Circularly Polarized Lasing from a Microcavity Filled with Achiral Single-Crystalline Microribbons
有机圆偏振（CP）激光器由于其在光电领域的应用前景而受到越来越多的关注。在这里，我们展示了CP激光器从一个纯有机晶体填充的微腔没有任何手性分子或手性结构。由于有机晶体的各向异性和高的激光增益，在这种微腔中可以诱导出光学Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合效应，这对CP激光器是有利的。具有相反螺旋度的CP激光的最大不对称因子高达1.2。这一策略为未来3D激光显示、信息存储等领域CP激光器的设计提供了新的思路。
2022-11-23 physics.optics
Fluorescence enabled phonon counting in an erbium doped piezo-optomechanical microcavity
该研究提出利用稀土掺杂光机腔的荧光发射替代传统滤波，实现无滤波器单声子计数，实验达到93dB泵浦抑制，边带-泵浦比提升83dB。
2024-12-18 physics.optics
Exciton-Polaritons in Hybrid Inorganic-organic Perovskite Fabry-Pérot Microcavity
激子-极化激元在半导体微腔中产生的长程空间相干和玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）等效应在低阈值激光、涡旋和慢光等方面具有潜在的应用价值。进一步探索具有更强激子-光子相互作用强度的新型半导体微腔具有广泛的应用前景。在此，我们证明了室温光子激子强耦合在混合无机-有机CH_3 NH_3 PbBr_3 Fabry-Pérot微腔的第一次。真空Rabi分裂能量高达~390 meV，这归因于光学微腔中大的振子强度和光子约束。随着抽运能量的增加，载流子屏蔽效应使激子-光子耦合强度减弱，导致产生光子激光而不是偏振激光。钙钛矿微腔中光子和激子之间的强耦合将有助于开发高性能的基于极化激元的非相干和相干光源，非线性光学和慢光应用。
2017-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Strong coupling regimes of an organic exciton mirror in a microcavity
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Fraunhofer-Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所）；University of Bonn（波恩大学）；University of Iceland, Science Institute（冰岛大学理学院）
研究光腔模式与超薄激子镜耦合导致的强光-物质耦合新机制，通过12 nm J-聚集薄膜实现从弱耦合到超强耦合的调控，揭示了激子镜改变边界条件并连接不同阶光腔模式的现象。
2026-06-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling and polarization-coupled luminescence in an organic single crystal microcavity
本研究利用高取向分子晶体微腔，首次观测到Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合引发的极化激元模偏振耦合发射，揭示其与各向异性光-物质耦合的相互作用机制，为拓扑光子学和量子技术提供新平台。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Helical polariton lasing from topological valleys in an organic crystalline microcavity
拓扑光子学为发展具有强无序免疫光传输和可控螺旋度的光子器件提供了重要平台。光子与激子（或极化激元）的混合产生了具有手征模式的非平凡极化激元带，允许在强耦合光物质系统中操纵螺旋激光器。在这项工作中，我们证明了螺旋极化激元激光从拓扑谷的有机各向异性微晶腔的基础上定制的本地非平凡带几何。这种偏振激元激光器沿不同的角度方向发射不同螺旋度的光。通过非线性弛豫过程实现了显着增强的手征特性。螺旋拓扑极化激元激光器为探索光-物质相互作用的新拓扑现象和发展基于极化激元的自旋电子器件提供了一个理想的平台。
2021-10-26 cond-mat.quant-gas physics.optics
Electrically reconfigurable extended lasing state in an organic liquid-crystal microcavity
University of Southampton（南安普顿大学）；University of Iceland（冰岛大学）；Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院实验物理研究所）；Durham University（杜伦大学）；Institut Pascal, Université Clermont Auvergne, CNRS, ClermontINP（帕斯卡尔研究所，克莱蒙奥弗涅大学，法国国家科学研究中心，克莱蒙理工学院）；Institute of Applied Physics, Military University of Technology（军事科技大学应用物理研究所）；Institute of Optoelectronics, Military University of Technology（军事科技大学光电子研究所）；Institute of Chemistry, Military University of Technology（军事科技大学化学研究所）
研究提出在有机液晶微腔中实现电控的扩展激光态，通过电调制实现近场和远场调控，突破传统低温限制，在室温下实现强光-物质耦合控制。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Purcell-enhanced single-photon emission from nitrogen-vacancy centers coupled to a tunable microcavity
光学微腔是增强单个量子发射体自发发射的有力工具。然而，在室温下固态中遇到的宽发射光谱限制了腔的影响，并且要求超小的模体积。我们展示了Purcell增强的单光子发射从纳米金刚石中的氮空位（NV）中心耦合到可调谐的基于光纤的微腔，其模式体积下降到$1.0\,λ^{3}$。我们记录了腔增强荧光图像，并研究了几个单一的发射器与一个腔。通过增强的荧光收集以及可调谐的荧光寿命修改证明了Purcell效应，并且我们推断有效的Purcell因子高达2.0。通过数值模拟，我们还表明，可以实现一种新的制度，光限制，其中法布里-珀罗模式与附加模式限制相结合的光限制本身。在这种制度下，有效的Purcell因子高达11 NV中心和63硅空位中心是可行的，保持明亮的单光子源和有效的自旋读出在环境条件下的承诺。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spectroscopy of electron-induced fluorescence in organic liquid scintillators
用~ 10 keV电子激发介质，测量了与LENA探测器相关的几种有机液体闪烁体混合物的发射光谱。结果与紫外光激发光谱进行了比较。两种方法测得的光谱之间有很好的一致性。
2010-01-22 physics.ins-det physics.optics
Ultrafast optical control of polariton energy in an organic semiconductor microcavity
针对现有激子-极化子凝聚体调控方法的缺陷，提出通过瞬态改腔模实现超快控制的新策略，制备含强弱耦合吸收体的有机微腔，实现亚皮秒级8meV可逆蓝移且不降低耦合强度，为新兴计算技术提供支撑。
2023-05-04 physics.app-ph physics.optics
Polariton-assisted donor-acceptor role reversal in resonant energy transfer between organic dyes strongly coupled to electromagnetic modes of a tuneable microcavity
分子的激子跃迁与局域电磁场之间的共振相互作用允许形成光-物质混合极化激子态。这种光和物质状态的混合已经被证明能够显着改变放置在光学腔内的分子系综的固有特性。在这里，我们已经实现了强耦合之间的激子跃迁，在典型的标记有一对有机染料分子，展示了一个有效的供体受体的共振能量转移，和可调的开放式腔模式的基于荧光素的分子信标。在非共振激光激发下的光致发光和光-物质混合态的相对布居对腔失谐量的依赖关系已被表征。此外，通过分析该体系中各能态间弛豫路径的依赖关系，我们证明了腔光子与供体染料分子中激子跃迁的强耦合可以导致很大的能量转移，从而实现从受体激子库到主要供体低极化激元态的能量转移，从而产生发色团供体-受体作用逆转或狂欢效应。我们的实验数据证实了理论上预测的限制电磁场控制和介导极化激元辅助远程能量转移的可能性，从而为远程控制化学，能量收集，能量转移和传感的新方法铺平了道路。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.optics
Mapping the strong-to-weak coupling crossover in polymer-film microcavity lasers
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）
研究通过调控微腔长度，揭示了聚合物膜激光从极子激光到光子激光的转变，展示了阈值增益和能级蓝移的普遍特性。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Probing microcavity resonance spectra with intracavity emitters
本文通过在开放光学微腔中测量宽带发射体荧光光谱随腔长的变化，揭示了光学穿透深度对腔模的影响及腔模间耦合，并给出了实用分析方程，从而获得微腔的完整光学图像。
2024-04-03 physics.optics
Theory of Energy Transfer in Organic Nanocrystals
最近的实验表明，高效的能量转移可以发生在有机纳米晶体在极低的受体密度。这种惊人的现象被归因于激子极化激元的形成，这要归功于晶体本身提供的光子限制。我们提出了一个替代的理论模型，准确地再现荧光寿命和光谱测量在这些系统中没有这样的假设。我们的方法对待弱耦合制度中的分子-光子相互作用，并描述了施主和受主的人口动态的速率方程与参数提取的电磁模拟。我们的模型的物理洞察力和预测值也使我们能够提出的受体发射占主导地位的荧光光谱的密度比实验的数量级低的配置。
2020-08-17 physics.chem-ph physics.optics
Narrowband, angle-stable, and highly efficient polariton organic light emitting diodes employing thermally activated delayed fluorescence
本文通过在改进微腔中结合高效TADF发光体与强吸收辅助耦合材料，实现了窄带、角度稳定且外量子效率超过20%的极化激元OLED，性能较此前纪录提升一倍以上。
2025-05-12 cond-mat.soft physics.optics
Control of absorption of monolayer MoS$_{2}$ thin-film transistor in one-dimensional defective photonic crystal
从理论上研究了一维缺陷光子晶体（d-1DPC）中单层$_{2}$的光吸收和透射特性。研究表明，强干涉效应降低了微腔特定区域的光子密度。d-1 DPC能降低单层MoS $_{2}$的光吸收，增强光透过率。研究了单层MoS $_{2}$与有机发光二极管位于同一微腔内时，单层MoS $_{2}$的光吸收对光子局域化效应的影响.然而，单层MoS $_{2}$并不通过调节单层MoS $_{2}$在微腔中的位置来降低光的局域化效应。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent coupling of a single molecule to a scanning Fabry-Perot microcavity
有机染料分子已被用于许多科学和技术应用中，但它们在量子光学中的更广泛应用受到向短寿命振动能级的跃迁的阻碍，这限制了它们的相干特性。为了解决这个问题，可以利用光学谐振器。在这里，我们提出的第一个结果相干分子谐振器耦合，其中一个单一的多环芳烃分子的散射38%的光进入微腔在液氦温度。我们还证明了四倍的改善，单分子受激发射相比，自由空间聚焦和设置的基础，为相干机械操纵的分子过渡。我们的实验方法基于一个微腔的低模式体积和低品质因数铺平了道路，实现各种非线性和集体量子光学效应的分子。
2016-12-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Realization of exciton-mediated optical spin-orbit interaction in organic microcrystalline resonators
在光学微谐振器中控制光的自旋-轨道相互作用的能力对于未来的光子学具有根本的重要性。有机微晶由于其巨大的光学各向异性，在自旋光学和拓扑光子学中起着至关重要的作用。在这里，我们实现了可控的和波长相关的Rashba-Dresselhaus自旋轨道相互作用，归因于各向异性激子响应的光学微腔填充有机微晶。我们还研究了由横电模和横磁模分裂引起的自旋-轨道相互作用从占主导地位的光子型到Rashba-Dresselhaus型的自旋-轨道相互作用的转变。这两者的相互作用使我们能够设计有机微腔中光的自旋轨道相互作用，除了其基本利益之外，它还有望在自旋控制的芯片上集成纳米光子元件中应用，以开发非磁性和低成本的自旋光子器件。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Superradiant Organic Light-Emitting Diodes
本文通过使操作电压随发光体浓度缩放，在法布里-珀罗微腔 OLED 中触发稳态超辐射，实现亮度超扩展性集体增强、光谱窄化，使更少发光体在更低电压下达到或超过对照器件亮度，为高效显示与照明提供新途径。
2025-07-20 physics.optics quant-ph
Direct writing of room temperature polariton condensate lattice by top-down approach
本文提出用聚焦离子束在嵌入有机染料SMILES的平面微腔上直接刻蚀晶格，以自上而下方式实现高折射率对比度的室温极化激元凝聚体晶格，并支持周期、准周期、无序及缺陷结构研究。
2024-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Filter-free high-performance single photon emission from a quantum dot in a Fabry-Perot microcavity
本研究通过空间正交共振激发量子点并耦合至法布里-珀罗微腔，实现了无滤波单光子发射，同时达到高提取效率、纯度和不可区分性。
2024-03-18 physics.optics quant-ph
Organic single-photon switch
纳米技术[1，2]和单分子光谱学[3-5]的最新进展为具有成本效益的有机量子光学技术铺平了道路，这些技术有望在环境条件下运行。在这封信中，我们利用$π$共轭链段的有机梯形聚合物强烈耦合到一个微腔形成相关的集体修饰态的光，所谓的激子极化激元凝聚。我们探索了一种利用单光子实现宏观凝聚态波函数全光超快控制的有效途径。服从玻色统计，激子-极化激元在玻色子刺激下表现出极端的非线性[6]，我们已经设法在单光子水平上触发。依靠有机物质的性质来维持具有高能分子振动的稳定激子，我们开发了一种允许在环境条件下进行单光子非线性操作的原理，为亚皮秒开关、放大和全光逻辑等实际实现打开了大门。单光量子的基本极限。
2021-05-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Micro-cavity length stabilization for fluorescence enhancement using schemes based on higher order spatial modes
该研究针对微腔荧光增强检测中稳定光束光子泄漏问题，提出基于奇数阶高阶空间模式的腔长稳定方案，实现0.5 pm RMS稳定性并抑制误差光子泄漏超100倍，为量子技术应用提供支持。
2024-11-29 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Zone-sectored organic crystals with spatially resolved exciton dynamics
本研究制备出具有分区扇形结构的正交晶相红荧烯微晶，通过多种表征技术揭示了不同扇形区域因晶胞取向差异产生的空间分辨激子动力学特性，建立了速率方程模型并提出材料基策略，为光子应用和光捕获提供新方向。
2025-07-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonant two-laser spin-state spectroscopy of a negatively charged quantum dot-microcavity system with a cold permanent magnet
本文提出低温兼容的紧凑型 SmCo 永磁体，在 5 K 下产生 475 mT 面内磁场，并结合高精细度双折射微腔实现 InGaAs 量子点的单、双激光自旋态光谱与操控。
2023-03-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum nonlinear optics with polar J-aggregates in microcavities
我们发现，具有永久电偶极矩的有机染料分子嵌入微腔中的系综可以在单光子水平上导致强的光学非线性。由于它们的永久偶极子，发色团之间的强长程静电相互作用引入了微腔中光-物质耦合的所需非线性。我们得到了在激子-光子与腔场强耦合的影响下，弱探测场的吸收谱。使用现实的参数，我们表明，一个单一的腔光子可以显着修改介质的吸收和色散响应的探测光子在不同的频率。最后，我们表明，该系统是在一个广泛的透明窗口染料二聚体的腔诱导透明的制度。我们说明了我们的研究结果使用伪异氰氯化物（PIC）J-聚集体在目前可用的光学微腔。
2014-09-05 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Generation of Rabi frequency radiation using exciton-polaritons
我们研究了利用激子极化激元在半导体微腔产生辐射跨越红外太赫兹区域的光谱，通过利用上下极化激元分支之间的转换。该过程类似于差频产生（DFG），依赖于使用具有非零二阶极化率的半导体。对于由非线性光学聚合物组成的有机微腔，我们预测的DFG辐照增强$2.8\cdot10^2$，相比于裸的非线性聚合物膜，当满足与基本腔模式的三重共振。在由（111）GaAs组成的无机微腔的情况下，与裸GaAs平板相比，发现$8.8\cdot10^3$的增强。这两种结构显示出高的波长可调谐性和宽松的设计限制，由于极化激元模式的高模式重叠。
2015-06-24 physics.optics
Photochemical reaction enabling the engineering of photonic spin-orbit coupling in organic-crystal optical microcavities
本文提出在有机单晶微腔中利用光化学反应控制人工Rashba-Dresselhaus自旋-轨道耦合，实现了光子模式自旋分裂的可逆转换及圆偏振与线偏振发射的光控切换，为片上集成提供新方法。
2023-09-14 physics.optics
Dark excitons and hot electrons modulate exciton-photon strong coupling in metal-organic optical microcavities
本研究通过瞬态光谱与解析模型，揭示暗激子与热电子分别以法诺型增益-损耗和双温度动力学影响微腔强耦合，为区分极化激元及光子调控提供通用方法。
2024-05-27 physics.app-ph physics.chem-ph physics.optics
Cavity-enhanced single photon source based on the silicon vacancy center in diamond
单光子源是各种量子技术中不可或缺的一部分，室温下的固态量子发射器是一种很有前途的实现方式。我们将纳米金刚石中单个硅空位中心的荧光耦合到可调光学微腔中，以证明与本征发射器特性相比，单光子源具有高效率，增加的发射速率和改善的光谱纯度。我们使用一个基于光纤的微腔模式体积小$3.4~λ^3$和$1.9\times 10^4$的品质因数，并观察到有效的Purcell因子高达9.2。我们进一步研究修改的内部速率动力学，并提出一个速率模型，密切同意的测量。我们观察到寿命变化高达31%，这受到本文研究的发射体有限量子效率的限制。通过改进材料，我们获得的参数预测单光子速率超过1 GHz。
2017-03-03 physics.optics quant-ph
Transport-Induced Decoherence of the Entangled Triplet Exciton Pair
Lehigh University（利哈伊大学）
研究运输诱导退相干对纠缠三重态激子对的影响，通过蒙特卡洛分析预测荧光量子振荡随跃迁时间和磁场的变化。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Bose-Einstein Condensation of Light in a Semiconductor Quantum Well Microcavity
该研究证实无机半导体量子阱微腔中的光子可热化并发生玻色-爱因斯坦凝聚，明确区分其与激光作用，揭示该体系可连续维持、光子散射强等优势，为量子统计光子凝聚的物理研究与应用提供支撑。
2023-06-27 cond-mat.quant-gas physics.optics
Directional Second Harmonic Generation Controlled by Sub-wavelength Facets of an Organic Mesowire
定向谐波产生是表征非线性光学天线在空间明确定义的区域中扩散信号的能力的重要性质。在这里，我们展示了如何可以利用有机分子介线晶体的亚波长小平面来系统地改变前向散射几何结构中的二次谐波产生（SHG）的方向性。我们证明了这种能力的结晶diamonoanthraquinone（DAAQ）介线与亚波长方面。我们观察到，径向角的SHG发射可以在130度的范围内进行调谐。这种角度变化是由于激发的焦点体积中的空间分布的非线性偶极子以及中间线的几何横截面和小平面取向而产生的。近场激发分布的数值模拟证实了介线几何形状在定位电场中的作用。除了介线的定向二次谐波外，我们还在实验上观察到了非线性双光子激发荧光（TPEF）的光波导。有趣的是，我们观察到，对于一个给定的泵浦激发，TPEF信号是各向同性和离域的，而SHG发射是定向的，并在激发的位置本地化。所有观察到的效应不仅对有源非线性光学天线，而且对非线性信号处理都有直接的影响。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.optics
Harvesting the triplet excitons of quasi-two-dimensional perovskite toward highly efficient white light-emitting diodes
三重态激子通常发射很差，利用三重态激子一直是实现高效有机发光二极管（LED）的基础。虽然在掺杂的有机磷光和延迟荧光系统中完全理解了三重态供体和受体之间通过电子交换的三重态收获和能量转移，但是准二维（准2D）钙钛矿中三重态激子的利用和能量转移仍然是模糊的。在这里，我们使用一个橙色磷光发射有机层探测三重态行为的天蓝色发射准二维钙钛矿。精致的白光LED架构实现了精心定制的Dexter式能量转移模式，该模式在很大程度上拯救了准2D钙钛矿中的三重态激子。我们的白色有机-无机LED实现了8.6%的最大前视外部量子效率和超过15000 cd m-2的亮度，与相应的天蓝色钙钛矿LED（4.6%）相比，效率显著提高。准二维钙钛矿中激子和有机层中Frenkel激子之间能量转移的有效管理为白色有机-无机LED充分利用激子打开了大门。
2021-12-02 physics.app-ph physics.optics
Breakdown of the optical saturation regime in molecular single-photon emitters
National Institute of Optics (CNR-INO)（意大利国家光学研究所）；European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)（欧洲非线性光谱学实验室）；University of Naples（那不勒斯大学）
研究发现蒽纳米晶体中单个DBT分子在强连续波驱动下出现反常饱和，提出强度依赖的ESA到短寿命暗态的模型解释该现象，还指出基质质量与脉冲激发方案的相关作用。
2026-08-04 physics.optics quant-ph
Minimizing round-trip loss for near-unity quantum efficiency in organic light-emitting diodes
University of Cologne（科隆大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）
该研究针对OLED外部量子效率停滞的问题，提出光提取多通过程的往返损耗是关键，通过添加低损耗辅助反射镜提升了EQE，推导设计规则预测可达90%的EQE。
2026-10-09 physics.optics
Space-compatible cavity-enhanced single-photon generation with hexagonal boron nitride
纯净且不可分辨的单光子源对于不久的将来的光量子技术至关重要。最近，由二维六方氮化硼（hBN）主办的色心已经成为高亮度室温单光子源的一个有前途的平台。尽管发射器的亮度很高，但光谱相当宽，单光子纯度不足以用于实际的量子信息处理。在这里，我们报告这样的量子发射器托管hBN集成到一个可调光学微腔。$λ^3$量级的小模体积允许我们Purcell增强荧光，同时观察到激发态寿命缩短。该腔通过抑制非共振噪声，显著地窄化了光谱并提高了单光子纯度。我们通过评估我们的单光子源在量子密钥分发和量子计算中的性能来探索实际应用。完整的设备结构紧凑，并在皮类卫星平台上实现，使未来的低成本基于卫星的长距离量子网络成为可能。
2019-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
