的共振特性,这是无法实现的传统的分选技术。
2015-02-23 physics.optics
Nonlinear mode coupling in whispering-gallery-mode resonators
我们提出了第一原理推导的耦合非线性薛定谔方程,管理两个家庭之间的相互作用模式具有不同的横向剖面在一个通用的回音壁模式谐振器。我们发现调制不稳定的区域和存在的亮孤子列车在正常和异常色散制度。
2016-04-04 physics.optics
Analytical Approximations of Whispering gallery Modes in Anisotropic Ellipsoidal Resonators
各向同性和各向异性的球形谐振器的回音壁模式的数值演变,并用于建立这些模式的解析近似。进行这种近似主要是为了有可能有一个可管理的各向异性谐振器的本征模和本征频率的分析公式。本文还从球面模叠加的角度对椭球各向异性模进行了定性分析。
2014-05-13 physics.optics
Opto-mechanics with surface acoustic wave whispering gallery modes
声表面波(SAW)在光介质回音壁谐振腔中产生了不同于体声波回音壁的高Q值超小体积回音壁模式。我们表明,它是可以实现一个外部可控的,有效的三端谐振光-机械之间的相互作用的两个光学WGM和SAW WGM,并使用这样的相互作用在各种传感器应用。
2009-08-03 physics.optics
Geometric optics of whispering gallery modes
准经典方法和几何光学允许相当精确地描述凸轴对称体中的回音壁模式。使用这种方法,我们获得实用的公式计算的本征频率和辐射的Q-因子在介电球体和比较它们与已知的解决方案的特定情况下,并与数值计算。我们展示了如何几何解释允许扩展的方法对任意形状的轴对称体。
2006-03-07 physics.optics
Crystalline Whispering Gallery Mode Resonators: In Search of The Optimal Material
晶体回音壁模式谐振器的不同应用要求谐振器主体材料的不同性质。我们报告我们最近的研究,蓝宝石,金刚石和石英晶体制成的谐振器,并讨论这些谐振器的可能应用。特别是,我们证明克尔频率梳产生蓝宝石微谐振器。
2014-04-02 physics.optics
Ultra-high-Q tunable whispering-gallery-mode microresonator
典型的微谐振器在谐振之间表现出大的频率间隔和有限的可调谐性。这阻碍了它们在需要微腔的谐振与预定频率一致的大类应用中的使用。在这里,我们通过实验克服了这一限制,使用由标准光学玻璃纤维制成的高度扁长形回音壁模式“瓶微谐振器”。我们的谐振器结合了3.6亿的超高品质因数、小模体积和近无损光纤耦合(回音壁模式谐振器的特征),以及可实现完全可调谐性的简单可定制模式结构。
2010-07-05 physics.optics
Theory of Anisotropic Whispering Gallery Resonators
本文用德拜势法给出了单轴球形谐振腔的解析解。这作为一个起点,计算回音壁模式(WGM)在这样的谐振器。合适的近似径向函数进行了讨论,以最好地表征WGM。讨论了各向异性情况下的特征方程及其渐近展开式,并给出了精度为$O[ν^{-1}]$阶的解析公式。我们的边界条件和渐近展开的仔细处理,使目前的工作一个特别合适的平台的量子理论回音壁谐振器。
2011-03-04 physics.optics
Spin Photonics in 3D Whispering Gallery Mode Resonators
回音壁模式以具有轨道角动量而闻名,然而,局部自旋密度、轨道角动量和与量子发射体的近场相互作用的相互作用却很少被探索。在这里,我们研究了圆极化偶极子与球形谐振腔回音壁模的自旋轨道相互作用。使用一个确切的并矢格林函数的方法,我们表明,近场之间的相互作用的光子自旋的圆极化偶极子和局部自旋密度的回音壁模式产生的单向行为,无论是积极的或消极的轨道角动量的模式被激发。我们表明,这是一个自旋动量锁定使用回音壁模式的球形谐振器的表现。我们讨论了在冷原子或量子点中使用塞曼跃迁进行可能的实验演示的要求,并概述了这些以前被忽视的性质的潜在应用。我们的工作牢固地建立了局域自旋密度,动量和衰变作为一个通用的右手电磁三重态的倏逝波。
2019-03-19 physics.optics
TeraHz tuning of whispering gallery modes in a PDMS, stand-alone, stretchable microsphere
我们报告调谐的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微球谐振器的光学回音壁模式超过太赫兹。PDMS微球系统由固体球形谐振器组成,该谐振器在两侧上直接形成有双杆。杆的作用就像拉杆的简单机械拉伸的微谐振器超过几十微米,导致调谐的回音壁模式的一个自由光谱范围。进一步的研究表明,当谐振器处于最大拉伸状态时,回音壁模式位移对外加力的灵敏度(0.13 nm/μN)高于其松弛状态。
2012-08-23 physics.optics
In-situ tuning of whispering gallery modes of levitated silica microspheres
我们展示了通过退火过程中的光学悬浮过程中的二氧化硅微球的回音壁模式(WGM)的调谐。我们从CO2激光加热和几个冷却过程之间的功率平衡来确定退火温度。通过周围空气分子的热传导引起的冷却是主要过程。我们实现了蓝移的WGM高达1 \%,这是观察到的白光散射光谱从悬浮微球。
2016-12-31 physics.optics
Whispering gallery modes in optical fibers based on reflectionless potentials
我们考虑一种光纤与纳米级变化的有效纤维半径支持回音壁模式沿光纤缓慢传播,并揭示,半径的变化可以被设计为支持这些模式的无反射传播。我们表明,无反射调制可以实现传输幅度和时间延迟的控制,同时使紧密包装由于没有串扰,与传统的潜力。
2015-06-01 physics.optics
Optical humidity sensor based on a liquid whispering-gallery mode resonator
我们实验证明使用一种新型的液体状态,回音壁模式的光学谐振腔作为一个高灵敏度的湿度传感器。所使用的光学谐振器由甘油制成的液滴组成,甘油是一种透明液体,能够实现高光学品质因数,掺杂有罗丹明6 G,其充当荧光发射体。由于甘油是高度吸湿的,液滴的折射率和半径随着环境湿度而变化。这产生回音壁模式波长的偏移,从而调制罗丹明6 G的发射。这种易于制造的装置具有前所未有的每相对湿度10-3的灵敏度。
2016-02-10 physics.optics
Self-focused beams to couple light into a whispering-gallery mode resonator
我们提出了一种新颖的方法耦合到回音壁模式谐振器的光。这种方法得益于棱镜耦合的模式选择性和鲁棒性以及光纤锥形的单模传播。它由一个棱镜形的晶体组成,晶体内部有一个波导,波导是通过光束自陷就地自刻的,以允许与给定谐振腔的最佳耦合。
2014-07-07 physics.optics
Fabrication of whispering gallery mode cavity using crystal growth
提出了一种基于激光加热基座生长的晶体回音壁模腔的制备方法。我们制作了蓝宝石腔,并获得了Q值为16000的腔,其直径约为240 μ m。我们数值计算表明,腔的横截面形状是敏感的腔Q,我们成功地控制它通过改变在熔融区的生长条件,而不会显着降低晶体结构。
2013-02-22 physics.optics
Phone-sized whispering-gallery microresonator sensing system
我们开发了一个紧凑的回音壁模式(WGM)传感系统,通过集成多个组件,包括可调谐激光器,温度控制器,函数发生器,示波器,光电二极管检测器和测试计算机,到一个手机大小的嵌入式系统。我们演示了一个热传感实验,通过使用这个便携式系统。这样的系统成功地消除了笨重的测量设备所需的特性光学谐振器,并将开辟新的途径,实际传感应用,通过使用超高Q WGM谐振器。
2016-07-15 physics.optics
Coupling of a whispering gallery mode to a silicon chip with photonic crystal
利用硅光子晶体波导作为耦合器,实现了硅回音壁模式微谐振器与硅片的高效耦合(99.5%)。有效耦合归因于两个器件之间的小的有效折射率差。光子晶体波导模式的大群折射率也有助于有效耦合。获得了2.68*10^6的耦合Q,这使得我们能够实现本征Q接近10^7的二氧化硅回音壁模式与Si芯片的临界耦合。
2019-09-13 physics.optics
Whispering gallery modes in hexagonal microcavities fabricated by crystal growth
我们研究了六边形截面腔的回音壁模式。我们发现了两种不同的模式,即扰动和准WGM,其中前者表现出较高的Q时,拐角半径是大的。我们研究了Q值与多边形腔曲率半径的关系,发现两个模之间的耦合决定了腔的Q值。此外,我们利用激光加热基座生长技术制作了一个谐振腔,并获得了较高的Q值。
2013-04-11 physics.optics
Radio-Frequency-to-Optical Conversion using Acoustic and Optical Whispering Gallery Modes
回音壁模式(Whispering Gallery mode,WGM)是在球形材料表面附近循环的模式,已知其对于声波和电磁波都表现出高品质因数。在这里,我们报告了一个电光机械系统,其中重叠的WGM的声波和光波沿赤道的介质球强烈耦合到彼此。三重共振相位匹配条件仅在单边带中提供布里渊散射的大的增强,并且观察到从激励声学模式的输入射频信号到输出光信号的转换。
2020-03-14 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Dark-field imaging as a non-invasive method for characterization of whispering gallery modes in microdisk cavities
利用暗场成像和光谱技术研究了激光直写制作的回音壁模式微盘腔。暗场成像允许我们直接可视化回音壁模式的空间强度分布。我们从暗场图像中提取了它们的方位和径向模指数,并从色散关系中找到了轴向模数。在共焦布置中获得的散射光谱提供关于谐振器中的光学状态的密度的信息。该技术是一种简单的非侵入性的方法来表征微盘腔的光学特性。
2016-01-08 physics.optics
Theoretical and experimental analysis of rare earth whispering gallery mode laser relative intensity noise
从理论和实验两方面研究了不同泵浦方式下全固态回音壁模式B类激光器的相对强度噪声。特别是,我们表明,尖峰频率的谐波中观察到的RIN频谱。一个速率方程模型,包括朗之万力和反转离子和光子数波动之间的非线性耦合已被开发,以再现实验结果,并提取相关的物理参数的拟合的RIN谱。
2017-10-21 physics.optics
Geometrical theory of whispering gallery modes
用准经典方法可以得到凸轴对称体中回音壁模本征频率的较精确的解析近似,并以球形介质腔为例,用程函法分析了准经典近似的精度极限。本征频率的计算所获得的系列与已知的系列介质球和数值计算进行了比较。我们展示了如何几何解释允许扩展的方法对任意形状的轴对称体。
2005-09-27 physics.optics
Direct observation of higher-order whispering-gallery modes in VCSELs at room temperature by embedding a defect-free surface micro-structure
我们提出并证明了一种直接的方法来观察高阶回音壁模式在垂直腔面发射激光器(VCSEL)在室温下。而不是引入任何缺陷模式,我们表明,抑制低阶腔模式可以通过破坏垂直反射器的表面微结构来实现。通过收集近场辐射图,在实验中观察到了由本征氧化层横向限制的高达23个方位阶的回音壁模。在实验和数值模拟中,通过谱图识别了各种垂直发射横模。
2007-11-14 physics.optics
Whispering gallery mode resonator based ultra-narrow linewidth external cavity semiconductor laser
我们展示了一个小型的自注入锁定DFB激光器使用谐振光反馈的高Q值晶体回音壁模式谐振器。线宽减小因子大于10,000,得到的瞬时线宽小于200 Hz。在积分时间为20 μ s时,激光频率稳定度的Allan偏差最小值为3 × 10 ~(-12)。该激光器具有优异的光谱纯度和良好的长期稳定性。
2010-08-05 physics.optics
Frequency tuning of the whispering gallery modes of silica microspheres for CQED and spectroscopy
我们已经调谐了熔融石英微谐振器的回音壁模式在800 nm处超过近1 nm,即超过0.5 FSR或10^6线宽的谐振器。这是通过一种基于双茎微球拉伸的新方法实现的。下面描述的设备将允许新的腔QED实验与这种高Q光学谐振器时,它是理想的,以优化其耦合到发射器与给定的过渡频率。这里展示的调谐能力是兼容的超高真空和低温操作,这应该是有用的,未来的实验与激光冷却原子或单量子点。
2000-08-02 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Whispering gallery modes in triple microdisks of triangular configurations
研究了等边三角形和等腰三角形三重微盘中的回音壁模。利用三角形的离散旋转对称性解释了位于等边三角形顶点上的三个微盘的谐振模的特征性质。在等腰三角形的顶点上的三个微盘的谐振模式的避免交叉也研究了单微盘和耦合微盘的组合。最后,我们提出了矩阵模型,很好地解释了三层微圆盘的谐振模。
2020-09-09 physics.optics
Broadband coupling of fast electrons to high-Q whispering-gallery mode resonators
透射电子显微镜是研究自由电子与纳米光场相互作用的一种极好的实验工具。然而,到目前为止,将电子显微镜应用于量子光学研究受到缺乏实验平台的阻碍,这些实验平台允许快速电子和高质量谐振器之间的强耦合。在这里,作为第一步,我们证明了宽带激发的光学回音壁模式在二氧化硅微谐振器的快速电子。在所发射的相干阴极射线发光光谱中,观察到梳状的等距峰,导致腔品质因数大于700。这些结果使电子显微镜中的量子光学现象的研究与量子电子光计量学的潜在应用。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photonic Lenses with Whispering Gallery Waves at Janus Particles
我们证明了在被截断的球或柱的平面上的电场(所谓的Janus粒子)与球或柱的被去除部分的深度有尖锐的共振。这些共振与截断引起的回音壁波有关。这是一种新的场局部化机制。圆柱体的这种效果的优化允许达到可以用于接触式光学光刻的线厚度的超分辨率。
2020-12-17 physics.optics
Folded chaotic whispering-gallery modes in non-convex, waveguide-coupled planar optical microresonators
混沌回音壁模式具有重要意义的光学应用和我们的理解之间的相互作用的波动现象和经典的光线极限在混沌动力学和开放的存在。在强非凸几何中,马瑟的一个定理排除了相空间中对应于在回音壁模式中循环的光线的不变曲线的存在,因此不期望有这种类型的对应模式。本文讨论了平面介质腔中电磁场的数值计算,这种介质腔由于与波导耦合而具有很强的非凸性。我们发现一个家庭的特殊状态,保留了许多功能的混乱回音壁模式已知的凸形状:强度图案对应于近掠入射沿边界的扩展部分,和相对较高的腔Q因子。模式被折叠成8字形图案,因此在自相交区域中与边界的重叠减少。这种模式将混沌回音壁模式的现象学与一个重要的技术优势相结合:能够直接连接波导而不会破坏折叠模式的Q因子。使用边界积分方法和FDTD技术,我们探讨的依赖关系的现象波长的腔体的大小,折射率对比周围的介质,和形状变形的程度。一个新的特点,区分折叠从规则的回音壁模式是,一个给定的形状将支持高Q值折叠混沌回音壁模式只在某些波长窗口。
2019-12-20 physics.optics
Generalized Full-Vector Multi-Mode Matching Analysis of Whispering-Gallery Microcavities
我们概述了一个全矢量的三维多模匹配技术在圆柱坐标系,解决了相互之间的相互耦合的多个模式共同传播的扰动回音壁模式微腔。除了其优越的精度方面,我们以前实施的单模匹配技术,这种目前的技术是适合建模波导腔耦合的多模耦合的影响是不可忽略的。使用这种方法,提出了一个强大的计划,混合集成到绝缘体上硅平台的微腔。
2014-05-02 physics.optics
Back-scatter based whispering gallery mode sensing
回音壁模式生物传感器允许选择性的单个蛋白质的未标记检测,并结合量子有限的灵敏度,运动分子运动的非侵入性实时观察的可能性。然而,到目前为止,技术噪声源,特别是低频激光噪声,限制了这种应用。在这里,我们介绍了一种新的技术,回音壁模式传感的基础上直接检测后向散射光。这种实验上简单的技术原则上不受频率噪声的影响,并且还可以抑制热折射噪声。我们展示了27 dB的频率噪声抑制,消除了频率噪声作为灵敏度下降的来源,并允许76 kHz的绝对频移灵敏度。我们的研究结果为单分子生物物理实验和超灵敏生物传感器开辟了新的途径。
2013-08-08 physics.bio-ph physics.ins-det physics.optics
High-Q Whispering-Gallery-Modes Microresonators in the Near-Ultraviolet Spectral Range
高$Q$回音壁模式微谐振器是开发紧凑型相干源(如单频激光器或频率梳)的基石。本文报道了近紫外区回音壁微球的详细特性。谐振器中的光耦合是由于一个强大的角度抛光光纤允许调查不同的耦合制度。在420 nm波长下报告了$2.2 \times 10^8$的固有$Q_0$因子和$7.3 \times 10^4$的精细度。物理机制有助于$Q_0$ -因素进行了讨论,并绘制路线,以提高性能。这种高$Q$因子和高精细度是简化基于WGM微谐振器的光子器件研究的关键因素。
2022-11-07 physics.optics
Coupled-mode induced transparency in aerostatically-tuned microbubble whispering gallery resonators
在单个微泡回音壁模谐振腔中实现了耦合模诱导透明。利用空气静力调谐,我们发现不同径向阶模态的压力诱导位移率是不同的。考虑应变和应力效应的有限元模拟显示GHz/bar差异,这通过实验得到证实。通过精确的压力调谐,当一阶模式跨越高阶模式时,获得透明光谱。所得的线形与理论相符。这一工作为微气泡传感的进一步应用奠定了基础。
2015-03-23 physics.optics