High Finesse Cavity with Anapole-Assisted Resonant Subwavelength Particle Mirror
强光与亚波长物体的相互作用一直是人们追求的目标，其困难主要来自衍射极限。我们提出了一个高精细度腔与一个反射镜作为平台，以提高这种相互作用的亚波长共振粒子。高品质的本征模解获得这样一个高度非傍轴腔在粒子处具有非常高的场集中。本征模解与小粒子的相互作用比电偶极子近似更一般。在偶极项中的再极点激发的帮助下，粒子被设计成像纯磁四极子一样散射，并且以这种方式，当用作本征模的强聚焦场的反射镜时，它具有近单位反射率。由于粒子的小尺寸和腔的高精细度，在亚波长尺度下的光-物质相互作用可以被大大增强，这对于纳米光学、量子光学力学、非线性光学和超越电偶极近似的亚波长计量学的应用可能是潜在的兴趣。
2021-04-23 physics.optics quant-ph
Room-Temperature Plasmon-Assisted Resonant THz Detection in Single-layer Graphene Transistors
本研究在高质量单层石墨烯短沟道栅极光电探测器中实现了室温THz辐射共振探测，其机制依赖于石墨烯中较弱的本征电子-声子散射以避免等离子体振荡阻尼。
2024-01-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Resonant and phonon-assisted ultrafast coherent control of a single hBN color center
固态系统中的单光子发射器是可扩展量子技术的重要组成部分。最近，在宽禁带的范德华绝缘体hBN中发现了量子发光体。这些色心由于其在高温下的量子性能和宽范围的跃迁能而引起了人们的极大关注。在这里，我们展示了一个单一的hBN色心与超快激光脉冲的相干态操纵和调查在我们的联合实验理论研究的电子系统和声子之间的耦合。我们证明了相干控制不仅可以在光学跃迁上共振地进行，从而获得退相干，而且可以在声子辅助下进行，这揭示了内部声子量子动力学。在光学声子的情况下，我们测量它们的退相干，部分源于它们的非谐衰减。由声学声子的产生引起的失相表现为当发射行进声子波包时相干控制信号的快速减小。此外，我们证明了声子辅助过程和共振激发之间的量子叠加导致相干控制信号的超快振荡。我们的结果为在纳米尺度上实现超快声子量子态的控制铺平了道路，并为混合量子技术开辟了一个新的前景。
2022-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Fano-Resonant, Asymmetric, Metamaterial-Assisted Tweezers for Single Nanoparticle Trapping
等离子体纳米结构可以克服阿贝衍射极限以产生强梯度场，从而实现纳米尺寸颗粒的有效光学捕获。然而，在低入射激光强度下实现稳定的捕获仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一个法诺共振辅助等离子体光镊（FAPOT），单个纳米粒子捕获在一个阵列的不对称分裂的纳米孔径，研磨在50 nm的金薄膜。通过调节俘获波长和改变入射激光强度实现了稳定的俘获。在930 nm的近共振捕获波长下，对于20 nm的聚苯乙烯颗粒，实现了8.65 fN/nm/mW的非常大的归一化陷阱刚度。我们发现，陷阱的共振刚度提高了63倍，相比非共振条件。这可以归因于超小的模体积，这使得大的近场强度和腔Purcell效应的贡献。这些结果将有助于在低入射捕获激光强度下实现强捕获，从而为研究单分子（如蛋白质、DNA或病毒）的跃迁路径提供新的选择。
2020-01-23 physics.app-ph physics.optics
Photoacoustic methane detection assisted by a gas-filled anti-resonant hollow-core fiber laser
本研究利用填充氢气的7环反谐振空芯光纤，通过受激拉曼散射产生覆盖紫外到近红外的高能量窄线宽类频率梳拉曼激光，以1650 nm六阶斯托克斯光实现近红外二区光声甲烷检测，灵敏度达550 ppb（积分时间40 s），验证了该技术在下一代紧凑型光谱系统中的潜力。
2024-06-20 physics.optics
Kerr-Nonlinearity Assisted Exceptional Point Degeneracy in a Detuned PT-Symmetric System
本文提出利用克尔非线性快速自调谐方案，通过调节入射波强度补偿耦合谐振器中的初始畸变，从而在失谐PT对称系统中逼近奇异点，为完全控制近奇异点参数提供新途径。
2024-01-18 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
Coupling-assisted quasi-bound states in the continuum in heterogeneous metasurfaces
本文基于普适耦合模理论，提出了一种异质结构中的连续介质束缚态。我们找到了更一般的物理参数来表示BIC，这是谐振频率和相应的相位的超材料结构。因此，BIC超材料来源于超材料结构的谐振频率和相位的相等，而不仅仅是均匀结构。同时，通过改变超材料结构的几何形状，只要稍微改变超材料结构的谐振频率和相位之一，就可以得到准BIC，而不是均匀结构的对称性破缺。在本文中，我们提供了BIC和准BIC的两个异质结构的一个例子，这两个异质结构是切割线（CW）和开口环谐振器（SRR），以广泛扩展超材料BIC超出常识。此外，我们展示了模拟结果和实验结果来证明我们的想法。
2021-12-03 physics.app-ph physics.optics
Attosecond dynamics of light-induced resonant hole transfer in high-order-harmonic generation
本文研究了极紫外阿秒脉冲辅助下的高次谐波产生，它可以激发内壳层电子并产生第二个高次谐波平台。基于有效双电子体系的含时组态相互作用单粒子（TDCIS），对氪的一维模型进行了处理，结果表明，XUV辅助的高次谐波谱揭示了半经典电子轨道的持续时间.结果用强场近似解释，并强调了隧穿过程中空穴转移的重要性。最后，讨论了阿秒脉冲串作用下内外空穴间的相干布居数转移。
2017-10-27 physics.atom-ph physics.optics
Optically assisted diffusophoretic tweezers using resonant plasmonic bowtie nano-antennas
本文提出一种结合耗尽吸引力与光热效应的混合方法，利用PEG分子热泳耗尽产生的浓度梯度与扩散泳力协同作用，在2.5 mW极低功率下实现100 nm粒子的稳定捕获与二维操控。
2023-08-04 physics.app-ph physics.optics
Ferromagnetic resonance assisted optomechanical magnetometer
光学机械腔中机械和光学相互作用的共振增强使其能够用作极其灵敏的位移和力检测器。在这项工作中，我们展示了一个混合磁力计，利用自旋波在铁磁绝缘体的共振激发和沉积在顶部的玻璃微球的呼吸机械模式的共振激发之间的耦合。这种相互作用由铁磁材料中的磁致伸缩和随之而来的微球的机械驱动来介导。因此，磁力计响应依赖于铁磁共振和球体的机械模式之间的频谱重叠，导致当重叠最大化时，在206 MHz处的峰值灵敏度优于900 pT Hz $^{-1/2}$。通过外部调谐的铁磁共振频率与静态磁场，我们证明在几nT Hz $^{-1/2}$高达GHz范围内的共振灵敏度值。我们的研究结果表明，我们的混合系统可以用来建立高速传感器的振荡磁场。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Predicted Performance Bounds of Thermochromism Assisted Photon Transport for Efficient Solar Thermal Energy Storage
太阳能热能的有效存储仍然是实现可调度太阳能热系统的主要瓶颈之一。目前的工作是一个重要的一步，在这个方向上，其中，我们提出，热致变色辅助光子传输为基础的光学充电的有效潜热存储。将热致变色纳米颗粒接种到相变材料（PCM）中可以对PCM的光学性质进行动态控制-帮助光子更深地渗透，从而显着增强光子-纳米颗粒相互作用。此外，在熔化温度附近仔细地调整转变温度允许吸收的光子能量的有效非辐射衰减，并且在几乎无辐射的条件下也是如此。特别是，目前的工作有助于开发一个机制光热理论建模框架来计算熔化前进展，潜热存储和显热放电能力有关的热致变色辅助光子传输。此外，为了真正评估和量化上述充电路线的好处，还需要许多其他可能的充电路线（即，热和非热致变色光充电）。详细的分析表明，相对于热充电路线，热致变色辅助的光学充电提供了显着的增强方面的熔化前沿进展（约152%）和潜热存储容量（约167%）。总的来说，热致变色辅助的光子传输是一种协同方法，其允许以加速的速率同时收集和存储太阳能，而不需要将PCM加热到高温。
2023-03-28 physics.app-ph physics.optics
Active metamaterials: sign of refraction index and gain-assisted dispersion management
我们推导出一种方法来定义的因果方向的波矢量的模式在光学超材料，这反过来又决定了符号的折射率和阻抗的{ \it实部和虚部的介电常数和磁导率的函数。我们使用开发的技术来证明，超材料的成分的共振响应之间的相互作用，可以用来实现有效的色散管理。最后，我们展示了宽带色散的折射率和阻抗匹配在有源陶瓷基负折射率材料。我们的工作开辟了新的实际应用负折射率复合材料的宽带透镜，成像和脉冲路由。
2007-04-27 physics.gen-ph physics.optics
