Trace formulation for photonic inverse design with incoherent sources
空间非相干光源，例如自发发射原子，需要多次求解麦克斯韦方程以获得总发射，这与大规模优化（逆设计）结合在一起在计算上变得难以处理。我们提出了一个跟踪制定的非相干发射，可以有效地结合逆向设计，甚至超过数千个设计自由度的拓扑优化。我们的配方包括以前的互易性为基础的方法，仅限于几个输出通道（例如正常发射），作为特殊情况下，但概括为一个连续的发射方向，利用低秩结构的发射问题。我们提出了几个例子的非相干发射拓扑优化，包括剪裁荧光粒子的几何形状，周期性发射表面，和发射到波导模式的结构，以及讨论未来的应用问题，如拉曼传感和阴极发光。
2022-11-16 physics.comp-ph physics.optics
Scalable native signed optical computing enabled by dual-wavelength incoherent multiplexing
East China Normal University（华东师范大学）；The Extreme Optoelectromechanics Laboratory (XXL), School of Physics, East China Normal University（华东师范大学物理学院极端光机电实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
本文提出了一种基于双波长非相干多路复用的光子架构，实现了在薄 films 锂铌酸平台上的原生带符号输入和权重处理，通过共享物理路径进行计算，减少了硬件开销，并在神经网络分类任务中取得了高准确率。
2026-05-20 physics.optics
Incoherent non-Hermitian skin effect in photonic quantum walks
本文将非厄米趋肤效应拓展到完全非相干区域，证明在退相干动力学下该效应在相当普遍情况下仍然存在，并通过非厄米光子量子行走中的非相干光动力学加以验证。
2024-04-06 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Efficient multiband absorber based on 1D periodic metal-dielectric photonic crystals with a reflective substrate
提出了一种高效的多波段吸收体，它包括一个截断的一维周期性金属-介质光子晶体和一个反射衬底。反射基板实际上是光学厚金属膜。与形状复杂的吸收体相比，这种平面结构的吸收体更容易制作。对于4单元电池器件，所有四个吸收峰都可以以高于95%的效率进行优化。此外，这些吸收峰对偏振和入射角都不敏感。讨论了介质的几何参数和折射率对器件性能的影响。此外，由于截断光子晶体晶格具有选择共振模式的功能，每个光子带内的吸收峰的数目正好对应于晶胞的数目。研究还表明，当金属基片上放置更多的金属-电介质单元时，总吸收效率逐渐增加。我们的工作有望在太阳能收集和热辐射剪裁领域有一些潜在的应用。
2013-10-15 physics.optics
High-Performance, High-Index-Contrast Chalcogenide Glass Photonics on Silicon and Unconventional Non-planar Substrates
本文报道了一种通用的，卷到卷和后端兼容的技术，用于在硅和塑料衬底上制造高折射率对比度的光子结构。该制造技术结合了低温硫系玻璃膜沉积和无抗蚀剂的单步热纳米压印工艺低损耗（1.6 dB/cm），亚微米单模波导与光滑的表面光洁度，使用简单的接触光刻。使用这种方法，第一硫系玻璃微环谐振器制造的热纳米压印。该器件在1550 nm波长附近表现出400，000的超高品质因数，这是硫系玻璃微环谐振器中报道的最高值。此外，亚微米的非平面塑料基板上的硫系玻璃薄膜的纳米压印证明，这建立了一个简便的方法，单片制造的高折射率对比度的设备上的一个广泛的阵列的非常规基板。
2013-08-13 physics.optics
Cavity Solitons as a Nonlinear Substrate for Photonic Neuromorphic Computing
Université libre de Bruxelles (ULB)（布鲁塞尔自由大学）
本文提出利用光纤腔体中的孤子作为光子神经形态计算的非线性基质，通过相位调制驱动激光编码输入，并利用频率分辨读出获取共振状态，数值模拟表明凯利波的发射增强了动态特性并提升了机器学习任务的性能。
2026-05-19 physics.optics
Photonic Crystal Spectrometer
我们提出了一种新的光谱仪，采用光子晶体图案从一个透明的基板波导光耦合输出。该光谱仪由一系列光子晶体图案组成，这些图案是在玻璃基板上的聚合物中纳米制造的，与相机相结合。照相机捕获从图案化衬底耦合出的光的图像;图案阵列产生不同波长带的强度的空间分辨图。使用光子晶体图案响应函数将图像的强度图转换成光谱。我们提出了一个概念的证明，通过表征白色LED与我们的光子晶体光谱仪。
2010-03-18 physics.optics
Monolithic 3D integration of tantalum pentoxide photonics on arbitrary substrates
本文提出将五氧化二钽光子学单片三维集成到任意衬底（如薄膜铌酸锂）上，利用其低温沉积等特性，实现低损耗微谐振器、准相位匹配及多种非线性频率转换，为多功能光子学系统开辟新范式。
2025-09-09 physics.optics
Heterogeneous sapphire-supported low-loss photonics platform
本文提出一种在蓝宝石衬底上实现低损耗波导的新策略，构建了在780 nm附近品质因子达560万的高性能集成光子学平台，并可直接兼容多种固态激光增益介质。
2024-05-06 physics.optics
Flexible and tunable silicon photonic circuits on plastic substrates
柔性微电子在广泛的应用中显示出巨大的前景，特别是那些在刚性材料和结构中无法通过传统微电子解决的应用。这些非常规但重要的应用范围从柔性消费电子产品到适形传感器阵列和生物医学设备。最近在实施柔性电子产品方面成功的范式转变是将由高质量晶体半导体材料制成的高度集成化设备物理转移和粘合到塑料材料上4 -8。在这里，我们展示了一种灵活的形式的硅光子塑料基板上使用的转移和键合制造方法。包括干涉仪和谐振器的光子电路已被转移到柔性塑料基板上，保留了功能和性能。通过使柔性基板机械变形，可以在非常大的范围内可逆地调谐器件的光学特性。基于硅塑料（SOP）材料平台的新型柔性光子系统的演示可以为众多新应用打开大门，包括可调光子学，光机械传感器以及生物机械和生物光子探针。
2012-07-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single-Mode Optical Waveguides on Native High-Refractive-Index Substrates
高折射率半导体光波导形成了现代光子集成电路（PIC）的基础，但是实现光限制的传统方法需要厚的低折射率支撑层，这阻碍了与电子器件的大规模共集成。为了解决这一挑战，我们提出了一个通用架构的单模波导，限制光在高折射率材料的原生基板上。我们的波导由一个高的纵横比鳍的引导材料包围较低的折射率的玻璃，是与标准的自上而下的制造技术兼容。所提出的波导几何结构消除了对硅光子学中的掩埋氧化物层以及InP基PIC中的InGaAsP层的需要，并且将允许在新兴材料平台（例如金刚石和SiC）上进行光子集成。
2016-01-06 physics.optics
Photonic band structure of ZnO photonic crystal slab laser
我们最近报道了首次实现的基于氧化锌的紫外光子晶体激光器[Appl.Phys.Lett. { \bf 85}，3657（2004）]。在这里，我们提出的结构设计和优化的细节。我们发展了一种计算超元胞技术，可以直接计算蓝宝石衬底上ZnO光子晶体的光子能带结构。我们发现，尽管小的衬底和光子层之间的折射率对比度，低阶本征模具有占主导地位的横电（TE）或横磁（TM）偏振。由于ZnO薄膜的发光表现出强烈的TE偏好，我们可以将我们的考虑限制在TE带，其光谱可以具有完整的光子带隙，并选择适当的结构参数。我们证明，系统的几何形状可以进行优化，以便实现相当大的带隙。
2005-03-21 physics.optics
Substrate-Independent Light Confinement in Bioinspired All-Dielectric Surface Resonators
传统上，光子晶体平板可以支持强烈限制于平板的谐振，但也耦合到外部辐射。然而，当将光子晶体平板放置在衬底上时，谐振模式变得不那么受限，并且随着平板和衬底之间的折射率对比度减小，它们最终消失。利用狄俄涅朱诺蝴蝶翅膀的尺度结构作为灵感，我们提出了一种低折射率锯齿形表面结构，即使没有与衬底的折射率对比，也支持谐振模式。锯齿形结构支持远离基板的谐振，这减少了谐振与基板之间的相互作用。我们通过实验验证了在可见光波长范围内存在与衬底无关的共振。潜在的应用包括衬底独立的结构颜色和光导。
2016-03-10 physics.optics
Nanophotonic devices on thin buried oxide Silicon-On-Insulator substrates
我们展示了一个硅光子平台，使用薄的掩埋氧化物绝缘体上硅（SOI）衬底，使用局部衬底去除。我们展示了高限制硅条形波导，微环谐振器和纳米锥使用这种技术。使用削减方法的波导的传播损耗为3.88 dB/cm的准TE模式和5.06 dB/cm的准TM模式。获得了准TM模的有载品质因数（Q）为46，500，准TE模的本征Q为148，000的环形谐振腔。该工艺将使光子结构与基于薄埋氧SOI的电子器件集成。
2009-12-04 physics.optics
Discrete interband mutual focusing in nonlinear photonic lattices
本文研究了一维光诱导光子晶格中不同Floquet-Bloch波相互相干光束的非线性耦合。我们通过实验证明了这种相互作用如何导致不对称的相互聚焦，并且对于具有相反衍射特性的波，同时聚焦和散焦以及离散性引起的光束定位和整形效应。
2005-06-10 physics.optics
Valley kink states and topological channel intersections in substrate-integrated photonic circuitry
谷自由度为提高信息处理的容量和效率提供了一种新的途径，已成为光子学的重要工具。谷-陈数相反区域界面处的光子拓扑谷扭结态的实验研究引起了人们的广泛关注，但目前的研究仅限于谷-陈数相反区域界面处，这在很大程度上限制了它们在几何相关拓扑通道交叉等方面的应用。在这里，我们实验证明和操纵谷扭结状态在亚波长衬底集成光子电路的通用接口。我们通过测量扭结态在扭曲界面和无序界面中的传输来验证扭结态的鲁棒性。基于一般界面上的谷扭结态，我们实现了几个拓扑通道交叉点，其中光子输运路径与交叉点的几何形状有关。与以前的工作相比，本发明的谷型光子晶体具有亚波长厚度和优异的自洽电屏蔽，这与传统的衬底集成光子电路完全兼容。我们的工作打开了一扇门，操纵光子谷伪自旋在基板集成电路的鲁棒性，易于访问，和轻量级。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Amorphous silicon-doped titania films for on-chip photonics
高质量的光学薄膜材料形成了片上光子微器件和纳米器件的基础，其中几个光子元件形成了光路。它们的实现通常需要薄膜具有比基底材料更高的折射率。在这里，我们展示了一种在各种衬底上沉积非晶25%Si掺杂TiO 2薄膜的方法，一种将这些薄膜成形为光子元件（如光波导和谐振器）的方法，最后，这些元件的性能。通过测量薄膜腔Q因子在790 nm波长处超过10^5来估计膜的质量，对应于5.1 db/cm的低传播损耗。所制造的光子结构被用于通过倏逝波耦合来光学寻址嵌入在衬底中的铬离子，因此使其能够通过膜-衬底相互作用。还证明了通过掺杂光学活性稀土离子如铒的膜的额外功能化。因此，Si：TiO 2膜允许创建高质量的光子元件，包括无源和有源，并且还提供了对嵌入其中的各种衬底和发射器的访问。
2017-02-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Refractive index sensing with hybrid surfaces of photonic crystals and dielectric microsphere monolayers
在这项工作中，一个折射率（RI）传感器的比色检测和光学传感能力的有效整合已经开发出来。比色检测依赖于光子晶体（PC）衬底的结构色对背景RI变化的敏感性，而光学传感通过测量介电微球的放大能力来执行，这取决于光子纳米喷射的位置。基于这一概念，我们成功地将直径为35 μ m的钛酸钡玻璃微球、直径为4.9 μ m的聚苯乙烯和二氧化硅微球单层组装在一维或二维PC基底上，实现了在各种液体中的RI传感。此外，开发的RI传感器是高度兼容的商业光学显微镜和适用于RI传感的面积小到几十平方微米。
2021-07-07 physics.optics
From vertical-cavities to hybrid metal/photonic-crystal nanocavities: Towards high-efficiency nanolasers
我们提供了一个数值研究表明，一个底部反射器是必不可少的实现单向发射的光子晶体（PhC）纳米激光器。首先，我们研究了一个悬浮在由电介质或金属衬底形成的平面镜上的PHC平板纳米腔。我们发现，激光器的垂直发射可以增强超过6倍的设备相比，在没有镜子。然后，我们研究的情况下，在一个平面的金属表面接触的PhC纳米腔。下面的金属衬底可以用作电流通路和散热器，这将有助于在室温下实现连续波激光操作。以1.3 μ m发射的激光器的设计表明，假设室温金作为衬底，可以实现超过1，000的相对高的腔Q。此外，可以实现辐射效率超过50%的线偏振单向垂直发射。最后，我们讨论了这种混合设计涉及到各种等离子体腔，并提出了一个有用的定量测量的程度的“等离子体”字符在一个一般的金属纳米腔。
2011-09-01 physics.optics
Substrate-induced maximum optical chirality of planar dielectric structures
本研究针对平面介质结构增强光学手性需打破面外镜面对称的难题，发现低折射率衬底可在非手性超构结构中诱导最大光学手性，通过谐振态展开微扰分析揭示其机制，并经光子晶体膜光透射实验验证。
2024-08-20 physics.optics
Plasma Etch Process Optimization for Photonic-Grade Diamond-on-Insulator Substrates and Thickness Evaluation using Colorimetry
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；QuTech, Delft University of Technology（QuTech，代尔夫特理工大学）
开发了一种ICP-RIE等离子体刻蚀配方，用于制备大面积薄膜金刚石-绝缘体衬底，并提出了基于色度学的厚度评估方法，实现了5 nm分辨率的自动厚度推断。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Incorporating rank-free coupling and external field via an incoherent modulated spatial photonic Ising machine
State Key Laboratory of Photonics and Communications（光子与通信国家重点实验室）；Institute for Quantum Sensing and Information Processing（量子传感与信息处理研究所）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
该研究提出一种无需等级的光子Ising机器，通过Hadamard积编码任意Ising哈密顿量，实现高精度、高旋量的Ising模型模拟，并在Mobius ladder图上解决Max-Cut问题，展示了光子Ising机器的可扩展性。
2026-05-11 cond-mat.dis-nn cs.LG math-ph
Single-photon detectors on arbitrary photonic substrates
提出基于转移打印的方法，将超导纳米线单光子探测器集成到任意光子基底上，消除了材料与表面形貌限制，在商用硅和铌酸锂光子电路中实现波导内单光子探测，为可扩展量子信息处理提供通用构建模块。
2024-09-12 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Laterally confined photonic crystal surface emitting laser based on monolayer tungsten disulfide operating at room temperature
报道了一种以单层二硫化钨为增益介质的光子晶体面发射激光器。腔设计利用光子晶体晶格中的异质结构，以提供具有紧凑有源区的高品质因数的横向限制。将单层二硫化钨薄片集成到石英衬底上的氮化硅光子晶体上，实现了室温连续激光输出。高方向性，近表面正常发射也已实验证明。
2018-06-21 physics.optics
Growth of Aluminum Nitride on a Silicon Nitride Substrate for Hybrid Photonic Circuits
氮化铝（AlN）是一种新兴的集成量子光子学材料，具有优良的线性和非线性光学特性。特别地，其二阶非线性极化率$χ^{(2)}$允许单光子产生。采用直流磁控溅射法在氮化硅衬底上制备了氮化铝薄膜。的薄膜已被其特征在于使用X射线衍射，光学反射计，原子力显微镜，和扫描电子显微镜。通过优化氮氩比和磁控直流电源的沉积工艺，提高了薄膜的结晶性能。X射线衍射测量证实了高质量c轴取向薄膜的制备，摇摆曲线的半高宽为3.9 °。对于300 nm厚的膜。原子力显微镜测量揭示了均方根表面粗糙度低于1纳米。AlN沉积在SiN上使我们能够用一种新的方法来制造混合光子电路，这种方法避免了AlN具有挑战性的图案化。
2021-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Broadband Single-Mode Hybrid Photonic Crystal Waveguides for Terahertz Integration on a Chip
研制了一种新型的太赫兹混合波导芯片，该芯片由硅光子晶体和平行的金片构成。模拟和实验结果表明，混合波导提供了一个宽的单模传输窗口，低群速度色散和低损耗。这种紧凑、无衬底的太赫兹芯片将在宽带、密集集成、多功能太赫兹系统中发挥重要作用。
2020-03-20 physics.optics
High-Q aluminum nitride photonic crystal nanobeam cavities
我们在氮化铝（AlN）光子晶体纳米梁腔中展示了高的光学品质因数。采用自保护释放工艺在绝缘体上AlN衬底上制备了悬浮AlN光子晶体纳米梁。采用一维光子晶体腔耦合到集成光路，我们测量的品质因数高达146000。通过改变波导腔耦合间隙，消光比超过15分贝。我们的研究结果打开了大门，集成光子带隙结构制成的低损耗，宽透明，非线性光学材料系统。
2012-05-07 physics.optics
Monolithic Polarizing Circular Dielectric Gratings on Bulk Substrates for Improved Photon Collection from InAs Quantum Dots
本研究在体衬底上开发出带两层DBR结构的单片式偏振圆形介质光栅，在不降低收集效率的前提下实现强偏振量子点发光，大幅提升InAs量子点光子收集效率，可用于量子点与需体衬底的量子系统的集成。
2023-10-06 physics.optics
Laser written waveguides to the sample edge
University of Oxford（牛津大学）
本文提出了一种无需抛光的激光波导制作方法，通过边缘掩膜和能量调节，实现了与单模光纤匹配的波导，提升了光子封装的应用前景。
2026-02-24 physics.optics
Optical characterization of size- and substrate-dependent performance of ultraviolet hybrid plasmonic nanowire lasers
本文通过单纳米线光学表征与高通量PL光谱，研究Ag、Al衬底上ZnO纳米线紫外混合等离激元激光器，揭示衬底色散与纳米线直径对激子-表面等离激元耦合及器件性能的调控作用。
2024-05-08 physics.optics
Demonstration of mid-infrared waveguide photonic crystal cavities
我们已经证明了我们认为是第一个波导光子晶体腔工作在中红外。该器件采用Ge 23 Sb 7S 70硫系玻璃和CaF 2为衬底，通过光刻和聚焦离子束刻蚀相结合的方法制备而成。在5.2 μm波长下采用光纤端射耦合方法对波导耦合腔进行了表征，在临界耦合区附近测得的加载品质因数约为2,000。
2013-05-20 physics.optics
Diffractive coupling for photonic networks: how big can we go?
光子网络被认为是未来高性能计算系统的一个有前途的衬底。与电子学相比，光子学在完全并行实现网络方面具有显着优势。利用衍射实现大规模并行光子网络的连接是一种很有前途的方法。在这里，我们描述了这种衍射耦合的可扩展性非常详细。基于实验，分析得到的边界和数值模拟考虑现实世界的光学成像设置，我们发现，原则上的概念，使网络托管超过一百万个光发射器。这将是多个领域的突破，为未来的大规模光子网络指明了一条清晰的道路。
2019-07-12 physics.optics
Minimal-footprint photonic crystal nanolasers for biointegration
University of Cologne（科隆大学）
本研究开发了最小足迹光子晶体纳米激光器，用于生物集成应用，实现了30μm²的活性区域，并设计了NIR-II探针，具有比现有技术小一个数量级的模式体积。
2026-01-18 physics.optics
Exact solution of maximally flat antireflection coatings for coherent and incoherent light
本文针对相干光和非相干光两种情况，提出精确设计最大平坦增透膜的方法，并给出最多四层膜的显式解及更多层数的数值求解途径，同时提出一种近似折射率的新方法。
2023-08-08 physics.optics
Design and Fabrication of Robust Hybrid Photonic Crystal Cavities
针对金刚石色心混合光子晶体腔因衬底折射率对比度降低导致损耗增加的问题，提出将制备误差敏感性纳入设计的鲁棒方法，并在955nm波长下实验实现了Q接近30,000的GaAs-on-diamond光子晶体腔。
2024-09-25 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Optimal photonic crystal cavities for coupling nanoemitters to photonic integrated circuits
用成熟的半导体技术制造的光子集成电路对于实现可扩展的量子技术具有很大的希望。量子发射器和纳米光子器件之间的有效接口是在硅芯片上实现这种实现的关键构件。这些接口可以实现为具有高品质因数和波长尺度模体积的纳米束光学腔，从而提供纳米级量子发射器和纳米光子电路之间的增强的耦合。实现这样的谐振结构对于可见光波长范围是特别具有挑战性的，其中许多当前考虑的量子发射器工作，并且如果期望与现代半导体纳米制造工艺兼容。在这里，我们表明，光子晶体纳米梁腔的可见光谱可以设计和制造直接在衬底上具有高的品质因数和小的模式体积。我们比较基于确定性和模式匹配方法的设计，并发现后者有利于基板上实现。我们的研究结果铺平了道路，将量子发射器与纳米光子电路应用于量子技术。
2019-09-05 physics.optics quant-ph
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
Creating Quantum Emitters in Hexagonal Boron Nitride Deterministically on Chip-Compatible Substrates
二维六方氮化硼（hBN）具有明亮的室温单光子发射体（SPEs），是一种很有前途的量子信息应用材料平台。走向hBN实际应用的重要一步是SPE的按需、位置控制生成。已经报道了几种策略来实现hBN SPE的确定性创建。然而，它们要么依赖于与集成光子器件不兼容的衬底纳米图案化过程，要么利用可能对hBN和底层衬底造成不可预测的损伤的辐射源。在这里，我们报告了一个辐射和光刻免费路线确定性激活hBN SPE纳米压痕与原子力显微镜（AFM）的提示。该方法适用于薄hBN薄片（厚度小于25 nm）的平面二氧化硅-硅基板，可以很容易地集成到芯片上的光子器件。通过使用多个尺寸的纳米颗粒，实现的SPE产率超过30%，并且对于大约400 nm的纳米颗粒，证明了36%的最大产率。我们的研究结果标志着确定性的创建和集成的hBN SPE与光子和等离子体激元芯片上的设备的重要一步。
2021-06-28 physics.optics quant-ph
Coupled photonic crystal nanobeam cavities
我们描述了耦合的高品质（Q）因子硅纳米梁光子晶体腔的设计、制造和光谱学。我们表明，单纳米束腔模式耦合成偶数和奇数叠加模式，我们模拟了频率和Q因子作为纳米束间距的函数，表明两种模式之间的差分波长偏移70 nm是可能的，同时保持Q因子大于10^6。对于衬底上和独立的纳米梁，我们实验监测的响应，甚至模式的间隙是变化的，并测量Q因子高达200，000。
2009-05-01 physics.optics
Second harmonic generation in GaAs photonic crystal cavities in (111)B and (001) crystal orientations
我们研究了（001）和（111）B取向GaAs中光子晶体腔的二次谐波产生。基本共振在1800 nm处，导致低于GaAs带隙的二次谐波。带隙以下操作最小化泵浦的二次谐波吸收和双光子吸收。光子晶体腔制作在两个方向上的GaAs衬底的各种面内旋转。二次谐波的旋转依赖性和远场模式匹配模拟。我们在（001）和（111）B取向的GaAs中观察到类似的1.2%/W的最大效率。
2014-07-07 physics.optics
Three-Dimensional Organic Microlasers with Low Lasing Thresholds Fabricated by Multiphoton Lithography
研究了以光子晶体为载体的含有吡咯亚甲基激光染料的立方体有机微腔，作为降低腔的激光阈值的一种方法。多光子光刻有利于直接在衬底上或去耦结构上制造长方体腔，而类似的结构通过UV光刻在衬底上制造以进行比较。相对于在衬底上制造的腔，已经观察到由光子晶体支撑的腔的激光阈值显著降低约30倍。长方体微谐振器的激光模式谱提供了强有力的证据表明，激光模式是本地化的水平面内，与一个内接钻石的形状。
2014-04-02 physics.optics
Complex waveguide based on a magneto-optic layer and a dielectric photonic crystal
从理论上研究了磁光波导在介质基片上覆盖一维介质光子晶体的多层结构中电磁波的色散和偏振特性。这种复杂结构的数值分析表明，TE和TM模式的偏振过滤取决于波导和光子晶体的几何参数。我们考虑了在这种结构中模式传播的不同机制：当导模在磁性薄膜中传播并在光子晶体中衰减时;当导模在磁性薄膜和光子晶体中传播时。
2017-03-13 physics.optics
A 1.16-μm-radius disk cavity in a sunflower-type circular photonic crystal with ultrahigh quality factor
通过将圆盘嵌入到向日葵型圆形光子晶体（CPC）中，我们设计了一个半径为1.16- \mum的圆盘谐振腔。CPC的带隙降低了盘的回音壁模式的弯曲损耗，导致模拟的Q值为10^7，比相同尺寸的裸盘高至少一个数量级。实验验证了该设计，从一个优化的设备上制造的绝缘体上硅衬底上测得的7.4 \times 10 ^5的高负载Q值。
2012-06-04 physics.optics
High Q SiC microresonators
我们展示了基于标准3C SiC外延生长在硅上的光子器件。我们利用SiC的高刚度和底切底层硅衬底来实现高光学限制。我们展示了一个半径为20 μ m的悬浮microwave谐振器，Q值为18000制造在商业上可用的硅基碳化硅衬底上。
2013-06-12 physics.optics
Recovery of tunable bound states in the continuum
School of Science and Engineering, The Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)（香港中文大学（深圳）理工学院）
本文通过双不对称策略恢复光子晶体板中受基板影响的可调束缚态，恢复其极化涡流和Q值特性，揭示了模式依赖的补偿规律。
2026-05-08 physics.optics
Localized crystallization of Ce:YIG thin films on Si using CO2 laser annealing for integrated nonreciprocal photonic device applications
National Engineering Research Centre of Electromagnetic Radiation Control Materials, University of Electronic Science and Technology of China（电磁辐射控制材料工程技术研究中心，电子科技大学）；State Key Laboratory of Electronic Thin-Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China（电子薄膜与集成器件国家重点实验室，电子科技大学）
研究使用CO2激光退火探索Ce:YIG薄膜用于集成光子器件应用的结晶和磁光特性，并制备了基于SiN上Ce:YIG薄膜的MZI型光隔离器，实现了一定的饱和法拉第旋转、传播损耗、隔离比和插入损耗。
2026-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Incoherent population trapping in quantum emitters
本文提出随机模型推翻辐射概率与内量子效率成正比的假设，揭示亚稳态非相干俘获机制，并提供获取确定性发射体的实验方案。
2025-04-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Sublime Transfer Printing of Three-Dimensional Nanostructure Ensembles
Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；The Smart Grippers for Soft Robotics (SGSR) Programme, Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE)（软体机器人智能夹爪计划，卓越研究与技术企业校园）；College of Mechanical and Vehicle Engineering, Hunan University（湖南大学机械与车辆工程学院）；School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering, Beihang University（北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院）；Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州国际创新研究院）；School of Mechanical Engineering, Hunan University of Science and Technology（湖南科技大学机械工程学院）
该研究提出一种升华转印策略，利用萘作为临时印章，实现三维纳米结构集合体在多种衬底上的无损伤集成，可制备多种无机光子器件与结构。
2026-08-18 physics.optics
Transparent Multispectral Photonic Electrode for All-Weather Stable and Efficient Perovskite Solar Cells
本文提出一种透明多光谱光子电极，兼具红外滤波、减反射和透明前接触功能，并结合PDMS辐射冷却层，使钙钛矿太阳能电池运行温度降低超9.0°C、绝对效率提升超1.3%，为提升光伏性能提供了简单可行的光子方案。
2023-08-07 physics.app-ph physics.optics
Single photon emitters in monolayer semiconductors coupled to transition metal dichalcogenide nanoantennas on silica and gold substrates
本文利用多层TMD纳米天线在SiO2和金衬底上局域化形成WSe2单光子发射器，实现强光子增强与高收集效率，并通过数值模拟优化几何结构，使荧光增强达4-5个数量级。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A compact and simple photonic nano-antenna for efficient photon extraction from nitrogen vacancy centers in bulk diamond
通过介质天线提高单个发射器的收集效率是研究固态量子光源的常用方法。目前的设计概念通常受到大的占地面积、淬火或复杂的制造工艺的影响。在这里，我们报告的另一种设计，其中的Kerker效应是用来准直发射从氮空位（NV）中心。这里讨论的结构是一种容易制造的圆柱形突起，由金刚石制成，位于金刚石基底的顶部，其中心包含NV。我们优化的结构方面的应用在量子信息处理和量子传感，并发现高达15倍的光子提取。
2017-05-03 physics.optics
Diffractive arrays of gold nanoparticles near an interface: critical role of the substrate
等离子体纳米天线的周期性阵列的光学性质受到阵列平面中的相干多重散射的强烈影响，当波长与周期相称时，这导致透射和反射中的尖锐光谱共振。我们证明了底物的存在（即，非对称折射率环境）可以抑制粒子之间的长程耦合并抑制晶格共振，这与最近的实验结果一致。我们发现衬底到覆盖层的折射率对比度和阵列与界面之间的距离是决定衍射耦合强度的关键参数。我们严格的电磁模拟很好地再现了一个简单的分析模型。这些发现在周期性结构的设计和评估其光学谐振在传感和其他光子技术中的潜在用途中是重要的。
2012-10-02 physics.optics
Design of Optical Tunable CNOT (XOR) and XNOR Logic Gates Based on 2D-Photonic Crystal Cavity Using Electro-Optic Effect
提出了一种基于二维光子晶体（2DPhC）腔的可调谐CNOT（XOR）和XNOR逻辑门。其中，具有正方形晶格阵列的空气棒已经嵌入到折射率为1.59的Ag-聚合物衬底中。在这项工作中，我们已经提高了速度的逻辑门，通过施加两个输入信号的相位差在同一波长的2DPhC腔。其中，我们已经将输入和控制信号的相位分别调整为π/3和零。结构的响应时间和腔的品质因数分别在飞秒和2000范围内。然后，我们利用基底材料的电光特性来改变腔的共振波长。通过这种方法，我们可以设计的逻辑门，并证明其工作波长的可调范围为23 nm。在波长可调范围内，腔体的品质因数和响应时间近似保持不变。XOR和XNOR逻辑门的最小ON到OFF逻辑电平对比度分别为25.45dB和22.61dB。所提出的逻辑门的比特率可以达到高于0.166 P（Peta）bps的值。根据高快速响应时间与可接受的品质因数的PhC腔，建议的光学逻辑门可以被认为是合适的候选人，如光集成电路和光处理器的应用程序的构建块与一个高速的数据流。
2016-02-28 physics.optics
Monolithically integrated active passive waveguide array fabricated on thin film lithium niobate using a single continuous photolithography process
我们通过平铺无源（即，不掺杂活性离子）薄膜锂酸盐（TFLN）和活性（即，掺杂有稀土离子）TFLN衬底，用于无源/有源锂酸盐光子学的单片集成。由有源区和无源区组成的平铺衬底允许使用单个连续光刻工艺一次图案化集成有源无源光子器件的掩模。实验测得平铺基板的界面损耗低至0.26dB。由于这种方法所提供的稳定性，四通道波导放大器以简单的方式实现，其在1550 nm波长处显示出~5 dB的净增益，在1530 nm波长处显示出~8 dB的净增益。用于无源/有源光子集成的鲁棒低损耗光接口将促进需要片上光源和放大器的大规模高性能光子器件。
2022-09-11 physics.app-ph physics.optics
