Gas lasers with wave-chaotic resonators
本文将半经典多模激光理论推广到具有任意形状的二维开放腔的气体激光器。线性增益系数的多普勒频移导致模式之间的额外的线性耦合，然而，这被示出为可以忽略不计。非线性激光方程在波混沌谐振腔的特殊情况下得到简化。在单模状态下，混沌激光的强度作为模式频率的函数，在原子跃迁的频率处显示局部最小值。的宽度的最小尺度与非均匀线宽，在单轴谐振器的宽度是由均匀线宽的兰姆下降。
2010-10-28 nlin.CD physics.optics
Electrically driven random lasing from a modified Fabry-Perot laser diode
随机激光器（RL）是一种有趣的器件，在成像、传感、超分辨率光谱分析和复杂网络工程等领域具有广阔的应用前景。RL可以从光泵浦染料、光纤和晶体或电泵浦半导体异质结构获得。半导体RL通常通过在有源层中引入散射缺陷来制造，这增加了制造过程的复杂程度，并且失去了无序结构可能提供的易于实现性。电泵浦RL的现成可用性，避免了昂贵的制造方法，将促进这些设备在研究和应用中的使用。在这里，我们实现了一个非相干半导体RL通过简单地处理现成的法布里-珀罗激光二极管的输出镜，通过控制激光烧蚀。由完整的后镜和烧蚀的前镜提供的光反馈导致具有低空间相干性和散斑输出发射轮廓的多模随机激光。
2021-05-25 physics.optics
Electrically pumped semiconductor laser with low spatial coherence and directional emission
我们设计并制作了一个片上激光源，它能产生具有低空间相干性的定向光束。激光模式基于稳定腔中的轴向轨道，具有良好的方向性。为了减少发射的空间相干性，通过微调腔的几何形状来最大化横向激射模式的数量。退相干在几纳秒内达到。这种快速的退相干将有助于在超快无散斑全场成像中的应用。
2020-12-24 physics.optics
Electrically Pumped Orbital Angular Momentum (OAM) Laser at Telecom Wavelengths
能够产生具有特定轨道角动量（OAM）阶数的涡旋光束的半导体激光器对于从纳米粒子操纵、成像和显微术到光纤和量子通信的应用范围是非常有吸引力的。在这项工作中，电泵浦的OAM激光器在电信波长的工作是通过单片集成的光涡旋发射器与分布反馈（DFB）激光器在同一InGaAsP/InP外延片。采用一步干法刻蚀工艺完成了OAM发射器，并配备了专门设计的顶部光栅。对集成激光器输出的涡旋光束进行了捕获，并对其OAM模式纯度进行了表征。电泵浦OAM激光器消除了硅或绝缘体上硅（SOI）基OAM发射器所需的外部激光器，从而在通信系统和量子领域中展示了巨大的应用潜力。
2017-12-21 physics.app-ph physics.optics
Time-delayed coupled chaotic semiconductor lasers show new types of synchronization: Experiment and theory
从实验和理论上发现了两个、三个和四个时延耦合混沌半导体激光器的拓扑结构，它们表现出新型的同步。对于相距很远的两台激光器，即使它们的自反馈延迟不相等，也能观察到移位零延迟同步。对于四边形几何结构，观察到移位子晶格同步，而等边三角形是零滞后同步。广义零滞后同步，没有精确匹配的延迟的限制，打开了先进的多用户通信协议的可能性。
2011-11-28 nlin.CD physics.optics
Physical random bit generation from chaotic solitary laser diode
我们证明了在高比特率（> 100 Gb/s）的随机比特的物理生成使用从一个孤立的激光二极管的光学混沌，因此没有复杂的添加外部光反馈或注入。尽管激光混沌的低维度和相对小的带宽，即迄今为止被认为是限制基于光学混沌的应用的性能的两个特性，仍然获得了这个惊人的结果。我们毫不含糊地归因于成功的随机性在高速的激光混沌偏振动力学的物理和由此产生的增长率的动力学熵。
2014-06-11 nlin.CD physics.optics
Electrically-pumped high-power laser transmitter integrated on thin-film lithium niobate
集成薄膜锂酸盐（TFLN）光子学已成为实现高性能芯片级光学系统的一个有前途的平台。特别重要的是TFLN电光调制器具有高线性度，低驱动电压和低传播损耗。然而，全集成系统要求在TFLN芯片上集成高功率、低噪声、窄线宽的激光器。在这里，我们实现了这一目标，并展示了TFLN平台上的集成高功率激光器，波导中的光功率高达60 mW。我们使用这个平台来实现一个高功率的发射机组成的电泵浦激光器与50 GHz的调制器集成。
2021-11-25 physics.app-ph physics.optics
Electrically driven compact hybrid lithium niobate microring laser
本文通过将980 nm激光二极管与掺Er3+铌酸锂微环对接耦合，实现电驱动紧凑型1531 nm单模激光器，具有低阈值、窄线宽和应用潜力。
2022-09-04 physics.optics
Broadband amplitude squeezing in electrically driven quantum dot lasers
本文研究电驱动量子点激光器在室温下实现宽带振幅压缩态，实验与随机模拟共同证实其在3–12 GHz频率范围内产生压缩光，为高速连续变量量子信息提供新途径。
2023-09-18 physics.optics quant-ph
Ultra-low threshold, electrically pumped quantum dot photonic crystal nanocavity laser
高效、低阈值和紧凑的半导体激光器源正被研究用于高速通信、信息处理和光学互连中的许多应用。最好的边缘发射和垂直腔面发射激光器（VCSEL）具有大约100 \muA的阈值[1，2]，但是对于许多应用（特别是光学互连）来说，耗散太多的功率而不实用[3]。光泵浦的光子晶体（PC）纳米腔激光器代表了低阈值激光器的最新技术水平[4，5];然而，为了实用，必须开发电泵浦这些结构的技术。在这里，我们展示了一个量子点光子晶体纳米腔激光器在砷化镓由离子注入形成的横向p-i-n结泵浦。在高达150K的温度下观察到连续波激光。在50 K和150 K下观察到的阈值分别为181 nA和287 nA，这是在任何类型的电泵浦激光器中观察到的最低阈值。
2011-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Low-spatial coherence electrically-pumped semiconductor laser for speckle-free full-field imaging
激光源的空间相干性由于相干伪影（诸如散斑）而限制了它们在并行成像和投影中的应用。相比之下，传统的非相干光源（诸如热源或发光二极管（LED））提供每独立空间模式相对低的功率。在这里，我们提出了一个芯片级，电泵浦半导体激光器的基础上的一种新的设计，展示了高功率每模式与低得多的空间相干性比传统的激光源。激光谐振腔的制造与混沌，D形腔优化，以实现高度多模激射。激光在约1000个模式中同时且独立地发生，因此总发射表现出非常低的空间相干性。利用混沌腔激光器作为照明光源，实现了无散斑全场成像。样品照明的每种模式的功率比LED或热光源高几个数量级。这种紧凑、低成本的光源结合了LED的低空间相干性和激光的高光谱辐射率，可以实现广泛的高速、全场成像和投影应用。
2014-10-05 physics.optics
Noise induced stabilization of chaotic free-running laser diode
本文从理论上研究了具有偏振混沌动力学特性的自由运转垂直腔面发射激光器的稳定性。我们报告存在一个边界隔离的混沌吸引子的一侧和一个稳定的状态的另一侧，并确定不稳定的周期轨道起分界线的作用。此外，我们强调了一个小范围的参数，其中混沌吸引子通过这个边界，因此，混沌只出现作为一个瞬态行为。然后，包括激光器中的自发发射噪声的影响，我们证明，对于现实水平的噪声，系统被系统地推过分离解决方案。因此，我们表明，混沌动力学不能持续，除非在分界线的另一边的稳定状态变得不稳定。最后，我们将这种稳定状态的稳定性与激光腔中的双折射的小值联系起来，并讨论了这一结果对未来实验工作的意义。
2016-05-12 nlin.CD physics.optics
Universal single-mode lasing in fully chaotic two-dimensional microcavity lasers under continuous-wave operation with large pumping power
对于完全混沌的二维微腔激光器，在腔尺寸远大于波长和外部泵浦功率足够大的假设下，提出了一种既保证稳定单模激射态存在又保证稳定多模激射态不存在的理论.理论上表明，这些普遍的光谱特性产生于两种不同类型的非线性的协同效应：腔形状的变形和模式的相互作用，由于激光介质。我们的理论是基于麦克斯韦-布洛赫方程的定态的线性稳定性分析，并占单模激光现象中观察到的实际和数值实验的完全混乱的二维微腔激光器。
2017-12-16 nlin.CD physics.optics
Electrically-driven Photonic Crystal Lasers with Ultra-low Threshold
为了实现片上通信的光互连，需要具有超低能耗和高性能的光源。光子晶体（PhC）纳米腔激光器是填补这一角色的最有希望的候选者之一。在这项工作中，我们展示了一个电驱动的PhC纳米激光器，具有超低阈值电流为10.2 μA，发射波长为1540 nm，工作在室温下。该激光器是基于InP键合在Si上的，并且包括掩埋异质结构有源区和横向p-i-n结。对激光器的静态特性和热特性进行了表征。研究了无序和p掺杂吸收对无源腔Q值的影响。通过比较光抽运和电抽运方案，我们还研究了由于横向p-i-n几何结构引起的漏电流。
2022-07-06 physics.app-ph physics.optics
Electrically Injected mid-infrared GeSn laser on Si operating at 140 K
本研究制备了基于法布里-珀罗腔的硅上电注入中红外GeSn激光器，通过降低光学损耗、提升光限制效应降低了阈值电流密度，实现140 K最高工作温度，为硅基集成中红外光源提供了可行方案。
2024-05-16 physics.app-ph physics.optics
Time-delay signature concealed broadband gain-coupled chaotic laser with fiber random grating induced distributed feedback
采用光纤随机光栅诱导分布反馈扰动混沌半导体激光器，将连续激光注入混沌半导体激光器，形成增益耦合混沌激光器系统，获得了功率谱平坦的宽带混沌激光器，最高功率谱可达8.5GHz。通过主激光器和从激光器之间的适当频率失谐，实现了超过三倍的带宽增强。与普通的混沌激光器不同，这种宽带混沌激光器的输出不含时延特征，可以用于实际的实时随机数产生，在信息安全和计算系统等领域有着广泛的应用前景。
2018-07-27 physics.optics
Towards electrically driven organic semiconductor laser with field-effective transistor structure
激光是20世纪最重要的科学发现之一，而无机半导体激光器（ISCL）是目前应用最为广泛的激光器。有机半导体激光器（OSCL）与ISCL相比具有许多吸引人的特点，如灵活性、人性化、生产工艺可行且成本低廉、重量轻、发光稳定等。然而，电驱动OSCL（el-OSCL）尚未实现，尽管它们在光驱动模式下是可能的。在这里，我们报告，一个el-OSCL可以实现场效应晶体管（FET）结构。采用BP 3 T单晶作为激光介质，静电层压在用周期性图案化聚苯乙烯改性的硅衬底上，制成具有分布反馈（DFB）结构的FET el-OSCL。一个突发的尖锐线宽发射光谱的检测器的分辨率极限和强度的非线性增加超过阈值电流密度约。观察到1 kA cm-2，表明激光发射。从光驱动模式和电驱动模式的比较出发，讨论了el-OSCL中实现激光的可能性。
2019-03-26 physics.optics
Difference-frequency generation in an AlGaAs Bragg-reflection waveguide using an on-chip electrically-pumped quantum dot laser
非线性频率变换在激光工程和量子信息技术中普遍存在。光子学中的一个长期目标是将片上半导体激光器源与非线性光学部件集成。工程波导激光器的光谱，相位匹配的非线性过程在同一设备上是一个艰巨的挑战。在这里，我们展示了不同的频率产生的AlGaAs布拉格反射波导，其中包括增益介质的泵浦激光器在其核心。我们在AlGaAs波导中加入量子点层，产生约790 nm的电驱动激光，并设计结构以促进该波长的非线性过程。我们使用片上激光器在1540 nm和1630 nm之间进行差频产生，这是由AlGaAs波导的宽模式相位匹配实现的，并测量归一化转换效率高达$(0.64\pm0.21)$ %/W/cm $^2$。我们的工作展示了一条通往利用片上有源元件和强光学非线性实现高度集成的片上光子系统的器件的途径。
2022-02-07 physics.optics quant-ph
Modeling an Electrically Driven Graphene-Nanoribbon Laser for Optical Interconnects
石墨烯具有两个非常重要的光学性质，即电子布居数反转和宽带光学增益。因此，石墨烯有潜力用于激光器和放大器。本文提出了一个量子主模型，并对电泵浦单AGNR垂直腔面发射激光器（VCSEL）的特性进行了分析，研究了在实际实验参数下的激射行为和激光特性。输出功率和激光线宽的半经典近似。激光阈值功率比目前半导体微激光器可实现的低几个数量级。我们的研究结果表明，单AGNR VCSEL可以作为一种具有超低激光阈值的纳米激光器。这种基于GNR的VCSEL的实现对于光学互连系统特别有前途，因为VCSEL通过定制GNR在宽波长光谱范围内发射低光功率和单纵模。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Superfluorescent emission in electrically pumped semiconductor laser
报道了电泵浦InGaN/InGaN量子阱激光器中的超荧光发射。特别是，我们观察到的SF脉冲的峰值功率的超线性增长与注入电流脉冲的幅度增加，并将其归因于电子-空穴（E-H）辐射重组的合作配对。从放大的自发发射到超荧光再到激光的相变通过观察（i）峰值功率的突然增长伴随着光谱展宽，（ii）光谱形状为双曲正割包络，（iii）SF发射脉冲中心波长的红移得到证实。所观察到的SF发射的红移被证明是由间接合作X跃迁中的电子-电子对配对引起的。
2013-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chaotic time-delay signature suppression in lasers using phase-controlled dual optical feedback
实验研究了自由空间中双光反馈作用下的半导体激光器。我们表明，时间延迟签名，表现在混沌输出强度，可以更好地抑制比在激光器与单反馈。我们表明，反馈相位的控制是必不可少的，以抑制时间延迟签名，在一个延迟的情况下，反馈相位也影响混沌带宽。通过优化反馈相位，可以将时间延迟特征减少2倍，同时保持大的混沌带宽。
2022-07-27 nlin.CD physics.app-ph physics.optics
Carrier Transport in Electrically-Driven Photonic Crystal Membrane Lasers
本文通过二维有限体积模拟研究电驱动光子晶体膜激光器的载流子输运，揭示非常规泄漏路径及p掺杂空间分布对注入效率和低阈值激射的关键作用。
2025-09-25 physics.optics
Electrically pumped AlGaN edge-emitting UV-B laser diodes grown by molecular beam epitaxy
University of Michigan（密歇根大学）
本研究展示了一种基于AlGaN的电泵紫外B激光二极管，通过分子束外延技术实现，工作波长为298.5nm，具有低阈值电流密度和窄谱线宽度。
2026-01-27 physics.app-ph physics.optics
Electrically controlled waveguide polariton laser
激子-极化激元是一种混合的轻物质粒子，为研究多体物理效应提供了一个通用的固态平台。在这项工作中，我们展示了电控偏振激元激光器，在一个紧凑的，易于制造和集成的配置，基于半导体波导。有趣的是，我们表明，极化激元激光可以实现在一个系统中没有一个全球最低的极化激元能量动量色散。用于激光发射的表面腔模式通过在平面波导的顶部上添加专门设计的衍射光栅对来获得，从而形成面内法布里-珀罗腔。正是由于波导几何形状，我们可以施加横向电场，以便微调激光能量和腔模式的品质因数。值得注意的是，我们利用系统的敏感性，所施加的电场，以实现电控人口的相干极化激元。通过操纵光栅特性和电场可以达到的精确控制在小型化和可集成性方面为该装置提供了强大的优势，这是未来发展来自极化激元技术的相干源的两个主要特征。
2020-09-19 cond-mat.other physics.optics
Experimental control of mode-competition dynamics in a chaotic multimode semiconductor laser for decision making
本研究通过实验控制混沌多模半导体激光器中的模式竞争动力学，发现正波长失谐可实现快速模式集中，从而加速基于强化学习的光子决策性能。
2023-12-28 nlin.CD physics.optics
Signature of Wave Chaos in Spectral Characteristics of Microcavity Lasers
本文报道了连续波工作条件下完全混沌和非混沌微腔激光器的光谱特性。结果表明，完全混沌微腔激光器工作在单模，而非混沌微腔激光器工作在多模。完全混沌微腔激光器的多模激射的抑制被解释为大的空间重叠的谐振波函数，由于混沌射线轨道的遍历性遍布整个二维腔。
2016-05-24 physics.optics
Spontaneous Chaotic Microlasers for Random Number Generation
混沌半导体激光器由于其相对于由计算过程产生的伪随机数具有不可预测性的优点而被广泛研究，特别是对于具有外部光反馈的激光器。本文报道了第一个由近简并模相互作用产生的自发混沌微激光。设计并实现了具有可调模式间隔的圆边六边形微激光器，其基模和一阶横模的模式间隔为GHz量级。四个模式，包括退化模式与强模式拍将导致混沌。从高维数为5.46的激光输出功率中获得了10 Gb/s的真随机数。这一发现为实现高速随机数产生提供了一种新的、简单的方法，为研究孤立激光器中的非线性动力学行为奠定了基础。
2020-05-19 nlin.CD physics.optics
Chaotic Behavior of Quantum Cascade Lasers at Ignition
量子级联激光器的点火可以从振荡的场畴状态发生。在这里，激光和运动域边界的动力学之间的相互作用提供了复杂的振荡场景。我们详细分析了我们的数值结果的设备工作在太赫兹频率和表现出混沌演化的积极李雅普诺夫指数。这表明，这些重要的t设备可以表现出混沌行为，即使没有周期性的驱动，这需要在他们的设计考虑。
2021-03-12 nlin.CD physics.optics quant-ph
Temporal behavior of synchronization between chaotic fiber lasers
提出了一种同步两个混沌光纤激光器的新结构，该结构同时考虑了耦合和损耗。实验和计算结果表明，同步时间可以显着短于与配置只有耦合。
2008-11-27 physics.optics
A platform for electrically pumped polariton simulators and topological lasers
由于能带结构、轨道耦合和晶体对称性的共同作用，石墨烯和过渡金属二硫化物等二维电子材料具有独特的电学和光学性质。通过冷原子、分子、电子图案和光学腔的人工晶格排列实现的合成物质已经出现，为同样实现这些场景提供了多种有趣的框架。激子-极化激元最近已被添加到在半导体平台上仿真系统哈密顿的有希望的候选者的列表中，提供了多功能的工具来设计潜在的景观并访问非线性电光机制。在这项工作中，我们介绍了一个电子驱动的正方形和蜂窝晶格的激子极化激元，铺平了道路，现实世界的设备的基础上极化激元晶格片上应用。我们的平台表现出类似激光发射的高对称点下的直流注入，暗示在电驱动极化激元激光器的前景可能拓扑非平凡的属性。
2018-11-28 physics.app-ph physics.optics
Chaotic mode-competition dynamics in a multimode semiconductor laser with optical feedback and injection
本文数值研究了具有光反馈和光注入的多模半导体激光器中的混沌模式竞争动力学，提出通过调节初始光频率失谐控制主导模式比率，并揭示其区域与注入锁定范围不一致，为光子人工智能应用提供控制技术。
2022-11-15 nlin.CD physics.optics
An electrically-driven Carbon nanotube-based plasmonic laser on Silicon
针对传统半导体激光器调制带宽受限的问题，理论提出一种单片集成于硅光子晶体纳米梁腔的电驱动碳纳米管等离激元激光器，模拟显示其在电信频段实现高功率输出与超高速调制。
2023-05-17 physics.optics quant-ph
Ytterbium- and chromium-doped fibre laser: from chaotic self-pulsing to passive Q-switching
利用掺铬可饱和吸收光纤将自发混沌、自脉冲掺镱光纤激光器部分稳定到被动调Q工作模式。这种独创的全光纤激光器以高重复率产生持续稳定的平滑脉冲序列。
2011-04-29 physics.optics
Observing exceptional point degeneracy of radiation with electrically pumped photonic crystal coupled-nanocavity lasers
通过控制耦合光腔的增益和损耗，可以诱导出本征态的非厄米简并，称为例外点（EP）。已经报道了围绕EP的各种非常规现象，并期望将额外的功能纳入光子器件中。在EP简并度下的本征模也将表现出辐射增强。然而，这样的响应尚未被观察到在芯片上的激光器，因为它们的增益和损耗的可控性有限，并通过泵浦诱导腔失谐的简并提升。在这里，我们报告了第一个非厄米纳米光子平台的基础上，两个电泵浦光子晶体激光器和它的自发发射在EP简并。系统调谐和独立的电流注入到我们的波长尺度的有源异质结构腔，使我们能够证明明确的EP相变的自发发射，伴随着光谱合并的耦合模式和反向泵浦强度的依赖性。此外，我们发现并从理论上证实了奇异的平方洛伦兹发射光谱非常接近精确的EP，这表明纯粹由简并诱导的光子局域态密度的四倍增强。我们的结果开辟了一条新的途径，工程师的光-物质相互作用的非厄米性和探索更大的可重构激光阵列进一步的非厄米的功能和物理。
2020-12-21 physics.optics
Electrically controlled laser generation in a photonic crystal - liquid crystal - metal microcavity
针对液晶激光器，本文建立耦合非线性微分方程模型，考虑电压导致的液晶结构变化及谐振频移，并在光子晶体-金属微腔中验证了电控激光光谱。
2024-12-04 physics.optics quant-ph
Precise Photon Correlation Measurement of a Chaotic Laser
利用Hanbury Brown-Twiss干涉仪精确测量了混沌光反馈半导体激光器的二阶光子关联g^（2）（τ）。通过九阶自卷积校正，从光子对时间间隔分布实验获得具有非零延迟时间的精确g^（2）（τ）。实验结果与理论分析相吻合。在50 ns的延迟时间内，g^（2）（τ）的相对误差不超过0.005。利用精密光子相关技术测量了混沌激光的聚束效应和相干时间。该技术为提高g^（2）（tau）测量的准确性和促进量子统计和相关的应用提供了新的工具。
2019-11-21 nlin.CD physics.optics quant-ph
Electrically pumped quantum-dot lasers grown on 300 mm patterned Si photonic wafers
通过直接外延生长将量子点（QD）增益材料单片集成到Si光子平台上是用于片上光源的有前途的解决方案。最近的发展已经证明了在高温下在Si上的III-V族器件的毯式异质外延中的优异的器件可靠性。然而，厚的缺陷管理epi设计防止从增益区到绝缘体上硅（SOI）波导的垂直光耦合。在这里，我们展示了第一个电泵浦量子点激光器生长在300毫米图案化的（001）硅晶片与对接耦合配置的分子束外延（MBE）。模板架构带来的独特生长和制造挑战已经得到解决，有助于实现60 °C的连续波激光发射，在20 °C时的最大双侧输出功率为126.6 mW，双侧壁插塞效率为8.6%。强大的片上激光器操作和有效的低损耗光耦合到Si光子电路的潜力使得这种Si上的异质外延集成平台有希望用于可扩展和低成本的大规模生产。
2022-06-02 cs.ET physics.optics
High degree of chaos synchronization in pairs of transverse modes with parity-symmetric polarizations in a thin-slice solid-state vector laser and application to polarimetric secure self-mixing metrology
在激光二极管泵浦的薄片c切Nd：GdVO_4激光器中，发现了奇偶对称偏振横模对之间的高度混沌同步。振幅相关系数大于R > 0.994是由于模式模式中的非反转镜偏振相关结构变化，其中整个系统的混沌动力学由依赖于偏振交叉角的定性不同动力学组成，类似于混沌单模激光。实现了无穷多个奇偶对称偏振态中单对模的自组织发送接收型混沌同步，并对自混合固体激光器多普勒测速信号进行了混沌同步和混沌提取实验。
2020-10-09 nlin.CD physics.optics
Electrically driven photonic crystal nanocavity devices
光子晶体纳米腔的兴趣是由器件性能的进步，特别是在低阈值激光源的发展。高性能光子晶体激光器的有效电控制由于与电流注入到腔中相关联的复杂性而至今仍然是难以捉摸的。提出了一种利用横向p-i-n结实现电泵浦光子晶体薄膜器件的制备方法。我们已经证明了电泵浦激光在我们的交界处的阈值为181 nA在50 K-有史以来最低的阈值证明在电泵浦激光器。在室温下，我们发现我们的器件表现为单模发光二极管（LED），当直接调制时，具有高达10 GHz的超快电响应，对应于低于1 fJ/bit的能量操作-这是任何光发射器的最低值。此外，我们还演示了光子晶体纳米束LED的电泵浦，并构建了光纤锥形耦合电光调制器。基于双光子吸收的光纤耦合光电探测器也被证明，以及多个集成的组件，可以独立地电气控制。电注入平台是一个重要的一步，在提供实用的低功耗和可集成的器件的片上光子学。
2012-01-04 physics.optics
Electrically-injected room-temperature waveguide polariton laser
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（纳米科学和纳米技术研究中心，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Laboratoire Charles Coulomb, Université de Montpellier, CNRS（夏尔·库隆实验室，蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心）；University Côte d’Azur, CNRS, CRHEA（蔚蓝海岸大学，法国国家科学研究中心，高能量材料与应用研究所）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）；MajuLab, International Research Laboratory IRL 3654, CNRS, Univer（MajuLab，国际研究实验室3654，法国国家科学研究中心，大学）
本文提出一种基于GaN的电泵极子激光器，能在室温下以模式锁定工作，突破传统光学注入限制，实现短腔长和突破透明条件，展示极子激光的独特特性。
2026-04-21 cond-mat.other physics.optics
Elastic Mid-Infrared Light Scattering: a Basis for Microscopy of Large-Scale Electrically Active Defects in Semiconducting Materials
本文提出了一种中红外激光显微术的方法，用于研究半导体中的大尺度电学和复合活性缺陷，以及在微电子和光电子工业中对半导体材料和结构进行无损检测。这一发展的基础是奠定了广泛的研究周期的低角度中红外光散射在半导体。技术思想的本质是应用暗场方法对扫描中红外激光显微镜中的散射光进行空间滤波。这种方法使大规模的电活性缺陷，这是富含电离的电活性中心的区域的可视化。位于探针中红外激光束中的小体积内的过量载流子的光激发使得能够可视化大规模的复合活性缺陷，如在光学或电子束感应电流方法中揭示的那些。这两种方法的扫描中红外激光显微镜，现在详细介绍在本文件中，以及在标准方法的低角度中红外光散射本身的技术总结。除了直接观察的技术外，本文还讨论了与中红外激光显微镜相关的缺陷成分分析方法。
2010-08-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spiking ruby revisited: self-induced periodic spiking oscillations leading to chaotic state in a Cr:Al2O3 laser with cw 532-nm pumping
本研究重新探究连续532 nm泵浦红宝石激光器的尖峰行为谜团，观测到特定功率下的周期性尖峰振荡，结合Kleinman力学方法与自诱导Kerr透镜效应解释其机制，并分析了尖峰的统计特性、自组织临界行为及混沌态。
2023-08-18 nlin.CD physics.optics
Identical chaotic synchronization and bidirectional message transmission in incoherently coupled semiconductor laser diodes
一种基于混沌的通信方案，允许同时双向消息传输（Opt. Lett. 32，403，2007）进行了数值研究。分析了实际长距离光通信系统中可能出现的非相干反馈和耦合情况。结果表明，混沌激光波形的同步和双向信息传输是可能的，在相干耦合的情况下。然而，在非相干反馈和耦合的混沌制度是完全不同的。它是具有混沌包络的规则失稳弛豫振荡。这样的动态导致发射信号比特率受到弛豫振荡频率的一部分的限制。
2008-06-20 physics.optics
Spatial structure of lasing modes in wave-chaotic semiconductor microcavities
本文对具有混沌射线动力学的大面积半导体激光器进行了实验和数值研究。在腔边界处的发射强度分布的测量和比较的光线跟踪模拟和数值计算的被动腔模式。我们研究了两种不同的腔的几何形状，一个D-腔和一个体育场，这两个功能完全混沌射线动力学。虽然远场分布在所有方向上表现出相当均匀的发射，但腔边界处的发射强度分布是高度不均匀的，反映了腔内部的不均匀强度分布。实验与模拟结果的良好一致性表明，波动混沌半导体激光器的光强分布主要取决于腔的几何形状。这与传统的法布里-珀罗大面积激光器形成对比，传统的法布里-珀罗大面积激光器的强度分布在很大程度上由激光模式与半导体增益介质的非线性相互作用决定。
2020-08-05 nlin.CD physics.optics
Chaotic synchronization in optical frequency combs
利用离散模方法研究了由于四波混频引起的非线性耦合频率梳中的模间动力学。当存在足够的可饱和吸收时，相空间坍缩成单一状态，所有模式都紧紧锁定在同一相位。在一个纯粹的反应性非线性的情况下，一个约束较少的锁定机制出现，它保持相邻模式的相位差松散的限制，并导致准周期呼吸子的形成。潜在的非线性相关性的分析确定了一个混沌同步过程的起源，这种以前未报道的锁定机制。尽管激光锁模系统具有较大的李雅普诺夫指数和关联维数，但其混沌动力学特性很容易被常用的激光锁模诊断方法所忽略。这一发现可能最终解释了许多无法解释的报告激光自锁模在没有一个有效的可饱和吸收机制和形成自频率调制的梳状半导体激光器。
2021-10-19 nlin.CD physics.optics
Oscillation regimes of a solid-state ring laser with active beat note stabilization : from a chaotic device to a ring laser gyroscope
报道了一种具有主动稳拍功能的旋转二极管泵浦Nd-YAG环形激光器的实验和理论研究。我们的实验装置是在通常的麦克斯韦-布洛赫形式主义。我们解析地推导出了固体激光陀螺的稳定性条件和一些频率响应特性，说明了模式耦合效应对这种装置的动力学的重要作用。实验数据和比较与理论的基础上，现实的激光参数，显示出很好的协议。我们的研究结果说明了二极管泵浦的固态环形激光器的非常丰富的非线性动力学（包括混沌行为）和获得非常稳定的拍音的可能性之间的双重性，从而产生一种潜在的新型旋转传感器。
2007-06-20 physics.optics
Nonlinear dynamics of a self-mixing thin-slice solid-state laser subjected to Doppler shifted optical feedback
采用自混合激光多普勒速度方案，对线偏振单模薄片Nd：GdVO4激光器的混沌振荡进行了动力学表征，包括强度概率分布、时间演化的联合时频分析和短时傅里叶变换，以及长期时间演化的振幅和相位的无序程度.通过增加旋转散射体对激光的反馈比，研究了混沌巡游（CI）机制下从混沌弛豫振荡（RO）到混沌尖峰振荡（SO）的转变.强度的概率分布被发现从RO制度中的指数衰减到SO制度中的逆幂律，这体现在自组织临界行为中，而RO和SO的两个周期之间的随机次谐波频率锁定发生在CI制度中，其特征在于量子噪声（自发发射）诱导的尖峰振荡的振幅和相位的顺序。所有的实验结果都通过数值模拟的单模自混合固体激光器的模型方程受到多普勒频移的光反馈从旋转的散射物体。
2021-10-12 nlin.CD physics.optics
Time delayed laser networks: phase versus chaos synchronization
混沌激光器的同步和多个耦合激光器产生的光的相位同步都得到了广泛的研究，然而，这两种现象之间的相互作用，特别是在网络水平上的探索。在这里，我们实验比较了具有异质耦合延迟时间的激光网络的混沌同步和类似网络的相位同步。虽然混沌激光器表现出恶化的同步网络的时间延迟的异质性增加，相位同步被发现是独立的异质性。实验结果与半导体激光器的数值模拟一致。
2013-04-03 nlin.CD physics.optics
Chaos-assisted directional light emission from microcavity lasers
通过引入适当设计的变形盘腔，研究了动态隧穿效应对射线混沌微腔辐射的影响。我们重点研究了它的高品质因数模，这些模强烈地局限于由全内反射限制的稳定的周期性光线轨道。结果表明，占主导地位的发射起源于隧道从周期性的射线轨道的混沌的，后者最终逃离腔折射，导致定向发射，这是意想不到的周期性轨道的几何形状，但充分解释了不稳定流形的混沌射线动力学。实验进行选择性激发这些模式，我们成功地观察到的方向性发射与理论预测。这提供了决定性的实验证据的动态隧穿的光线混沌微腔。
2010-04-22 nlin.CD physics.optics
Suppressing spatio-temporal lasing instabilities with wave-chaotic microcavities
时空不稳定性是由复杂性和非线性引起的普遍现象。在大面积边发射半导体激光器中，多个空间模与有源介质的非线性相互作用会导致光的非线性效应和时空混沌。这些不稳定性降低了激光器的性能，并且非常难以控制。我们展示了一个强大的方法来抑制时空不稳定性使用波混沌或无序腔。在这种腔中，许多传播波与随机相位的干涉破坏了自组织结构如细丝的形成，从而导致稳定的激光动力学。我们的方法提供了一个通用的和强大的计划，以防止各种高功率激光器的非线性不稳定性的形成和增长。
2018-09-25 nlin.CD physics.optics
The statistics of chaos in a bursting laser
我们实验证明了如何半导体激光器受到双光反馈改变其混沌尖峰动力学的统计数据从高斯到长尾幂律分布与突发的紧急情况。这些混沌区域是可激发复杂系统的特征，通过尾部指数$α$量化，并通过改变反馈时间之间的比率来出现。突变发生在低阶Farey分数附近。这些转变背后的物理是有关的阈值泵电流的变化在复合系统中获得从一组确定性的速率方程。数值积分也验证了观测到的混沌转变，表明控制突发混沌统计的可能性。
2019-02-07 nlin.CD physics.optics
An electrically pumped topological polariton laser
本研究利用垂直谐振腔极化激元微柱晶格构建拓扑Su-Schrieffer-Heeger缺陷，通过电激发p-i-n掺杂结构实现了拓扑缺陷的极化激元激光，验证了其拓扑特性保留与弱耦合区高效激射，推动了应用型拓扑激光器的发展。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Time-delay signature suppression in a chaotic semiconductor laser by fiber random grating induced distributed feedback
我们证明了在光纤随机光栅分布反馈的扰动下，半导体激光器可以发出无时延的混沌光。为了研究激光二极管在随机分布反馈作用下的混沌动力学行为，建立了基于Lang-Kobayashi模型的理论模型。预测了随机分布反馈在抑制时延特征方面优于单反射反馈。在实验中，光纤随机光栅产生的大量随机时延反馈将大量的外腔模引入半导体激光器，导致混沌动力学的高维数，从而掩盖了时延特征。所获得的具有最大抑制的时间延迟特征为0.0088，这是迄今为止最小的。
2017-03-21 physics.optics
Observation of optical chaotic solitons and modulated subharmonic route to chaos in mode-locked laser
本文揭示了锁模光纤激光器中孤子通过调制次谐波路径向混沌转变的新场景，并在8字形和环形激光器中验证了其普遍性，数值模拟与实验吻合良好。
2024-11-13 physics.optics
