Fabrication of surface nanoscale axial photonics (SNAP) structures with a femtosecond laser
首次使用飞秒激光制造表面纳米级轴向光子学（SNAP）结构。由激光引入的刻纹对光纤加压并引起其纳米级有效半径的变化。我们展示了亚埃精确制造的个人和耦合SNAP微谐振器具有几个纳米的有效半径变化。我们的研究结果铺平了道路，一种新的超精密SNAP制造技术的基础上飞秒激光雕刻。
2016-04-11 physics.optics
Analytical coupled-wave model for photonic crystal quantum cascade lasers
建立了光子晶体量子级联激光器的耦合波模型。该分析模型提供了一个有效的全三维大面积器件结构的分析，并通过模拟和以前的实验结果证实了其有效性。
2017-05-22 physics.optics
Photonic crystal spatial filtering in broad aperture diode laser
宽孔径半导体激光器通常遭受发射光束的低空间质量。由于这种激光器的高度紧凑的特性，使用传统的腔内空间滤波器是有问题的。我们证明，非常紧凑的光子晶体空间滤波器，纳入激光谐振腔，可以改善光束的空间质量，并相应地，增加发射的辐射的亮度。我们报道了由于光子晶体腔内空间滤波，M2从47下降到28，亮度提高了1.5倍，证明了光子晶体腔内空间滤波在宽面积半导体激光器中的原理。
2019-07-30 physics.optics
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
Coherent Cerenkov radiation and laser oscillation in a photonic crystal
我们证明了当注入一束自由电子时，光子晶体可以用来产生强大的和高度相干的激光辐射。通过理论研究，我们提出了这种激光器的启动动力学和相干特性，在这种激光器中，增益是通过匹配光子晶体中的光学相速度的电子束的速度。
2016-10-26 physics.optics
A photonic crystal nanocavity laser in an optically very thick slab
在光学上非常厚的平板中形成的光子晶体（PhC）纳米腔可以支持用于激射的合理的高Q模式。在实验上，我们展示了室温脉冲激光操作从PhC偶极子模式发射在1324 nm，这是在InGaAsP板的厚度（T）为606 nm。数值模拟结果表明，当T > 800 nm时，90%以上的激光输出功率耦合到PhC板条模，为光子集成电路的面内高效激光器提供了一条新的途径。
2011-11-18 physics.optics
Topological Insulator Laser Using Valley-Hall Photonic Crystals
拓扑光子学最近被证明是一个强大的框架操纵光。特别是有源拓扑光子系统，通过采用非线性光-物质相互作用实现了更丰富的基础物理，从而为拓扑激光等应用开辟了新的前景。在这里，我们报告了一个全介质拓扑绝缘体激光器方案的基础上形成的半导体腔的拓扑不同的可果美光子晶体。由于光子谷霍尔效应的存在，平面半导体Kagome晶格可以在光传输线以下产生宽带边缘态，这为恢复非平凡光子拓扑结构和发展集成拓扑系统提供了一条新的途径.
2020-01-10 physics.optics
Time-resolved lasing action from single and coupled photonic crystal nanocavity array lasers emitting in the telecom-band
我们测量了在铟镓砷磷材料系统中制造的单个和耦合光子晶体纳米腔阵列激光器的激射动力学。在短的光激发下，单腔激光器产生的脉冲快至11 ps（FWHM），而耦合腔激光器显示出显着更长的激射持续时间，这是不能解释的一个简单的速率方程模型。包括载流子增益和扩散的时域有限差分模拟表明，纳米腔阵列上的异步激光发射延长了激光器的脉冲持续时间。
2008-12-12 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
Modal response sensitivity to polarization across photonic lantern architectures
Polytechnique Montréal（蒙特利尔理工学院）；Castor Optics（卡斯托光学）
研究不同光子天线架构中模态响应对偏振的敏感性，揭示强耦合结构与模式选择结构的输出差异。
2026-04-14 physics.optics
Self-optimization of optical confinement in ultraviolet photonic crystal slab laser
通过数值模拟和实验研究了结构无序对紫外光子晶体板条激光器性能的影响。光学增益选择性地放大无源系统的高质量模式。对于这些模式，在存在无序的情况下，面内和面外泄漏率可以自动平衡。光在光子晶体平板中的面内和面外限制的自发优化可以导致激光阈值的降低。
2005-12-08 physics.optics
Selective tuning of high-Q silicon photonic crystal nanocavities via laser-assisted local oxidation
我们研究了腔谐振调谐的高Q硅光子晶体异质结构的局域激光辅助热氧化使用532 nm的连续波激光聚焦到2.5 mm半径的斑点大小。总位移符合抛物线速率定律。在~ 30 mW激光功率下，调谐范围可达8.7 nm。在此调谐范围内，腔Q从3.2 \times 10 ^5减小到1.2 \times 10 ^5。数值模拟模拟了硅光子晶体薄膜中的温度分布以及氧化引起的谐振腔位移。
2011-06-03 physics.optics
Design of two-dimensional photonic crystal defect states for quantum cascade laser resonators
基于导带电子跃迁的当前量子级联激光器主要是TM（垂直于外延方向的电场）极化的。在这里，我们提出了一个本地化的缺陷模式的研究，与必要的TM偏振，在连接的正方形和六边形晶格的二维（2D）光子晶体的应用作为量子级联激光谐振器。一个简单的基于群论的分析是用来产生一个近似的描述，位于不同的高对称点内的主机光子晶格的缺陷所支持的谐振模式。这种分析的结果进行了比较，与二维时域有限差分（FDTD）模拟，显示出两个分析之间的密切对应关系，并考虑在量子级联激光器设计的分析的潜在应用。
2004-10-11 physics.optics
Room Temperature Operation of a Buried Heterostructure Photonic Crystal Quantum Cascade Laser
具有窄远场的高功率单模量子级联激光器对于包括外科手术或军事对抗在内的若干应用是重要的。现有技术存在诸如操作温度和可扩展性的缺点。在本文中，我们介绍了一种制造方法，有可能同时解决这些剩余的限制。我们展示和表征了深蚀刻、掩埋的光子晶体量子级联激光器，其发射波长约为8.5 μm。在用半绝缘Fe：InP再生长之前，对有源区进行干法蚀刻。这种制造策略导致10%的折射率对比度，从而允许良好的光子模式控制，并且同时在操作期间提供良好的热提取。从光子晶体激光器的端面记录了263 K时具有窄远场图案和峰值功率高达0.88 W的单模发射，并且激光操作保持到室温。通过三维光子学模拟和测量，确定边长为550μm的正方形光子晶体台面的激光模式为慢Bloch光子晶体模式。
2017-09-22 physics.optics
SIMPEL: Circuit model for photonic spike processing laser neurons
提出了一种嵌入可饱和吸收体的光子尖峰处理激光神经元的等效电路模型--光子可激发激光器的仿真模型（SIMPEL）。我们表明，通过将激光神经元速率方程映射到电路模型中，SPICE分析可以用作数值计算的高效且准确的引擎，能够推广到文献中发现的各种不同的激光神经元类型。这个模型的发展与神经元生物物理学的Hodgkin-Huxley模型相平行，Hodgkin-Huxley模型是一个电路框架，它为神经动力学的研究带来了效率，模块化和普遍性。我们采用该模型来研究各种信号处理的影响，如兴奋性与兴奋性和抑制性脉冲，二进制全有或全无的反应，和神经元动力学。
2014-09-24 physics.optics
Dual-polarization huge photonic spin Hall shift and deep-subwavelength sensing based on topological singularities in one-dimensional photonic crystals
本文揭示一维光子晶体深亚波长区域中有效介质理论因拓扑奇点而失效，发现拓扑奇点附近可实现s/p双偏振巨光子自旋霍尔位移，并据此提出深亚波长双偏振传感及多通道宽带自旋光学器件设计方法。
2024-02-20 physics.optics
Threshold Characteristics of Slow-Light Photonic Crystal Lasers
对工作在慢光区的光子晶体量子点激光器的阈值特性进行了实验和理论研究。测量表明，与传统激光器相比，阈值增益在特定腔长下达到最小值。实验结果解释的激光阈值，考虑到慢光和随机无序的影响，由于不可避免的制造缺陷的分析理论。发现较长的激光器更深地操作到慢光区域，导致慢光引起的镜损耗的减少和慢光引起的无序引起的损耗的增强之间的权衡。
2015-08-21 physics.optics
Femtosecond laser inscription of nonlinear photonic circuits in Gallium Lanthanum Sulphide glass
我们报道了飞秒激光在硫系镓镧硫化物（GLS）玻璃中写入单模光波导。采用多扫描制造工艺来制造具有对称单模引导和在800 nm波长处的低插入损耗的波导，与Ti：Sapphire超快激光器兼容。利用μRaman和X射线显微分析研究了GLS中激光诱导折射率变化的原因。波导的非线性折射率的测量进行了寻找的光开关参数的定向耦合器，证明了非线性特性被保存，证明GLS是一个有前途的平台，激光写入集成非线性光子学。
2018-08-27 physics.optics
Higher-order defect mode laser in an optically thick photonic crystal slab
光学厚平板的使用可以为使用光子晶体实现电流注入型激光器提供通用的解决方案。在这里，我们表明，横向高阶缺陷模式可以被设计为限制在这样的厚平板的光子带隙。使用模拟，我们表明，10^5的高Q值是可能的，从一个微调的二阶六极模。在实验上，我们实现了1347 nm的二阶六极模光泵浦脉冲激光，峰值阈值泵浦功率为88 μ W。
2012-11-14 physics.optics
Photonic Flatband Laser
平带光子晶格，即显示平坦布洛赫带的波导或谐振器阵列，为光捕获和无失真成像提供了新的途径。在这里，它表明，平坦的晶格可以显示稳定的和合作的激光发射时，光学增益提供给系统，尽管大程度的简并平坦的超模。通过考虑耦合半导体微环的准一维菱形晶格，选择性抽运外子晶格可以在平带的超模中诱导合作激光
2018-12-08 physics.optics
Random lasers, Lévy statistics and spin glasses: Synergy between photonics and complex systems
随机激光器最近已经接近作为无序复杂系统，如自旋玻璃的光子平台。在这项工作中，使用Nd $^{3+}$：YBO $_3$随机激光系统在非共振（扩散）反馈制度下工作，我们测量了不同的强度起伏的统计数据，并显示之间的复杂的相互作用的物理起源的Lévy制度和复制对称性破缺过渡到光子自旋玻璃相。本文报道了一个新的结果：在高激发脉冲能量下的不饱和自旋玻璃行为，而在相干反馈系统中没有观察到。我们的实验结果证实了目前的理论分析。本文的结果普遍化最近的观察一致的复本对称性破缺在随机激光器与相干反馈，也推进的光子自旋玻璃相位的波动统计特性，支持最近的理论工作的非线性光学的复杂光子系统。
2015-09-01 physics.optics
Design of mid-IR and THz quantum cascade laser cavities with complete TM photonic bandgap
提出了一种由具有完全面内光子带隙的平面光子晶体构成的中红外和太赫兹量子级联激光腔的设计。该设计是基于蜂窝晶格，并实现了一个完整的平面内的光子带隙的横向磁偏振光，同时保留了有效的电注入的连接模式。识别用于激光发射的候选缺陷模式。然后，该晶格被用作模型系统来证明一种新的效应：在某些条件下-通常在THz范围内满足-可以通过顶部金属接触的唯一图案化来获得完整的光子带隙。这种可能性大大降低了所需的制造复杂性，并避免了半导体有源区的潜在损坏。
2007-01-11 physics.optics
Integrated Photonic Polarization Synthesizer and Analyzer
Stanford University, Ginzton Laboratory（斯坦福大学，金斯顿实验室）
本研究提出了一种集成光子电路，实现任意偏振态的生成与分析，为紧凑稳定的偏振增强光子系统提供基础。
2026-02-19 physics.optics
Quantum analysis of a multi-frequency laser with a photonic time crystal
P.N.Lebedev Physical Institute of the RAS（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）
本文研究了整合光子时间晶体的多频激光的生成机制，通过理论分析探讨了多频激光的振荡条件、输出功率和光谱特性。
2026-10-16 physics.optics
Ultraviolet photonic crystal laser
利用聚焦离子束刻蚀技术在氧化锌薄膜中制备了二维光子晶体结构。在光泵浦下，室温下实现了近紫外波段的激光输出。通过对激光频率和激光模空间分布的测量，以及光子能带结构的计算，我们得出激光发生在光子带隙边缘附近的强局域缺陷模中。这些缺陷模式起源于在制造过程中无意引入的结构无序。
2004-06-01 physics.optics
Photonic crystal microdisk lasers with exceptional spontaneous emission coupling to the lasing mode
微盘激光器长期存在的一个问题是微盘中小的自发发射耦合率（β）。我们发现，这是由于发射极自发发射耦合到竞争的法布里-珀罗（FP）模的微盘腔。在此基础上，我们提出了一种新型的光子晶体微盘（PCM）激光器，以大幅抑制在垂直FP模式的光子态密度。结果，我们获得了比先前报道的室温下最高β 0.15增加三倍的β。当周期数大于1时，截断光子晶体中的自发发射控制变得有效。我们还实现了低温下三叠层PCM激光器，其β高达0.72，比典型的单微盘（0.03）高24倍，阈值降低了50%。
2011-12-08 physics.optics
Polarization state of radiation from a photonic crystal slab
我们指出，从光子晶体平板辐射的偏振态强烈约束的直接非共振散射过程。在远场中的两个线偏振分量之间的相位差可以解析地预测，并且在很大程度上与周期图案无关。我们验证了预测与全场电磁模拟。
2017-08-07 physics.optics
Demonstration of a self-pulsing photonic crystal Fano laser
当今使用的半导体激光器依赖于基于在解理面处的反射或来自周期性层堆叠的布拉格反射的反射镜。在这里，我们展示了一个超小的激光器与反射镜的基础上的Fano谐振之间的连续波导模式和离散谐振的纳米腔。Fano共振导致独特的激光特性。由于与传统激光器相比，Fano镜的带宽非常窄，因此激光器是单模的，特别是可以通过反射镜进行调制。我们表明，实验和理论上，在镜子中的非线性，甚至可以促进产生一个自我维持的训练的脉冲在千兆赫兹频率，以前只观察到宏观激光器的效果。这样的源对于集成光子学内的许多应用是感兴趣的。
2016-05-10 physics.optics
Tunable lasers with optical-parametric oscillation in photonic-crystal resonators
通过设计获得激光波长，特别是集成光子学，对于推进光学时钟和量子信息系统等量子传感器至关重要，并为光通信提供了机会。半导体激光器增益提供了示范性的效率和集成度，但仅在开发的波长带中。或者，非线性光学需要控制相位匹配，但是泵浦激光器到设计波长的非线性转换的原理是可扩展的。报道了利用光子晶体谐振腔（PhCR）实现光参量振荡（OPO）的多功能定制。通过控制PhCR的带隙，我们能够在1234-2093 nm的波长范围内用1550 nm的泵浦产生OPO，并且在1064 nm的泵浦产生1016-1110 nm的OPO。此外，我们的可调谐激光器平台提供了>10%的泵浦到边带转换效率，并且在整个输出范围内的附加光频噪声可以忽略不计。从激光器设计到非线性动力学模拟，我们使用Lugiato-Lefever框架预测系统特性，包括PhCR中的双向OPO生成和转换效率，与我们的观察结果一致。我们的实验通过PhCR OPO设计引入可调谐激光器，在集成光子学中提供关键功能。
2022-06-21 physics.optics
Large Coherence Area Thin-Film Photonic Stop-Band Lasers
我们表明，在周期性结构中的阻带的位置随着倾斜角的增加而移动，导致对应于辐射的强角约束的宽的横向指数场分布。光束扩展遵循仅取决于光谱模式宽度的有效扩散方程。在存在增益的情况下，束截面仅受增益区域的大小限制。作为有源周期光子介质的一个例子，我们计算和测量了染料掺杂胆甾相液晶薄膜的激光辐射。
2000-09-29 physics.optics
Stimulated Globular Scattering of Laser Radiation in Photonic Crystals: Temperature Dependences
研究了不同温度下光子晶体（合成蛋白石基质和蛋白石纳米复合材料）的受激球散射（SGS）特性（频移、阈值、转换效率）。结果进行了比较，在方解石单晶受激拉曼散射调查。在这两种情况下，温度从+20 °C降低到-196 °C导致受激散射能量增加，并且其重新分配到更高阶分量。
2007-09-17 physics.optics
Larger-area single-mode photonic crystal surface-emitting lasers enabled by an accidental Dirac point
通过改变光子晶体表面发射激光器（PCSELs）的晶格几何形状，我们调谐了二次色散的规则激光带边，在布里渊区中心形成了一个偶然的线性色散的狄拉克点。这不仅使模式间隔增加了几个数量级，而且消除了分布的面内反馈，以使单模PCSEL能够具有显著更大的面积，从而具有显著更高的输出功率。通过二维面内计算系统地评估了使用偶然Dirac锥的优点，并通过光子晶体平板器件的三维模拟证实了这一点。
2013-12-12 physics.optics
First-Principles Threshold Calculation of Photonic Crystal Surface-Emitting Lasers Using Rigorous Coupled Wave Analysis
我们表明，光子晶体表面发射激光器的阈值可以计算从第一性原理的严格耦合波分析（RCWA）的方法，已被广泛用于模拟被动周期结构的响应谱。这里，具有附加增益的表面发射激光器结构的散射矩阵（S矩阵）使用RCWA在复频率平面上计算，并且激射阈值由S矩阵的极点到达实轴的增益的值确定。该方法适用于一般的面发射激光器结构，尤其适用于具有复杂面内结构的面发射激光器系统。
2018-06-20 physics.optics
Polarization maintaining large mode area photonic crystal fiber
报道了一种保偏大模场面积光子晶体光纤。与以往的保偏光子晶体光纤不同，双折射是通过应力施加部分引入的。这使我们能够实现光纤，这两个单模在任何波长，并有一个几乎恒定的双折射任何波长。在这项工作中提出的光纤具有约4至6.5微米的模场直径，并表现出1.5e-4的典型双折射。
2004-03-05 physics.optics
Diamond photonics platform enabled by femtosecond laser writing
我们展示了第一个埋在钻石光波导使用聚焦飞秒激光脉冲。氮空位中心的性质在波导中被保留，使它们有希望用于金刚石基磁力计或量子信息系统。
2016-10-21 physics.optics
Design of plasmonic photonic crystal resonant cavities for polarization sensitive infrared photodetectors
我们设计了一种偏振敏感谐振腔用于中红外光电探测器，利用一个光子晶体腔和一个单一或双金属等离子体波导，以实现增强的探测器效率，由于优越的光学限制在有源区。由于谐振腔具有高频率和偏振敏感性，这种谐振腔结构可用于基于芯片的红外光谱仪和相机，可以高精度地区分不同的材料和温度。
2009-10-15 physics.optics
Widely tunable 2 $μ$m hybrid laser using GaSb semiconductor optical amplifiers and Si3N4 photonics integrated reflector
在2-3 $μ$ m波长范围发射并且与光子集成平台兼容的可调谐激光器对于感测应用是非常感兴趣的。为此，将基于GaSb的半导体增益芯片与Si $_3$ N $_4$光子集成电路相结合提供了一个有吸引力的平台。在此，我们利用Si $_3$ N $_4$波导的低损耗特性，并展示了包括具有集成可调谐Si $_3$ N $_4$游标镜的GaSb增益芯片的混合激光器。在室温下，激光器的最大输出功率为15 mW，调谐范围为80 nm（1937-2017 nm）。几个基本的Si $_3$ N $_4$构建块的光子集成电路的低损耗性能也得到了验证。更具体地，单模波导表现出低至0.15 dB/cm的传输损耗，90 $^\circ$弯曲具有0.008 dB损耗，并且50/50 Y分支具有0.075 dB的插入损耗。
2022-11-03 physics.optics
Continuous-wave operation and 10-Gb/s direct modulation of InAsP/InP sub-wavelength nanowire laser on silicon photonic crystal
利用低温下的光抽运技术，在硅光子晶体上实现了亚波长（~111 nm直径）单纳米线（NW）连续波（CW）激光器，并实现了10 Gb/s的直接调制。为了估计小信号响应和伪随机位序列（PRBS）调制我们的CW激光器，我们采用了一种新的信号检测技术，采用超导单光子探测器和时间相关单光子计数模块。结果表明，我们的NW激光器在10 Gb/s以上被明确调制，并获得了一个开放的眼模式。这是第一个演示的电信波段CW NW激光器与高速PRBS调制。
2017-02-09 physics.optics
Demonstration of high-power photonic-crystal surface-emitting lasers with 1-kHz-class intrinsic linewidths
本文数值模拟并实验研究了1-mm直径PCSELs在连续波运行下的本征光谱线宽，成功演示了具有1-kHz级本征线宽和5-W级输出功率的相干运行。
2023-09-07 physics.optics
Dual-polarization light emission from InAs quantum dots in a annular photonic crystal cavity
环形光子晶体是实现双偏振光子器件的理想材料。本文主要研究环形光子晶体腔，以验证其在光发射方面的应用。提出了一种二维光子晶体模型，该模型中含有环形空气单元和点线缺陷，用于构建腔体来增强InAs量子点的发光。利用全局优化方法，我们得到了一个环形光子晶体腔的设计，该腔在横向电场和横向磁场方向上的面内品质因数分别达到1.3 × 105和2.8 × 106。基于电子束光刻和反应离子刻蚀技术，这种腔图形转移到InAs/GaAs有源层的顶部。样品的光致发光光谱表明，在1.3 μ m左右的两个偏振的清晰的光发射。这种双偏振光发射器在光通信、量子信息处理等相关领域具有潜在的应用价值。
2014-05-26 physics.optics
Far-field and near-field investigation of plasmonic-photonic hybrid laser mode
我们报道了一种通过构建等离子体-介质光子混合系统来实现这一目标的方法。我们引入了一个基于缺陷模的光子晶体（PC）腔作为介质存储器，同时作为近场光源激发等离子体纳米天线（NA）。在此基础上，建立了等离子体-光子纳米激光源。在远场和近场水平上研究了两个单元之间的耦合条件。我们发现NA降低了PC腔的Q因子。同时，NA集中并增强了PC腔的激光发射。这种新型的混合介质-等离子体激元结构为纳米光源的产生开辟了一条新的途径，可应用于光信息存储、非线性光学、光捕获与检测、集成光学等领域。
2014-11-26 physics.optics
Sub-Hz Linewidth Photonic-Integrated Brillouin Laser
传统上被归类为桌面实验的光子系统和技术正准备通过集成从实验室跨越到现实世界的应用。受激布里渊散射（SBS）激光器由于其独特的线宽窄化特性，是实现高相干波导集成光源的理想选择。特别是，级联阶布里渊激光器显示出多线发射、低噪声微波产生和其他光梳应用的前景。这些激光器的光子集成可以显著提高其对环境和机械干扰的稳定性，简化其封装并降低成本。虽然已经展示了单阶硅和级联阶硫属化物波导SBS激光器，但这些激光器产生10-100 kHz的适度发射线宽。我们报道了亚Hz（~0.7 Hz）基本线宽光子集成布里渊级联激光器的首次演示，代表了集成波导SBS激光器的最新技术的重大进展。该激光器由使用超低损耗Si 3 N4波导平台制造的总线环谐振器组成。为了实现亚Hz线宽，我们利用高Q、大模体积、单偏振模谐振器，其产生光子生成的声波而没有声子引导。这种方法极大地放宽了偏振模式、光学模式和声学模式之间的相位匹配条件。利用级联阶布里渊激光动力学理论，通过测量第一阶和第三阶斯托克斯光的拍频线宽和相对功率，确定了第一阶斯托克斯光的基本发射线宽。由于从405 nm到2350 nm的低光学损耗，可见光和近红外波段的扩展是可能的，为可见光应用的光子集成亚赫兹激光器铺平了道路。
2018-02-27 physics.optics
Narrow-linewidth, piezoelectrically tunable photonic integrated blue laser
本研究首次实现约461 nm的光子集成蓝光激光器，通过氮化镓激光二极管与低损耗氮化硅高Q微腔混合集成实现低相噪频率捷变，结合氮化铝压电调谐实现高速无跳模啁啾，可应用于水下通信与相干传感。
2025-08-04 physics.optics
Spontaneous and Induced Radiation by Relativistic Particles in Natural and Photonic Crystals. Crystal X-ray Lasers and Volume Free Electron Lasers (VFEL)
综述了相对论粒子通过天然晶体和光子晶体产生自发辐射和感应辐射的机制。介绍了基于自然晶体和光子晶体中自发辐射的体自由电子激光的理论。
2011-01-04 physics.acc-ph physics.optics
In-chip microstructures and photonic devices fabricated by nonlinear laser lithography deep inside silicon
硅是微电子和集成光子学的优秀材料，在中红外光学方面具有尚未开发的潜力。尽管第三维的重要性得到了广泛的认可，但目前的光刻方法不允许直接在硅芯片内制造光子器件和功能微元件。即使是相对简单的弯曲几何形状也不能用反应离子蚀刻等技术实现。嵌入式光学元件，如玻璃，电子器件和更好的电子-光子集成缺乏。在这里，我们展示了基于激光的复杂3D结构的制造，使用1微米大小的点和可调节长度的棒状结构作为基本构建块。激光改性的Si具有与未改性部分不同的光学指数，这使得许多光子器件成为可能。可选地，这些部分被化学蚀刻以产生期望的3D形状。我们在地下，也就是说，用于芯片、通孔、MEMS、光伏应用和光子器件的微流体冷却的“芯片内”微结构，其性能匹配或超过相应的最先进的器件性能。
2017-02-28 physics.optics
Spiking Photonic Neurons Based on Two-Section InP Quantum-Well Lasers Integrated on Silicon
University of West Attica（西阿提卡大学）；CEA-Leti；Scintil Photonics（Scintil光子公司）
该研究通过实验探究硅集成双段InP量子阱激光器的尖峰动力学，实现多种类神经元工作模式，明确设计参数对尖峰特性的影响，为可扩展神经形态光子集成电路奠定基础。
2026-07-30 physics.optics
Polarization manipulation of giant photonic spin Hall effect using wave-guiding effect
在等离子体激元系统中，增强的光子自旋霍尔效应（PSHE）先前仅对于水平偏振是可能的。利用波导表面等离子体共振（WG-SPR）效应，我们报道了水平和垂直偏振波反射光的巨光子自旋霍尔效应（G-PSHE）。我们研究了具有附加玻璃介质层的Kretschmann结构中偏振控制的G-PSHE。这个额外的电介质层使我们能够实现毫米级（超过2毫米到亚毫米）的G-PSHE。我们利用波导和SPR理论设计了新颖的结构，实现了偏振操纵。使用模拟研究，我们研究了一个额外的薄介电层上G-PSHE的影响。这项研究使基于水平和垂直偏振的量子器件和传感器的潜在应用成为可能，其中光自旋起着关键作用。
2022-05-17 physics.optics
Ultranarrow linewidth photonic-atomic laser
具有高光谱纯度的激光器可以实现多样化的应用空间，包括精密光谱学、相干高速通信、物理传感和量子系统操纵。工作台法布里-珀罗腔的精心设计和制造已经在主动激光线宽减小方面取得了巨大的成就，主要用于光学原子钟。然而，对于在周围环境中以高性能操作的小型化激光系统的需求日益增加。在这里，我们报告了一个紧凑和强大的光子原子激光器，包括一个2.5厘米长，20,000精细度，单片法布里-珀罗腔集成与微机械铷蒸汽细胞。通过利用腔的短时频率稳定性和原子的长时频率稳定性，我们实现了一个超窄线宽激光器，使扩展测量的集成。具体而言，我们的激光器支持平均时间为20 ms的$1\times 10^{-13}$、平均时间为300 s的$7 \times 10^{-13}$的分数频率稳定性、由热噪声产生的25 Hz的积分线宽、低至0.06 Hz $^2$ /Hz的洛伦兹线宽以及低至$10^{-10}$ /g的被动抗振性。我们的工作是探索基于物理设计的单片光子和原子封装的混合激光系统。
2019-06-06 physics.optics
Two-dimensional phase-space picture of the photonic crystal Fano laser
最近实现的光子晶体Fano激光器构成了纳米激光器中无源脉冲产生的第一个演示[Nat. Photonics $\boldsymbol{11}$，81-84（2017）]。我们表明，激光操作仅限于两个自由度后的初始过渡阶段。我们表明，原来的5D动力学模型可以减少到一个1D模型在一个狭窄的区域的参数空间，它演变成一个2D模型后的例外点，其中的特征值从纯粹的复共轭对过渡。二维简化模型使我们能够建立一个有效的能带结构的稳定性矩阵的本征值问题来解释激光动力学。该简化模型用于将先前未知的不稳定起源与一个新的不稳定周期轨道联系起来，该轨道将稳定稳态与稳定周期轨道分开。
2019-09-18 physics.optics
Photonic molecule based on coupled ring quantum cascade lasers
本文提出由两个强耦合中红外环形量子级联激光器构成的光子分子，通过泵浦时空不对称性实现高精度动态控制，为片上中红外传感及非厄米与量子光学研究提供新平台。
2023-05-05 physics.optics
Polarization-selective branching of stop gaps in three-dimensional photonic crystals
研究了TE和TM偏振光在空气-光子晶体界面上散射时偏振各向异性随入射角的变化关系。这是通过在具有面心立方对称性的三维光子晶体的布里渊区中的高对称点处使用光学反射率测量来完成的。偏振反射率测量表明TE偏振存在阻隙分支，而TM偏振直到K点处的布鲁斯特角才存在阻隙分支。相反，由于晶体平面的复杂混合，在W点处TE和TM偏振都存在停止间隙分支。这种特征行为表明能量交换在停止间隙分支中不可避免的作用。测得的偏振各向异性显示出显着的位移布鲁斯特角的共振波长相比，沿K和W点的非共振，并且，根据理论。我们的研究结果在亚波长光子结构如等离子体激元晶体和超材料中的偏振诱导光散射中具有意义。
2016-04-29 physics.optics
Topographically anisotropic photonics for broadband integrated polarization diversity
综合极化接收机有可能成为新一代轻型、高性能遥感仪器。到目前为止，由于基本的设计限制，诸如偏振分束器的片上偏振选择器件甚至还没有接近必要的性能。在这里，我们提出，模拟和实验证明了一种方法，用于实现空间映射到集成光子电路的双折射，被认为是拓扑各向异性光子学。利用这种鲁棒性和宽容差的方法，可以构造具有强偏振相关模态特性和最小波长依赖性的器件。集成偏振分束器（PBS）实现了前所未有的性能：创纪录的0.52倍频程分数带宽（116 THz），最大插入损耗为1.4 +/- 0.8 dB，最小消光比为16 +/- 3 dB，将其推向宽带光谱和成像应用领域。此外，新型的光子结构，如偏振选择性波束抽头和偏振选择性微波谐振器的演示，使新的片上偏振接收器架构。
2017-02-19 physics.optics
Optimized photonic gauge of extreme high vacuum with Petawatt lasers
最新提出的超强激光脉冲的应用之一是，通过测量真空管内的非线性汤姆逊散射产生的光子辐射，它们可能用于测量极高真空。在这里，我们提供了一个完整的分析过程，计算预期的速率和光谱，无论是线性和圆偏振的激光脉冲，考虑到时间包络的影响，在一个缓慢变化的包络近似。我们还设计了一个现实的实验配置，允许实现的想法，并计算相应的几何效率。最后，我们开发了一个优化程序，这种光子规范的极高真空在高重复率拍瓦和多拍瓦激光设施，如VEGA，Juvillance和ELI。
2014-03-05 physics.optics
Fourier factorization with complex polarization bases in the plane-wave expansion method applied to two-dimensional photonic crystals
我们证明了一个增强的平面波展开法处理二维光子晶体通过应用傅立叶分解一般椭圆偏振基地。通过研究周期性排列的圆柱形元件的三个例子，我们比较我们的方法，经典的Ho方法，其中介电常数函数简单地扩展而不改变坐标，和法向矢量法使用法向切向偏振变换。比较计算清楚地表明，我们的方法产生最好的收敛性能，由于我们的偏振基分布的完全连续性。所提出的方法使我们能够研究更一般的系统，如具有任意横截面的周期性元件或器件，如光子晶体波导。
2010-12-15 physics.optics
