Exceptional rings in nonlinear non-Hermitian planar optical microcavities: implementation, signal enhancement, and topology
Paderborn University（帕德博恩大学）；Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀特光学科学学院）；Department of Physics, University of Arizona（亚利桑那大学物理系）
研究非线性非厄密平面光学微腔中例外环的实现、信号增强及拓扑特性，揭示非线性对例外环拓扑结构的影响，提出通用框架用于工程设计。
2026-01-09 physics.optics
Geodesic photon coupling and non-Hermitian exceptional point of microcavities on topologically curved space
支持回音壁模式的非对称微腔在片上光学信息处理中具有重要意义。我们在拓扑曲面上定义了非对称微腔，其中测地线光轨迹完全重建了腔模特征。空间曲率可以使平板腔中有耗混沌模和岛模的品质因数提高约200倍。当空间曲率使它们共振时，非常不同来源的模式之间发生强耦合和弱耦合，导致腔光子能量和寿命的精细定制。最后，我们证明了通过改变总损耗，可以清楚地观察到一个例外点，在该点处，腔光子能量和寿命都变得简并。我们的工作是在光学混沌动力学、非厄米物理学和测地线光学器件的交叉点上进行的，将为测地线微腔光子学开辟新的领域。
2022-01-25 nlin.CD physics.optics
Optical fiber coupling to planar photonic crystal microcavities
提出了一种在锥形标准单模光纤和高Q值光子晶体谐振腔的谐振模之间有效传输光的技术，该谐振腔的模体积小于立方波长。腔模品质因数为4.7 × 10^4，总的光纤到腔的耦合效率为44%。
2004-05-13 physics.optics quant-ph
Planar Bragg microcavities with monolayer WS$_2$ for strong exciton-photon coupling
School of Physics and Engineering, ITMO University（ITMO大学物理与工程学院）；Department of Physics and Astronomy, University of Sheffield（谢菲尔德大学物理与天文学系）；Experimentelle Physik 2, Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学实验物理第二系）
基于单层WS₂的平面微腔实现强激子-光子耦合，通过紧凑设计获得高Rabi分裂值，推动二维半导体在集成光子电路中的应用。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exceptional-point-controlled mode interaction in three-dimensional microcavities represented by generalized Husimi functions
本文将Husimi函数推广到三维微腔，通过二维投影表征TE与TM偏振模式相互作用，并揭示其动力学由折射率与腔倾角参数空间中的例外点网络支配，为高效光子器件设计提供新方法。
2025-09-19 physics.optics
Fabrication of high-quality PMMA/SiO$_x$ spaced planar microcavities for strong coupling of light with monolayer WS$_2$ excitons
原子薄的过渡金属二硫属化物晶体（单层TMDC）中的激子极化激元已经成为一个有前途的候选者，以实现拓扑输运，超高效激光技术和集体量子现象，如极化激元凝聚和室温下的超流性。然而，将单层TMDC集成到高质量的平面微腔中以实现腔光子和TMDC激子（束缚电子-空穴对）之间所需的强耦合已被证明具有挑战性。以前的集成方法必须在单层中的光-物质相互作用的强度、腔光子寿命和微腔的横向尺寸上的各种不利影响之间进行折衷。在这里，我们展示了一种可扩展的方法来制造高品质的平面微腔与集成单层WS $_2$层由层通过使用聚甲基丙烯酸甲酯/氧化硅（PMMA/SiO $_x$）作为腔间隔。由于激子振子的强度是很好地保护所需的处理步骤的PMMA层，在这项工作中，具有以上$10^3$的品质因数的微腔研究，可以在室温下在强的光-物质耦合制度。这是制造用于工程激子-极化激元势场的晶片级和图案化微腔的重要一步，这对于实现许多提出的技术至关重要。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Imperfect chirality at exceptional points in optical whispering-gallery microcavities
本文在双纳米散射体扰动的光学回音壁微腔中发现了例外点处本征模式的不完美手性，并通过动态多重散射模型解释了其源于散射的频率依赖性，揭示了手性随散射效应和散射体相对方位角减小而趋于完美的规律。
2022-08-15 physics.optics
Polariton lasing and energy-degenerate parametric scattering in non-resonantly driven coupled planar microcavities
本研究在垂直耦合双平面微腔中实现非平衡激子-极化激元凝聚与低阈值双波长激射，观测到非共振驱动下的能量简并参量散射支间转移，并用含开放耗散Gross-Pitaevskii方程的速率方程进行理论阐释，为光子器件研发提供新平台。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Three dimensional trapping of light with light in semiconductor planar microcavities
当光被限制在所有三个方向和光波长量级的维度上时，光子光谱的完全离散化和独特的现象发生，珀塞尔效应和原子发射的抑制是两个典型的例子。在所有三个维度上限制光的各种固态器件已经被开发和应用。典型地，这些谐振器的限制体积、工作波长和品质因数由构造来设置，并且这些特性随外部扰动的小变化针对包括光调制和控制的应用。在这里，我们描述了全3D光捕获，这是设置和调谐的激光激发在一个全光学方案。该器件是基于平面分布布拉格反射器GaAs半导体微腔在室温下工作。横向限制产生一个有吸引力的有效光子势定制的腔间隔层的折射率的增加，诱导由聚焦激光光激发的载流子。强的三维光捕获证明了激光诱导的光谱，空间和k-空间分布的发射的变化。使用调制光激发的激光诱导的光子势的动力学进行了研究，突出了所观察到的现象的起源的热效应的中心作用。
2019-07-17 physics.optics
Competition between horizontal and vertical polariton lasing in planar microcavities
填充有包含激子共振的活性材料的平面微腔在光锥内具有平面内波矢量的辐射激子-极化激元（极化激元）模式。它们还具有至少一种通过全内反射在腔平面中引导的模式，并且除了通过缺陷或样品边缘之外，该模式不辐射耦合到真空模式。我们表明，极化激元受激散射介导的极化激元激光可以同时发生在两种类型的模式在微腔。通过调节激子和辐射光子模式之间的失谐，可以有利于辐射模式或导模中的极化激子激光。我们的结果表明，这两种类型的极化激元激光模式之间的竞争可能发挥了作用，在许多以前的观察极化激元激光和极化激元玻色-爱因斯坦凝聚。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polariton states bound to defects in GaAs/AlAs planar microcavities
本文报道了分子束外延生长的平面GaAs/AlAs微腔中缺陷束缚的极化激元态。在这些结构中的空间极化激元动力学相关的缺陷类型是交叉影线失配位错，和点状缺陷扩展到几个微米。我们将后者的缺陷，以Ga液滴偶尔发射的Ga细胞在生长过程中。这些缺陷，也称为椭圆缺陷，导致表面的圆顶状局部调制，其被转化为腔结构，并导致高达15 meV的腔极化激元能量的横向调制。由此产生的平面内极化激元运动的空间局域化的潜在景观创建一系列的束缚态。这些状态的特征在于光谱分辨透射成像在实空间和倒易空间，并揭示了由缺陷产生的空间潜力。有趣的是，缺陷态在10 ps范围内表现出较长的寿命，这归因于空间平滑的限制势。
2011-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Room-temperature, continuous wave lasing in planar microcavities with quantum dots
Ioffe Institute（约费研究所）；HSE University（俄罗斯高等经济大学）；ITMO University（圣彼得堡信息、机械与光学大学）
研究在室温下利用平面微腔实现956nm波长连续波激光发射，通过低吸收率镜面和量子点结构实现了高阈值功率密度和质量因子，验证了平面半导体微腔的高效散热性能。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Harnessing quadratic optical response of two-dimensional materials through active microcavities
我们提出了一种有效地利用二维石墨烯类材料的二次光学响应的方法，从理论上研究从放置在平面有源微腔内的电流偏置片的二次谐波产生。我们表明，通过调谐腔谐振在第二谐波频率，实现了高效的倍频过程（几个数量级更有效的比独立片）。该过程的效率不是由于相位匹配，这是禁止的二维原子层状材料上的非线性二次响应的本地化，但它源于非线性介质的二维平面几何形状和在其阈值附近的有源腔内的场振荡之间的相互作用。所提出的方法可以很容易地扩展到不同的波的相互作用和非线性，因此它可以代表一个基本的工具，有效地利用二维材料的非线性光学特性。
2014-06-26 physics.optics
Fiber-integrated microcavities for efficient generation of coherent acoustic phonons
相干声子产生的光学泵浦探测实验，使平面异质结构，等离子体共振器，微柱和纳米线在纳米尺度上的声学性质的研究。将泵浦和探测聚焦在样品的同一点上是泵浦-探测实验的关键部分。这在小物体的情况下尤其重要。该技术的实际实施的主要实际挑战是：时空重叠的稳定性，聚焦和光学模式匹配条件的再现性。在这项工作中，我们解决了这三个挑战的情况下，平面和微柱optophononic腔。我们将所研究的样品集成到单模光纤中，从而提高了对聚焦光学器件的需求，以激发和检测相干声学声子。在我们的样品中实现的至少66%的优异反射率对比度使我们能够在至少一整天内观察到稳定的相干声子信号，并且在极低的激发功率1uW下观察到信号。单片样品结构是可运输的，并且可以提供进行可再现的即插即用实验的手段。
2020-08-27 physics.optics
Planar Microcavities can Suppress Exciplex Formation and Increase the Emission Efficiency of Organic Semiconductors
École Polytechnique de Montréal（蒙特利尔高等理工学院）；Hokkaido University（北海道大学）
研究探讨平面微腔对有机半导体发射的影响，通过嵌入ZnPc:TPBi混合物，抑制非辐射激基复合物形成等，提高光致发光量子产率超四十倍，揭示腔可调控激发态，为有机光电器件发展开辟新途径。
2026-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Ghost sensing: the rise and role of exceptional points in planar geometry
我们表明，最近发现的鬼波-一个特殊类别的非均匀电磁波在双轴各向异性介质-可用于光学传感的基础上的例外点。除了显示出高灵敏度和精度，所提出的传感器采用简单的平面几何形状，并对噪声具有鲁棒性。
2022-03-08 physics.optics
Observation of Zitterbewegung in photonic microcavities
本研究在平面半导体微腔及蜂窝晶格耦合微腔中实验观测到极化子的Zitterbewegung效应，验证了理论模型与能带结构参数的一致性，为该相对论效应的光子模拟提供了实验证据。
2023-02-10 cond-mat.other physics.optics
Spin-to-Orbital Angular Momentum Conversion in Semiconductor Microcavities
我们实验证明了一种利用平面半导体微腔产生携带轨道角动量的光束的技术。尽管是各向同性系统，但以半导体微腔为特征的横电-横磁（TE-TM）偏振分裂允许将入射激光束的圆偏振转换为透射光场的轨道角动量。这一过程意味着腔内光场形成了一对光学半涡旋，即拓扑实体。
2011-03-01 cond-mat.other physics.optics
Unconventional next nearest neighbor resonance coupling and states flipping mechanism in degenerate optical microcavities
我们报告了一种特殊配置的非厄米光学微腔，施加空间不平衡的增益-损耗分布，主机独家提出的下一个最近邻共振耦合方案。采用散射矩阵（S-矩阵）的形式主义，这种建议的谐振相互作用和在微腔中的非厄米性之间的相互作用的效果进行了分析，提请特别注意隐藏的奇点，即例外点（EP）的存在，其中至少有两个耦合谐振合并。我们建立绝热状态翻转现象的耦合共振在复频率平面（k-平面），这基本上是一个结果的事实，即相应的EP被包围在系统参数平面。遇到这样的多个EP，状态翻转现象的鲁棒性已被分析，通过连续调谐耦合参数沿一个特殊的隐藏的奇异线，连接所有的EP在腔中。这样一个数值设计的腔，结合排他性的下一个邻居耦合方案，已被设计为第一次研究在EP附近的非常规光学现象。
2017-04-17 physics.optics
Consequences of a wave-correction extended ray dynamics for integrable and chaotic optical microcavities
射线光学是描述介质光学微腔及其远场发射的一种有效而通用的工具。而通常众所周知的射线光学在平面界面产生合理的结果，半经典和边界曲率引起的修正将变得更加重要的腔尺寸进一步减小。在本文中，我们总结了各种射线光学光学的光学微谐振器的描述，另外特别注意混沌与非混沌（可积或近可积）谐振器几何形状之间出现的差异，分别。而在混沌的情况下，远场图案是已知的不稳定的流形与泄漏区域的重叠，它的结果从发射的轨迹与最小的非零衰减率在非混沌的情况下。我们提出了一个增强的射线光学描述，扩展波启发（半经典）校正，并讨论其后果的射线动力学。特别是，我们发现明确的迹象，吸引子的存在下产生的非哈密顿性质的相空间中的扩展射线动力学。我们说明了它们对远场发射的影响，并表明它可以大大不同于传统的射线描述结果。
2017-08-21 physics.optics
Electrically tunable momentum space polarization singularities in liquid crystal microcavities
本文针对动量空间偏振奇点原位可调性稀缺的问题，提出利用高双折射平面液晶微腔产生并电调谐该奇点，结果与理论预测一致，为其集成到自旋光子技术提供可能。
2025-02-11 physics.optics
Exceptional point proximity-driven mode-locking in coupled microresonators
理论与数值证明在含增益和损耗的耦合腔系统中无需天然可饱和吸收体即可实现锁模，利用奇异点附近系统Q因子的显著调制特性，将有损辅助腔作为人工可饱和吸收体，较传统单腔系统具有更低工作功率和易调整优势。
2023-09-12 physics.optics
Directional planar antennae in polariton condensates
本文提出利用空间光调制器将非共振泵浦光束整形为平凹透镜形状，在半导体微腔中实现激子-极化子凝聚体的全光平面微透镜，当泵浦高于凝聚阈值时系统成为定向极化子天线，产生强烈相干极化子聚焦光束，并研究了泵浦强度与透镜几何形状对天线性能的优化作用。
2023-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Nonadiabatic Modal Dynamics Around a Third-order Exceptional Point in a planar waveguide
异常点周围的动力学参量包围和相应的非对称态转移现象近年来引起了人们的广泛关注。在这种情况下，除了在两能级系统中的二阶EP（EP 2）周围的时间非对称状态动力学之外，在具有复杂拓扑结构和丰富物理的多状态系统中的三阶EP（EP 3）周围的类似状态动力学的研究还缺乏。在这里，我们报告了一个制造可行的少模平面光波导与定制的增益-损耗分布和调查的影响，在多个EP 2的存在下，围绕EP 3的动态参数包围。立方根分支点的行为建立在绝热包围过程后的耦合模式的传播常数之间的连续切换。现在，在考虑动力学包围过程的同时，EP 3周围系统绝热性的破坏导致了独特的光动力学，在那里我们已经展示了器件手性的破坏。
2020-04-10 physics.optics
Optical coherence properties of planar microcavity emission
从第一性原理出发，导出了微腔和部分相干源的自相干函数的解析表达式。两个谐振腔LED（RCLED）的模型和实验测量之间的良好协议是显而易见的。该模型还描述了相干长度随数值孔径的变化。这可以通过微腔在过滤掉底层光源的统计波动时的角度灵敏度来解释。它进一步表明，可变的平面微腔的相干特性可以通过控制微腔和发射器的潜在的相干性设计，从而可以实现范围超过近一个数量级的相干长度。
2004-11-03 physics.optics
Electromagnetic surface waves at exceptional points
由两个不同的线性均匀介质的平面界面引导，由于描述垂直于平面界面的方向上的空间特性所需的两个矩阵中的任一个的例外点而产生Voigt表面波。与只能在耗散介质中传播的Voigt平面波不同，不需要一个或两个伙伴介质是耗散的。
2020-04-05 physics.optics
Optomechanically induced transparency and cooling in thermally stable diamond microcavities
金刚石腔光机械器件为基于光子、声子和自旋之间的相干耦合的量子技术带来了巨大的希望。这些器件受益于金刚石的特殊物理特性，包括其低机械耗散和光吸收。然而，这些设备的纳米尺度和机械隔离可以使它们容易受到热光不稳定性时，在高腔内场强度需要实现相干光子-声子耦合操作。在这项工作中，我们克服了这些影响，通过工程设备的几何形状，使操作与大光子数在以前的热不稳定制度的红色失谐。我们证明了光机械诱导透明与合作系数> 1和正常模式冷却从300 K到60 K，并预测这些设备将使相干光机械操纵的钻石自旋系统。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ultimate photo-induced Kerr rotation achieved in semiconductor microcavities
在强耦合条件下，在平面量子阱微腔中，光致克尔旋转大于$π/2$弧度。该结果接近预测的$π$理论最大值。它是通过工程微腔参数，使光学阻抗匹配条件达到激子共振和腔模式之间的最小负失谐。这确保了激子诱导的光学非线性和腔对克尔角的增强的最佳组合。在这个制度的光的偏振态的综合分析表明，激子能量的重整化和激子共振的饱和有助于观察到的光学非线性。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Deterministic Transferable Planar Dielectric Mirrors for Investigating Strong Light-Matter Coupling
Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）
本文提出一种确定性干转移方法，用于制造完整的介电微腔，采用上下SiO₂/TiO₂布拉格镜，无需后生长剥离工艺，实现Q因子达4×10³，利用单层WS₂作为活性介质，在室温及低温下观察到强激子-光子耦合信号。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exceptional points and lasing self-termination in photonic molecules
我们利用非厄米二聚体模型研究光子分子激光器的丰富物理。我们表明，最近使用严格的稳态从头计算激光理论（SALT）预测，可以捕捉到这个玩具模型的几个有趣的功能。特别是，我们证明了在泵浦选择性激光和激光自终止现象的特殊点所发挥的核心作用。由于其透明的数学结构，我们的模型提供了一个清晰的理解，不同的物理参数（光损耗，微腔和泵浦曲线之间的模式耦合）如何影响激光作用。有趣的是，我们的分析还证实，对于频率失配的腔，在例外点附近的操作（实际上没有穿过平方根奇点）仍然可以导致激光自终止。我们证实后一种预测的两个耦合板腔散射矩阵分析和SALT技术。此外，我们采用我们的模型来调查泵浦控制激光行动，我们表明，发射模式的例外点的增益参数空间中的位置。最后，我们将这些结果推广到多腔光子分子中，发现了高阶EP和泵浦诱导局域化的存在。
2014-04-04 physics.optics
A unified framework for exceptional point pairs in non-Hermitian two-level systems
本文提出统一框架，将非厄米二能级系统中的例外点对分为四类，并揭示其编织、Berry相位与涡度结构的关系，为光子学中多例外点拓扑的实现提供指导。
2025-09-11 physics.optics quant-ph
Local high chirality near exceptional points based on asymmetric backscattering
本研究探究含两个内部弱散射体的微腔中，非对称背向散射实现的奇异点附近局部高手性特性，揭示其模场非对称特征与背向散射对称性的关联，为圆偏振量子光源等应用提供基础。
2024-10-06 physics.optics
Dual orthogonally-polarized lasing assisted by imaginary Fermi arcs in organic microcavities
本研究针对单个有机微激光器难同时产生两种正交偏振模式的问题，利用填充有机单晶的微腔中偏振相关损耗形成的虚费米弧与光子自旋轨道耦合，实现了正交偏振双激光同时发射，为线偏振激光器开发及相关光子学研究提供新路径。
2024-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
An optical fiber-taper probe for wafer-scale microphotonic device characterization
在直光纤锥中产生小凹陷以形成适合于研究紧密间隔的平面微光子器件的局部探针。“凹陷”锥形的张力控制探针-样品相互作用长度和耦合测量期间存在的噪声水平。高Q硅微腔的实际演示包括测试一个密集的底切微盘阵列（最大Q = 3.3x10^6）和一个平面微腔（Q = 4.8x10^6）。
2007-02-09 physics.optics
Quasiscarred modes and their branching behavior at an exceptional point
研究了典型变形微腔中的准疤痕现象和例外点处的模分支。结果表明，准疤痕（QS）模式是占主导地位的某些模式组和他们的图案可以理解的短时间射线动力学附近的临界线。随着腔变形的增加，高Q和低Q QS模式以相反的方式分支，在EP处，分别为两种鲁棒模式类型，分别显示QS和菱形图案。类似的支化行为也可以在另一个EP中发现，该EP在更高的变形下出现。QS模式的这种分支行为起源于EP是平方根分支点的事实。
2011-03-15 nlin.CD physics.optics
Continuously-tunable light-matter coupling in optical microcavities with 2D semiconductors
两种不同的光-物质耦合制度之间的理论变化，即弱耦合和强耦合，在具有低模体积的开放光学法布里-珀罗微腔中变得唯一可行，如这里所讨论的。结合单层的过渡金属二硫属化物（TMDC），如WS 2，它表现出一个大的激子振子强度和结合能，混合玻色子准粒子的室温观察，称为激子极化激元和特征在于拉比分裂，进入达到。在这种情况下，我们的模拟使用的传输矩阵方法显示了如何定制和改变耦合强度积极通过改变激子的位置的相对场强-利用可调腔长，透明的PMMA间隔层和角度依赖性的光学共振。在此提出了用于未来实验的连续可调耦合，能够实时可调拉比分裂以及两个耦合制度之间的切换。由于几乎与所选材料无关，所建议的结构也可以用于量子点、分子或量子阱的光物质耦合实验。虽然可调极化激元能级可用于极化激元化学或光学传感，但允许在例外点处工作的腔保证了对该点的拓扑性质的探索。
2019-11-27 physics.app-ph physics.optics
Hosting exceptional points in 1D photonic bandgap waveguide for mode engineering
我们报道了一种平面一维光子带隙波导，它具有四个二阶例外点（EP 2）。横向非均匀增益-损耗分布的空间分布调制了选择性的准导TE模对之间的相互作用。
2021-04-12 physics.optics
All-Lossy Quasi-Guided Dual-Mode Optical Waveguide Exhibiting Exceptional Singularities
我们探讨例外点（EP）在一个双模对称平面光波导与横向变化的非均匀损耗分布，其中模式演变沿EP报道的选择性光模式转换的背景下。
2018-03-14 physics.optics
Optical multistability in a compact microcavity enabled by near-exceptional coupling
Peking University（北京大学）；Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；ITMO University（ITMO大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）
针对紧凑型结构中光学多稳态实现受限的问题，本文通过在光子晶体微腔中设计近异常耦合的超高Q值共振对，增强热光非线性，在低功率下实现三稳态，为高能效全光器件提供策略。
2025-11-15 physics.optics
Dual-Resonator Organic Microcavities for Triplet-Triplet Annihilation Upconversion
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；University of Warwick（华威大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）
该研究开发含rubrene:PdPC活性层的双谐振器银微腔，通过腔模与PdPC吸收峰对齐，实现上转换发射的显著增强，凸显微腔集成对提升固态上转换性能的潜力。
2026-10-15 physics.chem-ph physics.optics
Realization of geometric phase topology induced by multiple exceptional points
Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
本研究在微腔中实现多重本征点诱导的几何相位拓扑，展示了五类三模式在三个本征点下的出现，并通过环绕环路实现不同模式交换和几何相位获取。
2024-08-29 physics.optics quant-ph
All-Optical Arithmetic and Combinatorial Logic Circuits with High-Q Bacteriorhodopsin Coated Microcavities
本文提出了基于细菌视紫红质（BR）蛋白涂层的树状微腔开关的全光计算电路设计，包括半全加器/乘法器、解复用器、复用器和运算器。基本的全光开关由单模光纤（SMF-28）中的1310 nm的输入红外（IR）激光束组成，该输入红外激光束由532 nm的控制脉冲激光束切换，该控制脉冲激光束触发两个锥形光纤之间的涂覆有BR的二氧化硅珠上的谐振条件的变化。我们表明，50 us的快速开关可以通过注入410 nm的蓝色激光束来实现，这有助于在M中间态截断BR光循环。实验上实现了用BR膜微腔开关实现全光开关。基于这种基本的开关结构，提出了全光高级计算电路的设计。该设计需要2n-1个开关来实现n位计算。所提出的设计需要较少的开关比太赫兹光学非对称解复用器的干涉仪设计。高Q值、可调谐性、紧凑性和低功耗控制信号的综合优点，以及级联开关形成电路的灵活性，使得设计具有实际应用前景。该设计结合了BR和微腔的特殊灵敏度，以实现低功耗电路和网络。这些设计是通用的，并且可以（i）以光纤和集成光学格式实现，（ii）使用任何其他涂覆的光敏材料，或（iii）外部控制的微谐振器开关。
2010-01-01 physics.comp-ph physics.optics
Petermann-factor limited sensing near an exceptional point
描述开放系统的非厄米哈密顿可以具有称为例外点（EP）的奇点。谐振频率变得强烈依赖于EP附近的外部施加的扰动，这引起了光子学中EP增强感测的概念。然而，虽然增加的传感器响应度已被证明，它是不知道，如果这类传感器的结果在改善的信号噪声性能。在这里，增强的响应性的激光陀螺仪所造成的EP附近的操作被证明是完全补偿的线宽加宽的形式，通过增加传感器噪声。噪声，基本来源，根据彼得曼因子增加，因为模式谱失去了经常假设的正交性。这发生在EP附近的系统特征向量合并和双正交分析证实了实验观察。除了它对微腔和非厄米光子学物理的重要性之外，这是第一次在EP传感器中量化基本灵敏度极限。
2019-11-08 physics.ins-det physics.optics
Modulating nonlinear optical responses in 3R-MoS$_2$ Fabry-Pérot microcavities
Tongji University（同济大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）；ITMO University（ITMO大学）
研究通过建立自洽框架，解析3R-MoS₂中非线性光学行为，揭示基频和谐波频率的FP效应与材料吸收的相互作用，为设计下一代范德瓦耳斯光子结构提供新方法。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Classification of multiple arbitrary-order non-Hermitian singularities
我们证明了由多个任意阶例外点的准定态产生的黎曼曲面拓扑的一般分类。我们的研究揭示了所有可能的产品排列的holonomy矩阵，描述了一个频闪环绕的二阶例外点。置换变成被归类为有限数量的类根据黎曼曲面的拓扑结构。我们进一步表明，置换类可以从与高阶例外点相关联的循环积木的组合。我们的结果得到了验证，一个有效的非厄米哈密顿建立在通用的约旦形式，然后在非对称光学微腔的物理系统中进行检查。
2022-02-09 physics.class-ph physics.optics quant-ph
Resonant state expansion applied to planar open optical systems
共振态展开（RSE），一种在电动力学中发展的布里渊-维格纳型的新微扰理论[Muljarov，Langbein和Zimmermann，Europhys.信件：92，50010（2010）]应用于平面的、有效的一维光学系统，例如分层的电介质板和布拉格反射器微腔。它表明，RSE收敛的基础大小的幂律。误差估计和减少外推算法和评价。复本征频率，电-磁场，并选择的光学系统的格林函数计算，以及可观察到的透射光谱。特别是，我们发现，对于布拉格镜微腔，它具有尖锐的共振在光谱中，使用共振态展开计算的传输再现的结果的传输/散射矩阵方法。
2011-10-25 physics.class-ph physics.optics
Transition of Photonic Dissipative Dynamics through the Exceptional Point
Ministry of Industry and Information Technology Key Lab of Micro-Nano Optoelectronic Information System, Guangdong Provincial Key Laboratory of Semiconductor Optoelectronic Materials and Intelligent Photonic Systems, Harbin Institute of Technology, Shenzhen（工业和信息化部微纳光电信息系统重点实验室，广东省半导体光电子材料与智能光子系统重点实验室，哈尔滨工业大学（深圳））；Pengcheng Laboratory（鹏城实验室）；Quantum Science Center of Guangdong-Hongkong Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（极端光学协同创新中心，山西大学）；Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Advanced Quantum Functional Materials and Sensor devices, Harbin Institute of Technology, Harbin（黑龙江省先进量子功能材料与传感器器件重点实验室，哈尔滨工业大学）
本文实验证明非厄米系统中奇异点附近耦合微腔的瞬态衰减加速，揭示光子耗散可通过重构态空间控制，为超快光子器件提供新机制。
2026-09-10 physics.optics
Optical Activity of Planar Achiral Metamaterials
我们报道了在非手性人工介质中可以观察到旋光性和圆二色性的经典现象，这些现象传统上与有机分子、蛋白质和无机结构的手性（螺旋性）有关。有趣的是，我们的超材料结构产生了非常强的共振光学活性，这也导致了反向波的出现，这是负折射率介质的特征标志。
2008-07-03 physics.optics
Soliton-Assisted Massive Signal Broadcasting via Exceptional Points
School of Optical and Electronic Information and Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学光学与电子信息学院、武汉光电国家研究中心）；Key Lab of Optical Fiber Sensing and Communication Networks, School of Information and Communication Engineering, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信网络教育部重点实验室）；Optics Valley Laboratory（光谷实验室）
通过非厄密光学设计实现基于孤子的高吞吐量光信号广播，突破传统微腔线宽限制，应用于光子计算领域。
2025-12-14 physics.optics
From unexceptional to doubly exceptional surface waves
一个特殊的表面波可以在一个孤立的方向上传播，当被两个均匀的介电伙伴介质，其中至少有一个是各向异性的平面界面引导时，提供的伙伴介质的本构参数满足一定的约束。异常表面波与普通表面波的区别在于它们的局部化特征：在各向异性伙伴介质中的异常表面波的场作为与界面距离的组合线性指数函数衰减，而对于普通表面波，衰减是纯指数的。如果两个伙伴介质是各向异性的，那么对于一个孤立的传播方向可以存在一个双重例外表面波。这两个伙伴介质中的波的衰减是由一个组合的线性指数函数的距离界面。
2020-06-22 physics.optics
Observation of coherent perfect absorption at an exceptional point
在过去的几年里，在各个领域，包括光子学，声学和电子学中，对异常点（EP）的兴趣越来越大。然而，EP主要是基于物理系统共振的简并性来实现的;与波的吸收性质相关的不同简并性发生，具有不同的物理表现。在这里，我们证明了这种物理上不同的特殊点，通过工程退化的光学微腔的吸收光谱与耗散。我们实验区分的条件，实现共振EP和吸收EP。此外，当优化光学损耗以在这样的EP下实现完美吸收时，我们观察到吸收光谱中的异常加宽的线形，如理论所预测的。这种类型的EP使不同的散射特性为非厄米奇性的基础研究和应用创造了新的机会。
2021-09-17 cs.SY eess.SY physics.app-ph
Optical waveguide hosting multiple exceptional points: Toward selective mode conversion
我们研究了一维平面少模光波导中异常点（EPs）的惊人物理特性。波导管中有四个准导模。在这里，所选择的模式对之间的相互作用由非均匀增益-损耗分布的空间分布调制。这两个耦合对在参数平面上接近两个不同的二阶EP。考虑一个适当的参数环来同时包围所识别的EP，我们建立了一个特定的拓扑特征，其中参数空间中的一个圆形包围产生复β平面中对应的耦合模对的传播常数（β）之间的切换。选取两种不同的参量环模式，建立了β开关现象中的不变拓扑。这种鲁棒的模式转换方案将提供一个平台，以实现选择性模式开关器件或光模式转换器。
2019-04-15 physics.optics
Metastable two-component solitons near an exceptional point
我们考虑了具有分布增益和损耗的二维非线性波导。描述该系统的光学势由仅依赖于一个横坐标的未扰动复势组成，即，对应于平面波导，以及取决于两个横向坐标的小的不可分离的扰动。假设未扰动平面波导的频谱具有例外点（EP），而扰动驱动系统进入完整相位。略低于EP，波导维持两个组件的包络孤子。我们推导出一维方程的缓慢变化的信封的组件，并显示其稳定的传播。当两个横向的框架内考虑到的原始模型，所获得的两个组件的亮孤子成为亚稳态，并持续在非常长的传播距离。
2021-08-04 nlin.PS physics.optics
Exotic light dynamics around a fourth order exceptional point
特殊点（EP）奇点的物理学，一直是开放系统中广泛的独特物理应用的关键。在这种背景下，物理系统中围绕四阶EP（EP 4）的四个耦合态之间的相互作用还有待于探索。在这里，我们调查的独特功能的EP 4在制造可行的平面光波导的多层增益-损耗分布的基础上只有两个可调参数。一个独特的“四阶$β$开关”的现象，由于准静态增益-损耗的变化在EP 4已被探讨。第一次报道了一种独特的手征光动力学随增益-损耗分布的动态变化，这使得一种特殊类型的非对称高阶模式转换方案成为可能。在此，基于环绕方向的选择，与EP 4相关联的所有耦合模式被完全转换成不同的特定高阶模式。所提出的方案将呈现EP 4作为集成光子器件的新的光操纵工具。
2020-08-18 physics.optics
