Nanometer-resolution 3D Tomographic and Vectorial Near-field Imaging in Dielectric Optical Resonators
State Key Laboratory of Surface Physics, Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures (MOE), and Department of Physics, Fudan University（复旦大学表面物理国家重点实验室、微纳光子结构教育部重点实验室和物理系）；Shanghai Key Laboratory of Metasurfaces for Light Manipulation, Fudan University（复旦大学光调控超材料上海市重点实验室）
针对介电纳米谐振器内部近场全三维实验表征难题，提出基于高阶边带产生的成像技术，在硅anapole谐振器内实现纳米分辨率三维层析与矢量近场成像，可推广至多种介电超材料表征。
2025-02-27 physics.optics
Experimental Observation of Localized Modes in a Dielectric Square Resonator
我们在微波实验中研究了方形介质谐振器的频谱和场分布。由于这类系统不能用解析的方法来处理，因此对它们的性质的实验研究是必不可少的。测量的场分布的动量表示表明，所有的共振模式是本地化的特定的经典环面的方形台球。基于这些观测，我们建立了一个半经典模型。它显示出良好的协议，但一个单一的类的测量场分布，将被单独处理。
2013-12-07 physics.optics
Design of racetrack ring resonator based dielectric laser accelerators
本文提出了一种利用跑道环形谐振腔结构的倏逝电场的介质激光驱动加速器（DLA）的设计方案。在激光的驱动下，通过正确设计的光学相位窗口，电子可持续加速并可控制偏转。在此基础上，利用级联的11级环形谐振腔，计算了104.655 μm波段30 keV到148.312 keV的加速度。这种新的想法提出了一种解决方案，片上集成的许多DLA级，同时保持高的平均加速梯度，提供了一个潜在的实际实现的“加速器在一个芯片上”。
2017-01-31 physics.optics
Thermo-optic bistability in 2D all-dielectric resonators
本文提出一种耦合模理论方法，研究二维介电谐振腔高品质模式共振激发下的热光双稳态，模型准确描述了入射角和强度变化下的双稳态效应，并发现通过调节入射角可在低强度下实现双稳态。
2025-04-03 physics.optics
Metaphotonics with subwavelength dielectric resonators
本文总结了米氏谐振元光子学的关键概念，以高折射率介质亚波长颗粒为例，并探讨了高Q值元件在光时空控制方面的进展与趋势。
2024-09-20 physics.optics
Application of a trace formula to the spectra of flat three-dimensional dielectric resonators
通过微波实验，测定了圆形平面三维介质谐振器的长度谱。将它们与基于有效折射率近似的二维模型中得到的半经典迹公式进行了比较，发现它们符合得很好，说明在二维近似中必须考虑有效折射率的色散。此外，有效折射率近似的系统误差导致了实验长度谱与迹线公式预测值之间的微小偏差。总之，在这篇文章中开发的方法，使应用程序的二维介质谐振器的轨迹公式也现实的，平坦的三维介质微腔和激光器，允许解释其光谱的经典周期轨道。
2012-02-01 physics.optics
Inverse Design of All-dielectric Parallel-Plane Mirror Resonator
在本研究中，我们利用平行平面镜共振腔类比法，以目标优先逆设计法来设计全介质光学共振腔。通过预定义的目标函数成功地限制光，以创建用于基本横向电极化的强度模式的对称反射镜区域。该算法在随机结构中产生带隙，在所需波长处获得谐振峰，而无需对参数空间进行任何直观的扫描。一阶模被限制在预定波长的腔区域上。所得到的结构进行了分析，通过使用二维时域有限差分法。所提出的结构具有紧凑的配置，占用面积为$13.394 \times 0.592 μm^2$。
2019-03-11 physics.optics
Switchable invisibility of dielectric resonators
基于二维Mie散射问题，研究了高折射率介质杆的不可见性，发现宽谱非共振波和窄谱Mie共振模之间的Fano干涉对散射有很强的抑制作用。然而，当介质棒具有有限的延伸时，它变成支持法布里-珀罗模式的谐振器，其引入额外的散射并最终破坏不可见性。在这里，我们发现，对于较短的杆与适度的纵横比r/L值（其中r和L分别是杆的半径和长度），散射抑制的最低光谱窗口完全恢复，因此，即使是有限尺寸的谐振器可能变得不可见。我们提出了一个直接的实验验证的概念，在微波使用圆柱形有限尺寸的谐振腔具有高折射率的可切换的不可见性。
2017-01-31 physics.optics
Quasi-Babinet principle in dielectric resonators and Mie voids
本文将巴比涅原理推广到介质系统，提出准巴比涅原理，并在球形及一般形状Mie谐振器中验证，为从互补结构设计复杂功能介质谐振器提供简单规则。
2023-12-07 physics.optics
Experimental Realization of Deep Subwavelength Confinement in Dielectric Optical Resonators
具有强电场增强的高度局部化光的能力对于实现更高效率的太阳能电池、光源和调制器至关重要。虽然深亚波长模式可以用等离子体共振器实现，但这些金属结构中的大损耗排除了大多数实际应用。我们开发了一种替代方法来实现亚波长限制，不伴随着抑制性损失。我们实验证明了一种介电蝴蝶结光子晶体结构，该结构支持与等离子体元件相称的模体积和揭示超低损耗的品质因数。我们的方法打开了大门，同时超低模体积和超高品质因数，一直在光学谐振器中难以捉摸的极强的光-物质相互作用制度。
2017-07-15 physics.optics
Integrated molecular optomechanics with hybrid dielectric-metallic resonators
分子光力学起源于使用腔光力学形式主义描述存在光学谐振器时的拉曼散射。我们扩展的分子光力学形式主义的混合介质等离子体共振器的情况下，与多个光学共振和自由空间和波导寻址。我们演示了如何拉曼增强的泵浦增强和修改的LDOS的产品，简单地依赖于复杂的响应函数的混合系统。由宽带和窄带模式的混合产生的Fano线形允许达到具有高Q共振的强拉曼增强，为边带分辨分子光学力学铺平了道路。该模型允许预测到不同的输出端口的拉曼发射比，并能够演示一个完全集成的高Q值拉曼谐振器利用耦合到同一波导的多个腔模式。
2021-05-26 physics.optics
Overcoming the diffraction limit on the size of dielectric resonators using an amplifying medium
用于在纳米级定位光的现有方法使用具有负介电常数的结构，通过利用亚波长等离子体共振，或者使用具有高折射率的介电结构，其减小了波长。在本文中，我们提供了一种替代这两种方法的基础上修改的介质谐振器的模式，通过一个有源介质。我们表明，一个活跃的介质可以促进亚波长光的介电结构中的本地化。我们认为一个电介质层的大小基本上小于半波长的光在电介质中，并证明，在一定值的增益在有源介质中，在反射层边界处的相位变化补偿的相位变化，由于在该层上的传播。在该增益值处，形成增益辅助模式，其中在电磁波的往返行程期间的相移为零。这种增益辅助模式仅在电介质中的正增益下存在，并且可以用于创建亚波长尺寸的电介质激光器和传感器。
2022-01-23 physics.optics
Dielectric perturbations: anomalous resonance frequency shifts in optical resonators
高质量回音壁模式谐振器周围的介电环境中的小扰动通常导致谐振器模式的频率偏移，该频率偏移与扰动的极化率成正比。在这里，我们报告的实验观察到的强烈的频率变化，可以是相反的，甚至超过扰动的极化率的贡献。使用折射率范围从1.50到4.22的衬底来移动锂酸盐回音壁模式谐振器的模式频率。观察到蓝移和红移，以及模式线宽的增加，当基板移动到回音壁模式的倏逝场。我们将实验结果与Foreman等人的理论模型进行了比较，并根据光域的古斯-汉欣位移提供了一个额外的直观解释。
2020-12-23 physics.optics
Two Complementary Approaches to Determine the Effective Index of Dielectric Ring Resonators
University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）
研究如何确定介质环形谐振器有效折射率，提出两种互补开源有限元框架方法，一种计算离散模数谐振波长插值求有效折射率，另一种直接求解规定波长方位模数，经验证效果相近，固定模数法内存使用减半，适合内存受限计算机。
2026-07-23 physics.optics
All-dielectric silicon microring resonators with deeply sub-diffractive mode volumes
本研究通过亚衍射超材料波导实现全介质硅微环谐振器的深度亚衍射模式体积，展示了高内禀质量因子的驻波谐振特性，为波长尺度光学与亚波长物质接口提供新平台。
2024-08-24 physics.optics
Si3N4 ring resonator-based microwave photonic notch filter with an ultrahigh peak rejection
我们报道了一种简单的微波光子信号处理技术，该技术允许使用具有浅陷波的光学滤波器来呈现具有非常高的抑制水平的微波陷波滤波器。我们采用低损耗、可调谐的Si 3 N4光学环形谐振器作为光滤波器，实现了峰值抑制大于60 dB、高分辨率可调谐带宽为247-840 MHz、陷波频率可调谐范围为2-8 GHz的MWP陷波滤波器。据我们所知，这是集成MWP滤波器的峰值抑制和分辨率的组合记录。
2013-08-13 physics.optics
Experimental observation of bulk Fermi arc in single dielectric resonator
本文通过改变高折射率陶瓷环形介电谐振器的内半径与高度，结合 GHz 消光光谱测量，首次在单个谐振器中实验观测到连接两个奇异点的体费米弧。
2025-02-18 physics.optics
Dynamic suppression of Rayleigh light scattering in dielectric resonators
任何经典光学系统的性能极限都是由基质材料中的亚波长波动决定的，这种波动可能是冻结的，甚至是动态引起的。这种亚波长无序最常见的表现是瑞利光散射，这在当今几乎所有的波导技术中都可以观察到，并且可以导致不可逆的辐射损耗以及不期望的模间耦合。虽然已经表明，在磁光和拓扑绝缘体材料中，通过破坏时间反演对称性可以抑制来自无序的反向散射，但是普通的光学介质不具有这些性质。在这里，我们展示了一个动态抑制介质谐振器内的瑞利后向散射的光机方法。我们实现了这一点，通过在所有材料中可用的布里渊散射相互作用，在二氧化硅谐振器中局部打破时间反演对称性。近完全抑制瑞利后向散射实验证实，通过三个独立的测量-减少散射体所造成的背反射，消除常见的正常模式分裂效应，并通过测量减少固有的光损耗。更广泛地说，我们的研究结果提供了新的证据，它是可能的动态抑制瑞利背散射在任何光学介电介质，实现强大的光传播纳米光子器件，尽管存在散射体或缺陷。
2018-03-14 physics.optics
Broken symmetry dielectric resonators for high quality-factor Fano metasurfaces
我们提出了一种新的方法，介电超颖表面的设计，依赖于一个单一的谐振器每个单元格，并产生强大的，高品质因数Fano谐振。我们的方法利用高度对称的谐振器几何形状，如立方体的对称性破缺，以诱导否则正交谐振器模式之间的耦合。特别是，我们设计的扰动耦合“亮”偶极模式的“暗”偶极模式，其辐射衰减抑制在阵列中的局部场效应。我们的方法可从近红外到射频广泛扩展。我们首先通过对基于锗谐振器的超颖表面的数值模拟来解开Fano谐振行为，该超颖表面在~10.8 μ m处实现了~1300的品质因数。然后，我们提出了两个实验演示工作在近红外（~1微米）：硅基的实现，实现了品质因数的~350;和砷化镓基的结构，实现了品质因数的~600 -最高的近红外品质因数实验证明，这种超颖表面。重要的是，大的电磁场增强出现在Fano谐振频率的谐振器内。我们设想，将高品质因数、高场增强共振与非线性和有源/增益材料（如砷化镓）相结合将导致新类别的有源光学器件。
2016-07-21 physics.optics
Microwave generation on an optical carrier in micro-resonator chains
我们考虑克尔非线性光学微谐振器链的自脉冲制度。通过对传统耦合模理论在时间上的超模对角化过程，我们从理论上和数值上研究了单泵浦三腔和双泵浦四腔系统的分岔图：后者使我们能够预测GHz调制的无阈值三倍频。这些自脉冲制度被证明是强大的，并将在光载波上的微波的产生和转换中找到应用。
2018-07-30 physics.optics
Hexagonal dielectric resonators and microcrystal lasers
为了深入了解一类微晶激光器的物理特性，我们研究了六边形介质谐振器中的长寿命谐振（最低损耗模式）。谐振位置和寿命，近场强度图案，远场发射图案，和圆角的影响的数值结果。大多数功能解释的半经典近似的基础上pseudointegrable射线动力学和边界波。半经典模型也适用于其他多边形几何形状的微激光器。
2002-11-08 nlin.CD physics.optics
Minimum Dielectric-Resonator Mode Volumes
我们表明，全球下界的介质谐振器的模式体积可以通过拉格朗日对偶计算。国家的最先进的设计依赖于尖锐的提示，但这样的结构似乎是高度次优的纳米尺度的特征尺寸，我们证明了计算逆设计提供了数量级的可能的改进。我们的边界可以应用于几何形状，同时在多个频率谐振，高效率的非线性光学应用，我们确定了不可避免的处罚，必须伴随着这样的多谐振结构。
2020-08-30 physics.comp-ph physics.optics
Trace formula for chaotic dielectric resonators tested with microwave experiments
我们测量了两个体育场形介质微波谐振器的谐振谱，并测试了Bogomolny等人提出的混沌介质谐振器的半经典迹公式[Phys.Rev.E78，056202（2008）]。我们发现实验数据和痕量公式的预测之间有很好的定性一致性。偏差可归因于根据先前实验[Phys. Rev. E 81，066215（2010）]测得的光谱中缺少共振。数值长度谱的研究表明，与迹线公式有良好的定性和定量一致性。然而，它表明需要对迹线公式进行高阶修正。曲率修正的应用程序的菲涅尔反射系数进入跟踪公式产生了更好的协议，但偏差仍然存在，表明进一步调查的必要性。
2012-05-22 nlin.CD physics.optics
3D Uniform Manipulation of NV Centers in Diamond Using a Dielectric Resonator Antenna
金刚石中氮空位（NV）色心的集合体有望成为与SQUID探测器竞争的超精密磁强计。通过利用介电材料的优点，例如非常低的电磁场损耗，因此可以创建具有强集中场的高品质因数谐振器，我们实现了一种介电谐振器天线，用于金刚石中NV中心的大集合的相干操纵。在中等泵浦功率下，在7立方毫米的体积内，平均拉比频率达到10 MHz，标准偏差小于1%。这一结果为提高切削刃NV基磁强计的灵敏度提供了途径，使之提高了两个数量级，实际上达到了SQUID的灵敏度水平。
2019-07-25 physics.app-ph physics.optics
Directional emission of down-converted photons from a dielectric nano-resonator
关联光子对的产生是当代量子光学的重要课题之一。在这里，我们从理论上描述了在自发参量下转换过程中的光子对的产生在一个共振的球形纳米粒子的介电材料与散装$χ^{(2)}$非线性。我们选择的纳米粒子的尺寸，满足米氏理论所描述的共振本征模的条件。我们发现，高度定向的光子对产生可以观察到利用非线性Kerker型效应，这种制度提供了有用的偏振相关性。
2020-11-16 physics.optics quant-ph
Tailoring dielectric resonator geometries for directional scattering and Huygens' metasurfaces
在本文中，我们描述了一种方法来定制的超材料介质谐振器的设计，这是一个有前途的路径，在光频率的低损耗超材料。我们首先描述了一个程序来分解的多极场分量的亚波长谐振腔散射的远场，多极远场提供明确的表达式。我们应用这个公式来确认，一个孤立的高介电常数立方体谐振器具有频率分离的电和磁偶极共振，以及磁四极共振在接近电偶极共振。然后，我们引入多个介电间隙的谐振器的几何形状的微扰理论所建议的方式，并证明重叠的电和磁偶极子共振的能力，从而使定向散射满足第一Kerker条件。我们进一步证明了推动四极共振远离简并偶极共振，以实现本地行为的能力。通过多极展开证实了这些性质，并表明使用微扰理论建议的几何形状是实现超材料应用（如惠更斯超表面的波前操纵）的纯偶极共振的可行途径。我们的结果是完全可扩展的任何频段，其中高介电常数介电材料可用，包括微波，太赫兹和红外频率。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of supercavity modes in subwavelength dielectric resonators
具有高折射率的介质谐振器的电磁响应由光诱导的电和磁Mie谐振控制，从而促进光的限制并具有振幅增强。然而，光的强亚波长捕获传统上仅与等离子体或ε近零结构相关联，然而这些结构遭受损失。最近，提出了一种替代的本地化机制，以捕获光在各个亚波长光学谐振腔中具有高品质因数的制度的超腔模式。本文介绍了亚波长陶瓷谐振器在射频范围内的超腔模的实验观察。实验证明，超腔模式的制度可以通过精确调谐谐振腔的尺寸，导致品质因数的巨大增长达到实验值高达1.25 × 10 ^4，仅受材料损耗的限制。我们发现，超腔模式可以有效地激发由近场和远场通过偶极子源和平面波，分别。在这两种情况下，超腔模式通过Fano共振和辐射模式的特征特性清楚地表现出来。我们的工作为未来光子学和无线电物理学中的紧凑实用设备铺平了道路。
2020-06-12 physics.app-ph physics.optics
Discovery of Bragg confined hybrid modes with high Q-factor in a hollow dielectric resonator
本文报道了在空心圆柱介质腔中观察到的布喇格限制模。在13.4 $GHz$处观察到谐振，其具有$2\times10^5$级的无载Q因子，其比介电损耗极限高6倍以上。以前，这种模式仅从没有方位角变化且仅具有$E_ϕ$分量的纯横电模式实现。从严格的数值模拟结果表明，该模式是一个混合模式与非零的方位角变化，并与占主导地位的$E_r$和$E_ϕ$电场分量和$H_z$磁场分量。
2007-09-14 physics.ins-det physics.optics
Deep sub-wavelength localization of light and sound in dielectric resonators
光机械晶体通过将声子和光子限制在相称的波长尺度上来提供声子和光子之间的耦合。我们提出了一个新的概念，设计光机械晶体能够实现前所未有的耦合率，通过限制光学和机械波深亚波长尺寸。我们的设计是基于一个电介质蝴蝶结单位细胞的有效光学/机械模式体积为$7.6 \times 10^{-3} {(λ/n_{\textrm{Si}})}^3$ / $ 1.2 \times 10^{-3} {λ_{\textrm{mech}}}^3$。我们提出的结果，从数值模拟，表明单光子光机械耦合2.2 MHz的实验可行的参数。蒙特卡罗模拟被用来证明该设计对制造无序的鲁棒性。
2022-02-02 physics.app-ph physics.optics
Dielectric microwave resonator with large optical apertures for spin-based quantum devices
本文展示了一种具有大光学孔径且品质因子达2.30×10^4的低损耗介电微波谐振器，通过金红石的高介电常数解决了高Q值与大孔径的矛盾，并成功用于DPPH和钻石P1中心的连续波与脉冲ESR光谱测量。
2024-03-13 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Modes of wave-chaotic dielectric resonators
介质光学微谐振器和微激光器代表了波混沌系统的实现，其中谐振器形状中缺乏对称性导致不可积的射线动力学。这种谐振器的模式显示出丰富的空间结构，并且不能通过模式指数进行分类，这将需要射线动力学中的额外运动常数。理解和控制这种谐振器的发射特性需要调查谐振器内部的射线运动的经典相空间结构和波动方程的谐振解之间的对应关系。我们首先讨论了传统程函近似在短波长极限下的失效，并激发了相空间光线追迹和相空间分布的使用。接下来，我们介绍了一种有效的数值方法来计算介质谐振器的准束缚模式，它只需要两个对角化每N个状态，其中N是大约等于沿周长的半波长的数量。经典的相空间结构和模式之间的关系显示通过Husimi投影技术。与谐振器的发射模式的观测计算效率高。
2003-08-04 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.optics
From all-dieletric nanoresonators to extended quasi-static plasmonic resonators
本文推导了全介质纳米粒子簇在近谐振频率下的等效电磁介质，发现其表现为扩展准静态等离激元谐振器，可产生巨大电磁场。
2023-12-23 math.AP physics.optics
Dielectric cross-shaped resonator based metasurface for vortex beam generation in Mid-IR and THz wavelengths
超表面是包括亚波长间隔和亚波长尺寸的谐振器的二维（2D）阵列的工程化薄表面。超表面可以局部地操纵光的振幅、相位和偏振，具有高空间分辨率。在这项研究中，我们报告了专门为红外（IR）和太赫兹（THz）波长制造的涡旋光束生成超颖表面的数值和实验结果。所设计的超颖表面由具有空间变化长度的介电十字形谐振器的2D阵列组成，从而向入射光提供期望的空间变化相移。超颖表面被发现是不敏感的入射光的偏振。使用严格的时域有限差分（FDTD）分析计算的交叉谐振器的尺寸。利用两个工作在8.8~$μ$ m（IR）和0.78~THz（THz）的涡旋产生光学元件，通过对元谐振腔进行物理定标，实现了光谱可伸缩性。使用配备焦平面阵列（FPA）探测器的FTIR成像显微镜对在中红外光谱范围内产生的涡旋光束进行成像。该设计可用于有效的波前整形以及中红外光谱范围内的各种光学成像应用，其中需要偏振不敏感性。
2019-06-25 physics.app-ph physics.optics
Upconversion of Phonon Modes into Microwave Photons in a Lithium Niobate Bulk Acoustic Wave Resonator Coupled to a Microwave Cavity
该研究在4 K低温下实现铌酸锂体声波谐振器与分裂柱式凹腔微波腔的耦合，测得声学模式品质因数超10^6、光机械耦合速率达0.014 mHz，较同类石英体系结果高四个数量级。
2024-11-07 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Protection layers on a superconducting microwave resonator toward a hybrid quantum system
提出了一种超导微波谐振腔的保护方案，实现了一个混合量子系统，其中冷中性原子通过磁偶极子相互作用与单个微波光子在界面电感器上耦合。倏逝场原子阱（如波导/光子晶体原子阱）带来表面散射光子和吸收诱导的宽带黑体辐射，这导致准粒子和谐振腔处的低品质因数。所提出的多频带保护层由成对的两个介电层和界面电感器上方的薄纳米网格导电介电层组成。我们展示了数值模拟的品质因数和反射/吸收光谱，表明所提出的多层结构可以保护集总元件微波谐振器从光学光子和黑体辐射，同时保持一个合理的高品质因数。
2015-10-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Spiral resonator referenced on-chip low noise microwave generation
提出基于氮化硅螺旋谐振器锁定双激光器并利用宽带集成电光梳分频的片上光子微波产生方案，在10 Hz–10 kHz偏移下实现平面芯片振荡器创纪录的低相位噪声。
2025-02-19 physics.app-ph physics.optics
On-chip microwave-to-optical quantum coherent converter based on a superconducting resonator coupled to an electro-optic microresonator
我们提出了一种能够将微波直接量子电光转换为可见光子的器件结构。该混合系统由一个平面超导微波电路耦合到一个集成的回音壁模式的电光材料制成的微谐振器。我们表明，电光（真空）耦合率$g_0$高达$\sim 2π\, \mathcal{O}(10-100)$ kHz是可实现的，与目前可用的技术，由于小模式体积的平面微波谐振器。在毫开尔文温度下工作，这种转换器将能够将微波高效转换为光子。我们分析了增加的噪声，并表明，最大的转换效率是实现了多光子合作的单位，可以达到与光功率低至$ \mathcal{O}(1)\,\mathrm{mW} $。
2016-08-07 physics.optics quant-ph
Comparing unloaded Q-factor of a high-Q dielectric resonator measured using the transmission mode and reflection mode methods involving S-parameter circle fitting
采用两种最佳Q值测量方法对TE 011模蓝宝石介质谐振器的无载Q值进行了比较研究，该谐振器在10 GHz频率和65 K温度下的无载Q值为731，000。透射（TMQF）和反射方法是基于相关的多频S参数测量和圆拟合程序来计算谐振器的无载Q因子。为了准确比较的方法的延迟补偿程序（在TMQF技术中引入，以消除由于非校准电缆的延迟）已被应用到反射数据。
2012-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Synthetic-lattice Bloch wave dynamics in a single-mode microwave resonator
本研究提出在相干单色驱动下周期性调制单模谐振器实现倾斜合成晶格，理论分析其布洛赫波动力学及腔场光谱特征，并通过超导微波谐振器实验验证，为光子系统维度拓展提供新途径。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Topological edge states in all-dielectric square-lattice arrays of bianisotropic microwave resonators
本研究利用双各向异性介质谐振器的镜像对称性破缺在方形晶格中打开带隙，通过实验与数值模拟验证了两类界面的拓扑边缘态及其鲁棒传播特性，建立格林函数模型分析其拓扑性质，为相关光学/微波结构设计提供新思路。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Perturbation theory of nearly spherical dielectric optical resonators
不同尺寸的电介质球可以维持在光频率下以非常窄的线宽谐振的电磁回音壁模式。与球形形状的任意小偏差通常会使这种共振移位和加宽。我们的目标是确定这些移位和加宽的共振。一个多世纪以前，Rayleigh发展了一种近似圆形薄膜声振动的边界条件摄动理论。我们将这一理论推广到描述近球形介质腔的电磁激励。这种方法使我们能够避免处理衰减拟正规模式。我们明确地发现任意变形的近球形介质腔的光共振的频率和线宽，作为幂级数展开的一个小参数，直到并包括二阶项。我们深入讨论了微扰论适用的物理条件。
2021-08-20 math-ph math.MP physics.optics
Microwave-to-optical conversion using lithium niobate thin-film acoustic resonators
我们展示了高达4.5 GHz频率的微波转换为1500 nm波长的光使用悬浮薄膜锂的光机械相互作用。我们的方法利用一个叉指换能器，驱动一个独立的100 $μ$米长的薄膜声谐振器调制光在马赫-曾德尔干涉仪或跑道腔。由于换能器提供的强微波-声耦合与强光弹、压电和电光效应相结合，我们分别实现了马赫-曾德尔干涉仪和跑道谐振器的$V_π$ = 4.6 V和$V_π$ = 0.77 V的半波电压。声光跑道腔具有1.1kHz的光机械单光子耦合强度。我们的集成纳米光子平台一致地利用锂的引人注目的特性来实现微波到光学的转换。为了突出我们的系统的多功能性，我们还展示了一个无损的微波光子链路，这是指通过光信道的0 dB微波功率传输。
2019-07-11 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Spin-orbit interaction of photons and fine splitting of levels in ring dielectric resonator
我们考虑由圆形介质波导制成的环形谐振器的本征模。考虑到极化修正，这是负责的极化和电磁波的轨道性质的相互作用（自旋轨道相互作用的光子），导致精细分裂的标量近似的水平。这种能级精细结构的基本特征与原子中电子能级的基本特征相似。即：1）精细结构的子能级由附加的量子数定义：波的螺旋度与其轨道矩的乘积; 2）对于折射率为抛物线分布的波导，标量近似的每一级都分成N个子能级（N是主量子数），而对于任何其他轮廓，它分裂成2个子能级; 3）由于波导的局部轴对称性，精细结构的每一级保持两次简并。数值计算表明，在光纤环形腔中可以观察到所描述的精细能级分裂。
2005-06-03 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Distinct Berry Phases in a Single Triangular Möbius Microwave Resonator
University of Western Australia（西澳大学）
研究通过实验观测到单个三角莫比乌斯微波谐振腔中产生两种不同伯瑞相位，通过比较对称性不同的谐振腔模式频率偏移确定相位差异。
2026-01-11 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
