Magneto-optical coupling in whispering gallery mode resonators
我们证明,钇铁石榴石微球支持光学回音壁模式类似于那些在非磁性介电材料。铁磁力矩的方向通过Voigt效应调谐谐振频率以及通过Faraday效应调谐偏振旋转的程度。回音壁模式的传播方向相对于磁化方向旋转,对这种模式中的磁光耦合的理解是腔光磁学新兴领域的基础。
2015-12-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room-temperature condensation in whispering gallery microresonators assisted by longitudinal optical phonons
我们报告的六角回音壁模式(WGM)在室温下的ZnO微丝,体现了近乎完美的多边形回音壁微谐振器的冷凝。冷凝制度是实现在UV光谱范围内,只有在低于第一纵向光学(LO)声子副本的自由ZnO A-激子跃迁的能量和非零波矢量。我们表明,多模的WGM系统和高人口的自由激子和声子与各种动量的腔激子-光子系统的准粒子与LO声子的相互作用的概率大大提高。我们进一步研究了激光WGM的远场模式图案,并证明了它们的空间相干性。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optomagnonic whispering gallery microresonators
亚铁磁绝缘体中的磁振子,如钇铁石榴石(YIG),最近出现的微波电路中的相干信息处理的有前途的候选人。在这里,我们演示了由氮化硅光子波导询问的YIG球的光学回音壁模式,在电信c波段表面处理后的品质因数接近$10^6$。此外,与传统的法拉第设置相反,这种实现方式允许与磁化共线偏振的输入光子被散射到正交偏振的边带模式。这种布里渊散射过程通过三重共振磁振子,泵浦和信号光子模式增强-所有回音壁性质-在“光磁腔”内。我们的研究结果表明,磁振子介导微波光载波转换的潜在用途。
2015-10-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Low-Q whispering gallery modes in anisotropic metamaterial shells
研究了各向异性和非均匀超材料壳,以利用其所有的谐振模式丰富度。这些多层结构是基于径向依赖的本构参数的圆柱形分布,包括一个内部的空隙腔。壳,腔和回音壁模式的特点,并特别注意后者。在有背景的壳体边界层处产生回音壁模态,产生具有强辐射特性的能量局域化。这些低Q共振态的频率与壳层厚度无关。然而,它们的品质因数可以通过形成壳的层的数量来控制,这允许在界面层(内部或外部)处限制电磁波,并且使它们适合于收集电磁能量。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Unveiling the coupling of single metallic nanoparticles to whispering-gallery microcavities
回音壁模式谐振器承载多个被捕获的窄带循环光学谐振,其在量子电动力学、光学力学和传感中找到应用。然而,介质微球的球对称性和低场泄漏使得利用远场辐射探测其高质量的光学模式变得困难。即便如此,耦合到谐振器的金属纳米颗粒(MNP)的局部场增强可以将光学远场和有界腔模式连接起来。在这项工作中,我们使用扫描透射电子显微镜中的电子束光谱研究了回音壁模式和MNP表面等离子体之间的相互作用,具有纳米空间分辨率。我们表明,画廊模式诱导的纳米粒子等离子体激元的选择性光谱范围内,此外,它们的偏振可以控制的MNP的诱导偶极矩。我们的研究证明了一个可行的机制,有效地激发高品质因数的回音壁模式,并在光学传感和光操纵的应用潜力。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Bound states in the continuum in whispering gallery resonators with pointlike impurities
本文研究了环形回音壁谐振腔中周期性分布的类点状杂质,基于精确传输概率表达式,证明了连续谱束缚态由高对称动量处的回音壁模式形成,且反演对称性促进BIC产生并增强光传输可调谐性。
2024-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Low-Threshold Surface-Emitting Whispering-Gallery Mode Microlasers
Ioffe Institute(Ioffe研究所);HSE University(高等经济学院);ITMO University(ITMO大学)
本文报道了一种基于高Q值微柱的微激光器,通过低吸收的Al0.2Ga0.8As/Al0.9Ga0.1As分布式布拉格反射镜和光滑柱侧面实现表面发射whispering-gallery模式激光,实现了930-970nm波长范围内的梳状结构激光输出。
2024-07-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Strong Coupling between Whispering Gallery Modes and Chromium Ions in Ruby
研究了红宝石(Cr $^{3+}$:Al $_2$ O $_3$)回音壁模式(WGM)谐振腔中腔光子与顺磁Cr $^{3+}$自旋的相互作用.在微波频率和毫开尔文温度下检查系统,在杂质自旋和高品质因数($Q > 10^5$)WGM之间观察到高达610 MHz或约5%的光子能量的自旋-光子耦合。大的可调谐性和自旋-自旋相互作用允许在强耦合制度下操作。该系统表现出的行为,而不是由通常的Tavis-Cummings模型预测,因为两个级别的自旋浴内的相互作用,以及众多的光子模式的存在。
2014-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Whispering gallery quantum well exciton polaritons in an Indium Gallium Arsenide microdisk cavity
本文首次在砷化铟镓量子阱填充的砷化镓微盘腔中观测到回音壁激子极化激元,通过温度和半径调谐测得5–10 meV拉比劈裂,并建立解析量子模型,高功率下进一步实现极化激元激射。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct Observation of Whispering Gallery Mode Polaritons and Their Dispersion in a ZnO Tapered Microcavity
报道了在ZnO锥形回音壁微腔中直接观察到的强激子-光子耦合。利用不同偏振态的显微光致发光谱仪沿ZnO四脚体的锥形臂扫描激发,观察到了从弱相互作用区的纯WG光学模到强耦合区的激子极化激元的跃迁。用包含激子极化激元色散关系的平面波模型对实验结果进行了较好的描述。这提供了极化激元色散的直接映射,并且因此提供了不同激子与不同极化WG模式耦合的全面图片。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of electron whispering-gallery modes and atomic collapse states in graphene WSe2 heterostructure quantum dots
本研究在石墨烯/WSe₂异质结构量子点中观测到电子回音壁模式与原子坍缩态的共存,并首次探究了垂直磁场下原子坍缩态到异常朗道能级的演化,为相对论量子态研究提供了新平台。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Integrated Whispering-Gallery Microlaser-Waveguide Platform for On-Chip Electrical Excitation of InGaAs Quantum Dots
Technische Universität Berlin(柏林工业大学);Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡大学)
提出一种电驱动回音壁微柱激光器与脊形波导集成的量子光子器件,实现片上激发量子点并产生单光子发射,g^(2)(0)低至3.49%。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall 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
Sub-Wavelength Plasmon Polaritons Channeling of Whispering Gallery Modes of Fluorescent Silica Microresonator
在这里,我们报告的亚波长传播和定向耦合的回音壁模式(WGM)的荧光二氧化硅微球谐振器介导的等离子体激元在单晶银纳米线。从纳米线末端发射的荧光光谱特征证实了WGM通过纳米线等离子体激元的有效引导。通过采用傅立叶平面光学显微镜,我们揭示和量化的WGM从纳米线的两端的定向荧光发射。考虑到所讨论的几何形状是从溶液相自组装的,我们的结果将在基于WGM的软光子平台中找到相关性,包括小型化的光学谐振器和耦合器。
2021-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Visible Photoluminescence from Cubic (3C) Silicon Carbide Microdisks Coupled to High Quality Whispering Gallery Modes
我们提出了立方(3C)碳化硅微盘谐振器的设计,制造和表征具有高品质因数模式在可见光和近红外波长(600 - 950 nm)。利用激光扫描共聚焦显微镜在室温下测量了品质因数高达2,300的回音壁模式和相应的模式体积V ~ 2(λ/n)^3。我们得到了良好的对应关系的横磁(TM)和横电(TE)极化共振使用时域有限差分法(FDTD)模拟和实验中观察到的。这些基于3C-SiC谐振器中光学活性杂质的集合体的结构可以在非线性和量子光子学的各种应用中发挥重要作用,包括低功率光开关和量子存储器。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph