Spectral Engineering of Slow Light, Cavity Line Narrowing, and Pulse Compression
在一个稀土离子掺杂的晶体谐振腔中，由于与掺杂离子的非共振相互作用引起的强腔内色散，腔线宽变窄了4个数量级以上。色散曲线是使用光泵浦技术设计的，从而产生显著的半永久性但可重新编程的稀土吸收曲线变化。在光谱透射窗口内示出了几个腔模式。这种现象的几种可能的应用进行了讨论。
2013-11-10 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Slow Light Frequency Reference Cavities -- Proof of Concept for Reducing the Frequency Sensitivity Due to Length Fluctuations
由于源自例如布朗运动的热机械噪声引起的长度变化是使用法布里-珀罗腔的当前最先进的激光频率稳定的关键限制因素。提出了一种利用具有强慢光效应的光学腔来减小腔长变化对频率稳定性的影响的激光稳频方案。由此产生的噪声降低因子与高色散腔间隔件中的光相速度和群速度之间的比率成比例。我们通过实验证明了这种激光频率稳定技术的原理验证，该技术使用稀土掺杂的晶体腔间隔物结合半永久性光谱剪裁来实现腔的色散特性的精确控制。与不存在慢光效应的相同设置相比，频率灵敏度降低了四个数量级。
2022-04-18 physics.optics quant-ph
Slow Light Augmented Fabry-Perot Cavity for Enhanced Sensitivity in Measuring Frequency Shift
Northwestern University（西北大学）；Digital Optics Technologies（数字光学技术公司）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）
本文提出慢光增强法布里-珀罗腔（SLAFPC）以显著提高激光频率位移测量灵敏度，理论分析表明在可实现条件下增强因子可达约2.8×10^6。
2026-09-11 physics.optics quant-ph
Why material slow light does not improve cavity-enhanced atom detection
讨论了在高精细度光腔中，通过添加具有大的正群折射率的介质来增强弱耦合原子对光的吸收和光的散射的前景。已知慢光效应使腔透射光谱变窄并且增加光子寿命，但是腔的品质因数可能不会在计量学上有用的意义上增加。具体而言，通过腔衰荡测量或Purcell效应检测弱耦合原子未能改善与添加材料慢光。色散介质的单原子模型有助于阐明为什么会出现这种情况。
2017-10-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A table-top high-sensitivity gyroscope based on slow light and cavity enhanced photon drag
本文提出一种基于慢光和腔增强光子拖拽的桌面型高灵敏度陀螺仪，通过Er3+掺杂玻璃棒与Fabry-Pérot腔结合实现26 frad/s/√Hz的转动灵敏度，为精确探测地球自转微小变化及测试广义相对论效应提供了新途径。
2024-06-04 physics.optics quant-ph
Electromagnetically induced transparency and slow light in two-mode optomechanics
我们从理论上证明了机械介导的电磁感应透明的双模腔光机系统，其中两个腔模式耦合到一个共同的机械谐振器。当两束泵浦光分别驱动两个腔模在其各自的红边带上时，由于相消干涉，在探测透射谱中出现了一个透明窗口。在这种情况下，透射的探测光可以延迟多达4 μ s，这可以容易地通过泵浦光的功率来控制。此外，我们还研究了当一个腔在其蓝边带驱动，而另一个腔在其红边带驱动时，由于相长干涉，透射探测光束的放大。
2013-01-08 physics.optics quant-ph
A Simple Model for Cavity Enhanced Slow Lights in Vertical Cavity Surface Emission Lasers
建立了一个考虑腔效应和粒子数脉动效应的垂直腔面发射激光器慢光模型。通过数值计算和实验验证了探测信号功率、注入偏置电流和波长失谐量对群延迟的影响。在室温下，在波长为1.3 $μ$ m的激光器中，可以实现高达65 ps的群延迟和高达10 GHz的调制频率。我们的VCSEL器件最显著的特点是有源区的长度只有几个$μ$ m长。基于量子点VCSEL结构的实验参数，我们发现激光腔的共振效应对群延迟的增强起着重要的作用。
2007-09-30 physics.optics
Optical response of a dual membrane active-passive optomechanical cavity
我们研究了一种双膜主动-被动腔，其中每个机械膜通过双声子过程分别与被动腔和主动腔二次耦合。由于在二次耦合光机系统的平均场近似失败的事实，因此，为了完整地分析系统，我们切换到一个更广义的平衡方法，即Keldysh Green的功能方法。我们使用预定的全延迟格林函数计算透射率，然后数值研究各种参数对透射系数的影响，并详细讨论它们背后的特征和物理。在光响应率的基础上，我们进一步扩展了对快光和慢光现象的研究。结果表明，在适当选择腔参数的情况下，该系统不仅可以实现超快光/超慢光，而且可以实现快光和慢光的相互转换。
2020-11-11 physics.optics quant-ph
Optical 3D cavity modes below the diffractionlimit using slow-wave surface-plasmonpolaritons
本文计算了埋在金属板之间的介质腔在纳米尺度下的模体积，它远小于“衍射极限”，具有可观的品质因数。模态场在一维上被限制在金属界面之间，并且在该维度上几乎可以无限地减小尺寸。但更令人惊讶的是，由于“等离子体”慢波效应，这种减少伴随着类似的面内模态尺寸减少。另一个有趣的结果是，高阶腔模式表现出较低的辐射损耗。对该方案进行了有效折射率分析，并通过FDTD仿真进行了验证。
2008-04-15 physics.optics
Phase-controlled pathway interferences and switchable fast-slow light in a cavity-magnon polariton system
研究了由三维铜腔和钇铁石榴石（YIG）球组成的复合系统中的相控传输特性。通过调节磁振子泵浦和腔探测音的相对相位，周期性地发生相长干涉和相消干涉，这强烈地改变了腔场透射谱和光的群延迟。此外，泵浦-探测音调之间的可调幅度比允许我们进一步改善信号吸收或放大，伴随着显著增强的光学提前或延迟。相位和振幅比都可以用来实现原位可调谐和可切换的快-慢光。相位和振幅比的可调导致透射光的零反射和突然的快-慢光转变。我们的研究结果证实，通过耦合回路的直接磁振子泵浦提供了一个通用的路线，以实现可控的信号传输，存储和通信，这可以进一步扩展到量子制度，实现相干态处理或量子限制的精确测量。
2021-02-24 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Thulium-doped silica fibers with enhanced 3H4 level lifetime: modelling the devices for 800-820 nm band
在810 nm附近工作的硅基掺铥光纤器件将扩展高功率光纤器件所覆盖的光谱范围。使用一个全面的数值模型的光纤，我们已经表明，在810 nm的有效激光可以实现特定范围的激光腔参数在硅基铥掺杂光纤增强3 H4寿命高达58 \mus，在我们的高度氧化铝共掺杂光纤测量。我们提出了优化的掺铥光纤和激光腔参数，也有潜在的应用开发的主机材料在放大器和宽带源。
2012-09-14 physics.optics
Topological cavity based on slow light topological edge mode for broadband Purcell enhancement
拓扑谷型光子晶体结构中的慢光为增强光与物质的相互作用提供了新的可能性。报道了一种基于慢光拓扑边缘模的拓扑腔用于宽带Purcell增强。在两个拓扑结构不同的谷型光子晶体之间引入有胡须的界面，可以实现群指数大于100的拓扑边缘模，由于局域态密度的增加，极大地提高了Purcell因子.在慢光区，拓扑腔支持的腔模数远多于快光区，且具有更高的品质因数，这一点在理论和实验上都得到了证实。我们表明，腔使宽带Purcell增强与大量的Purcell因子，受益于密集的腔模式，高品质因数在一个很宽的光谱范围。这对实现高效率的量子点单光子源和纠缠光子源具有重要意义，同时对光谱匹配的要求也较少。这种拓扑腔可以作为一个重要的基石，朝着光子集成电路的发展嵌入量子发射器。
2021-06-25 physics.optics
Long-Lived Photon Blockade with Weak Optical Nonlinearity
本文提出一种在弱非线性下实现长寿命光子阻塞（LLPB）的方法，通过四腔耦合配置使单光子格林函数为零，获得超过传统方案的反聚束时间窗口，并有望推动弱非线性单光子源的发展。
2025-07-09 physics.optics quant-ph
Deterministic integrated tuning of multi-cavity resonances and phase for slow-light in coupled photonic crystal cavities
我们提出了多个光子晶体腔的集成芯片级调谐。优化的实施方式允许通过在硅纳米膜上直接局部温度调谐来有效且精确地调谐多腔谐振（高达~1.60 nm/mW）和腔间相位（~ 0.038 pi/mW）。通过设计蛇形金属电极和仔细的电子束对准以避免腔模式重叠，耦合的光子晶体L3腔保持其高品质因数。确定性谐振和相位控制使得能够在电磁感应透明（EIT）的全光模拟与平顶滤波器线型之间切换，未来应用于捕获光子/光子晶体管和光电调制器。
2010-12-28 physics.optics
Single-photon embedded eigenstates in coupled cavity-atom systems
将光限制在开放结构中是纳米光子学和腔量子电动力学长期追求的目标。嵌入的本征态提供无限的寿命，尽管存在可用的泄漏通道，但在线性时不变系统中，由于互易性，它们不能从外部被激发。在这里，我们研究如何原子的非线性可以支持单光子嵌入本征态，它可以由多光子激发，然后内部弛豫填充。我们计算的系统动力学和光子捕获，以及反向释放过程中，可以实现任意高的效率。我们还讨论了损失的影响，并对这些概念的实验验证的路径。
2018-05-08 physics.optics quant-ph
Tutorial: Opto-mechanical cooling by the back-action of cavity photons
我们提出了一个简单的经典分析的光与法布里-珀罗腔的相互作用，包括一个固定的（介质）前镜和一个振动的后镜。在绝热近似下，返回光呈现边带对称性，一旦光子寿命变得与后视镜的振荡周期相当或更长，边带对称性就会消失。当振荡周期比腔光子寿命短时，必须以不同的方式处理问题，将振动镜视为散射体，将一部分入射光发送到边带频率。在适当的失谐下，腔的内部辐射压力可以抑制或放大镜子的振动;前者是通过腔光子的反向作用进行光机械冷却的物理原理。
2015-09-01 physics.class-ph physics.optics
Observations of temporal group delays in slow-light multiple coupled photonic crystal cavities
我们证明了相干耦合高Q多腔光子晶体中的时间群延迟，在一个全光模拟电磁诱导透明。我们报告确定性控制的群延迟高达4倍的单腔寿命在我们的CMOS制造的室温芯片。在三维数值模拟和理论分析的支持下，我们的多泵浦光束方法可以控制单透明峰和双透明峰中的多腔谐振和腔间相位。驻波波长尺度的光子局域化允许芯片级光脉冲捕获和耦合腔QED的直接可扩展性。
2010-04-20 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
Efficient coupling to an optical resonator by exploiting time-reversal symmetry
在时间反演条件下，腔与外场的相互作用是对称的。因此，当入射光是自由腔衰减的时间反转版本时，即当它具有与腔寿命匹配的上升指数形状时，耦合到谐振器是最有效的。对于仅从一侧进入腔的光，可实现的最大耦合效率受到腔镜反射率的选择的限制。这样的空腔实验也可以作为单光子单原子吸收动力学的模型系统。我们目前的实验耦合指数上升脉冲的腔系统，允许高耦合效率。的上升指数的时间常数的影响进行了研究，以及一个有限的脉冲持续时间的效果。我们证明耦合94%的入射TEM 00模式到谐振器。
2013-09-24 physics.optics quant-ph
Using slow light to enable laser frequency stabilization to a short, high-Q cavity
本文利用掺铕硅酸钇晶体中的强色散实现腔长不敏感的激光频率稳定，将腔模窄化至3.0 kHz，Q因子达1.7×10^11，频率稳定度优于6×10^-14，为超精密台式频率稳定提供新方案。
2024-08-21 physics.atom-ph physics.optics
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
An efficient quantum light-matter interface with sub-second lifetime
量子中继器有望实现可扩展的长距离量子通信。第一个基于存储-光子纠缠的量子中继器在提高构建模块的性能方面取得了重大进展。由于难以将长存储时间和高存储效率等关键功能集成到单个系统中，进一步的开发受到阻碍。利用三维光晶格约束激光冷却的原子，并利用环形腔增强原子与光子的耦合，实现了亚秒级寿命的高效光-物质界面。同时获得了76（5）%的初始提取效率和0.22（1）s的1/e寿命，并通过量子中继器实现了1000 km的亚赫兹纠缠分发。再加上高效的电信接口和适度的多路复用，我们的研究结果可能会在不久的将来实现第一个量子中继器系统，击败直接传输。
2015-11-02 physics.optics quant-ph
Coherent interaction between free electrons and a photonic cavity
自诞生以来，腔量子电动力学（CQED）的研究扩展了我们对光-物质相互作用的理解和利用它们的能力。到目前为止，这一领域的所有工作都集中在光与束缚电子系统的相互作用上--如原子、分子、量子点和量子线路。相比之下，在自由电子系统中发现了明显不同的物理现象，其能量分布是连续的而不是离散的，这意味着可调的跃迁和选择规则。除了在电子显微镜中的应用外，自由电子与光的相互作用还能产生重要的现象，如切伦科夫辐射、康普顿散射和自由电子激光。然而，没有实验表明自由电子集成到CQED的框架中，因为基本的电子-光相互作用在强度和寿命上是有限的。这一极限解释了为什么许多现象在自由电子实验中仍然遥不可及。在这项工作中，我们开发了一个平台，研究在纳米尺度上的自由电子的CQED，并证明了它通过观察它们与腔光子的相干相互作用的第一次。我们还直接测量腔光子寿命通过一个自由电子探针，并显示超过一个数量级的增强的电子-光子相互作用强度。这些能力可能会为使用自由电子作为量子信息的载体开辟新的途径，在自由电子和腔光子之间的强耦合被证明之后更是如此。有效的电子-腔光子耦合还可以允许腔光电力学的新的非线性现象和使用低电子电流和低激光曝光的软物质或其他束敏感材料的超快探索。
2020-07-01 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Remnants of semiclassical bistability in the few-photon regime of cavity QED
宽带零差检测的光传输的法布里-珀罗腔包含一个强耦合的$^{133}$铯原子被用来探测的动态光学响应的制度，半经典理论预测的双稳态，但强烈的量子校正应适用。虽然量子涨落不稳定真正的平衡双稳态，我们的观察证实了存在的亚稳态与有限的寿命和滞后响应是明显的，当光盘驱动器调制在可比的时间尺度。我们的实验揭示了单原子腔QED的阿焦耳（$\sim10$ photon）区的剩余半经典行为，这对超低功率光子信号处理具有潜在的意义。
2011-11-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Goos-Hanchen Shift and Slow Light Enhancement in a Fixed Cavity: Bose-Einstein Condensate Bogoliubov Modes as Mechanical Oscillators
本文研究固定镜腔内BEC机械振子与OPA耦合系统中的慢光与快光传播，揭示OPA增益和耦合强度对Fano共振、透明窗口、群延迟及古斯-汉欣位移的调控作用。
2025-05-05 physics.optics
Slow reflection and two-photon generation of microcavity exciton-polaritons
我们将极化激元共振注入微腔，并在时间和空间上跟踪它们，因为它们感受到腔梯度引起的力。这是一个“慢反射”的例子，因为极化激元，可以被看作是重整化的光子，减速到零速度，然后以相反的方向移动回来。这些测量准确地测量了我们样品中极化激元的寿命，其为180 $\pm$ 10 ps，对应于135 ps的腔泄漏时间和320，000的腔$Q$。这种长寿命的极化激元在这些楔形微腔中传播毫米。此外，我们产生的极化激元由双光子激发直接进入极化激元状态，允许调制的双光子吸收的极化激元凝聚体的可能性。
2014-08-07 physics.optics
Ghost State of Light
Center for Nanophotonics, AMOLF（AMOLF纳米光子学中心）；Adaptive Quantum Optics, MESA+ Institute, University of Twente（特温特大学MESA+研究所自适应量子光学）
研究通过非线性记忆响应机制观察到光的长寿命非稳态状态，揭示了其寿命与记忆时间及分叉点距离的关系，展示了非稳态态的实现条件。
2026-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.optics
Observation of the exceptional point in cavity magnon-polaritons
磁振子极化激元是由磁振子和光子之间的强耦合产生的混合轻物质准粒子。它们已成为实现量子换能器和存储器的潜在候选者。由于光子和磁振子的阻尼，极化激元的寿命有限。然而，稳定的磁振子极化激元态可以通过泵浦和损耗之间的动态平衡来达到，因此本征非平衡系统可以用非厄米哈密顿量来描述。在这里，我们设计了一个可调谐腔量子电动力学系统与一个小的铁磁球在微波腔和工程的光子和磁振子的耗散，以创建腔磁振子极化激元具有非厄米谱简并。通过调节磁振子-光子耦合强度，我们观察到了极化激子相干完全吸收，并证明了在例外点处的相变。我们的实验为研究腔磁振子极化激元的非厄米物理提供了一个新的宏观量子平台。
2017-11-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity polariton optomechanics: Polariton path to fully resonant dispersive coupling in optomechanical resonators
半导体纳米结构中的共振光弹耦合为光机械谐振器中强烈增强的光-声相互作用开辟了新的前景。然而，一个潜在的问题是当接近谐振时，由耗散引起的腔Q因子的降低。在这封信中，我们表明，光-物质过程中的腔极化激元调解克服了这一限制，允许一个强烈增强的光子-声子耦合没有显着的寿命减少强耦合制度。设想在PetaHz/nm范围内的巨大光机耦合因子，比由腔镜的机械位移产生的反作用大三个数量级。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall 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
Slow light, open cavity formation, and large longitudinal electric field on slab waveguide made of indefinite permittivity materials
研究了由介电常数不定（$\vep$）材料（IEM）制成的平板波导的光学特性。在这种介质中，横向介电常数为负，而纵向介电常数为正。在任何给定的频率下，波导支持无限数量的横向磁（TM）本征模。对于固定厚度的平板波导，最多只有一个TM模是前向波。其余的是可以具有非常大的相位指数的后向波。在临界厚度下，波导支持具有零群速度的简并前向和后向波模式。在临界厚度以上，波导支持复共轭衰减模式而不是传播模式。IEM中损耗的存在将提升简并度，导致具有有限群速度的模式。提出了可行的实现方案。分析了IEM波导的性能，讨论了其可能的应用，并通过数值计算得到了支持。这些平板波导可用于制作光缓冲器中的光延迟线，以减慢和捕获光，形成开放腔，产生强纵向电场，以及用作光集成电路中的移相器。
2010-01-07 physics.class-ph physics.optics
Theoretical investigation of slow gain recovery of quantum cascade lasers observed in pump-probe experiment
本研究通过耦合Fabry-Perot腔动力学与子带间电子热演化的四能级Maxwell-Bloch模型，揭示了QCLs超慢增益恢复源于局部电子加热与泵浦脉冲反射耗尽，解释了实验观测现象。
2023-11-24 physics.optics
Phase-controlled slow and fast light in current-modulated semiconductor optical amplifiers
本文基于相干布居振荡理论研究了半导体光放大器中的慢光和快光传输。通过调制注入电流来迫使粒子数振荡，我们可以修改光信号的延迟或提前。具体地说，研究表明，光信号与偏置电流调制的相对相位可以用作将光传播从延迟改变为提前的旋钮。此外，我们还分析了考虑腔效应后调制电流对垂直腔面发射激光器慢光特性的影响。它示出的调制的深度的变化允许调谐的结构共振，这反过来又产生增强的延迟。
2009-03-09 physics.optics
High-Q slow light and its localization in a photonic crystal microring
介绍了一种类似于内齿轮的光子晶体环形腔，它结合了光子晶体（PhC）和回音壁模式（WGM）的概念。这种“微齿轮”光子晶体环（MPhCR）是通过对微电子谐振器的内边界施加周期性调制以打开大的带隙（如在PhC腔中）而产生的，同时保持环的圆形对称外边界和高品质因数（$Q$）（如在WGM腔中）。MPhCR针对特定的WGM，以打开高达数十个自由光谱范围的大PhC带隙，压缩模式光谱，同时保持WGM模式的高$Q$、角动量和波导耦合特性。特别是，附近的介电带边，我们观察到的模式，其群速度减慢了10倍，相对于传统的microwave模式，同时支持$Q~=~(1.1\pm0.1)\times10^6$。该$Q$是慢光设备中先前记录的$\approx$ 50 $\times$。使用慢光设计作为出发点，我们进一步证明了本地化的WGM到光子晶体缺陷（dPhC）模式的能力，第一次，使超过10 $\times$减少模式体积相比，传统的WGM，同时保持高$Q$高达（5.6 $\pm$ 0.1）$\times$ 10 $^5$。重要的是，这种额外的dPhC定位是可以实现的，而不需要详细的电磁设计。此外，由于其WGM传统，在MPhCR中控制其频率和波导耦合是简单的。通过使用PhC来强烈修改WGM的基本特性，例如群速度和局部化，MPhCR为广泛的光子学应用提供了令人兴奋的平台，包括传感/计量、非线性光学和腔量子电动力学。
2021-09-30 physics.optics
Nonreciprocal Control of the Speed of Light Using Cavity Magnonics
该研究利用腔磁振子学器件中的耗散性磁振子-光子耦合实现非互易 EIT，使同一频率下相反方向分别产生慢光与快光，并可通过磁场反转切换方向。
2025-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
All-Optical Control of Light Group Velocity with a Cavity Optomechanical System
我们从理论上证明了通过由光学腔和机械谐振器组成的腔光机系统对光群速度的完全全光控制。这种实现不依赖于腔内的特定材料，光群速度的控制源于信号光与腔内移动的光学衍射光栅之间的相互作用，类似于受激布里渊散射（SBS）。此外，我们表明，从慢光到快光的可调谐开关，可以实现只有通过简单地调整泵浦腔失谐。该方案将为光机系统中的全光光速控制开辟一条新的途径。
2010-11-23 physics.optics
Optical transparency induced by a largely Purcell-enhanced quantum dot in a polarization-degenerate cavity
光学活性自旋系统耦合到具有高协同性的光子腔可以产生强的光-物质相互作用，这是量子网络的关键成分。但是获得用于量子信息处理的高协同性通常涉及使用光子晶体腔，其特征在于从自由空间的光学访问差，特别是对于自旋的相干控制所需的圆偏振光。在这里，我们展示了耦合与合作高达$8$的InAs/GaAs量子点的制造靶心腔，提供近简并和高斯偏振模式的有效的光学访问。我们观察到自发发射寿命的量子点短$80$ ps（$\approx 15$ Purcell增强）和$\approx 80\%$的光从腔体反射的透明度。利用光子开关的诱导透明性，同时相干地控制量子点自旋，可以有助于建立量子网络的持续努力。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Omni-resonant optical micro-cavity
光学腔是光子学的基石。它们在激光器、滤光器、光梳和时钟以及量子物理学中都是不可或缺的，并使引力波的探测成为可能。腔仅在离散的谐振频率下传输光，这些谐振频率在微结构中被很好地分离。尽管人们试图建造“白光腔”，但与腔发生光学相互作用所产生的好处-如共振场的建立-仍然局限于窄线宽。在这里，我们展示了通过平面法布里-珀罗微腔通过角度复用相位匹配，利用生物启发光栅配置的消色差光传输。通过将每个波长与适当的入射角相关联，连续谱共振并且使微腔透明。单阶0.7 nm宽的谐振的轨迹在谱角空间中去倾斜，成为跨越多个腔自由谱范围的60 nm宽的消色差谐振。这种方法切断了共振带宽和腔光子寿命之间的联系，从而有希望在宽带宽的线性和非线性光学效应的共振增强的MEMS器件。
2016-12-13 physics.optics
Nonlinear absorption and dispersion in fiber-taper-coupled silicon photonic crystal microresonators
提出了一种在锥形标准单模光纤和高Q值、超小模体积硅光子晶体谐振腔之间高效传输光的技术。腔模品质因数为47000，总的光纤腔耦合效率为44%。利用这种高效的腔输入输出通道，研究了光子晶体腔的稳态非线性吸收和色散。在低至250 μW的光纤输入功率下观察到光学双稳，对应于100 μW的下降功率和3fJ的存储腔能量。一个高密度的有效自由载流子寿命为0.5 ns的硅光子晶体谐振器也估计从功率相关的损耗和色散测量。
2004-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Geodesic photon coupling and non-Hermitian exceptional point of microcavities on topologically curved space
支持回音壁模式的非对称微腔在片上光学信息处理中具有重要意义。我们在拓扑曲面上定义了非对称微腔，其中测地线光轨迹完全重建了腔模特征。空间曲率可以使平板腔中有耗混沌模和岛模的品质因数提高约200倍。当空间曲率使它们共振时，非常不同来源的模式之间发生强耦合和弱耦合，导致腔光子能量和寿命的精细定制。最后，我们证明了通过改变总损耗，可以清楚地观察到一个例外点，在该点处，腔光子能量和寿命都变得简并。我们的工作是在光学混沌动力学、非厄米物理学和测地线光学器件的交叉点上进行的，将为测地线微腔光子学开辟新的领域。
2022-01-25 nlin.CD physics.optics
