Observation of Parity-Time Symmetry in Optically Induced Atomic Lattices
我们在一个相干制备的N型四能级原子系统中，实验研究了具有周期性增益和损耗分布的PT对称光晶格。通过适当地调整相关的原子参数，PT对称性破缺的开始观察到通过测量相邻的增益和损耗波导之间的相移突变。这种易于重构和有效可控的PT对称波导阵列结构的实验实现为进一步利用和更好地理解这些非厄米系统在原子环境中的特殊物理性质奠定了新的基础。
2016-11-28 physics.optics
Evanescent-Wave Bonding Between Optical Waveguides
平行，微光子波导之间的导波重叠所产生的力进行了计算。吸引力和排斥力，由相对输入相位的选择，found.Using绝缘体上硅材料系统的现实参数，我们估计的力量是足够大的，以引起可观察到的位移。我们的研究结果说明了更广泛的一类光学可调微光子器件和微结构人工材料的潜力。
2005-09-09 physics.optics
Temporal oscillations of light transmission through dielectric microparticles subjected to optically induced motion
我们考虑光诱导的结合和运动的电介质微粒在光波导中，引起的反作用效应，如光传输随时间振荡。模拟粒子的介电板，使我们能够解决问题的分析，并获得了丰富的各种动力学制度的牛顿和阻尼运动。这种变化清楚地反映在光传输的时间振荡中。振荡的特征频率在微米尺寸颗粒的$10^{5}$ Hz量级的超声范围内，并且注入功率为100 mW量级。此外，我们考虑了法布里-珀罗谐振器内的介质粒子的光传播动力学驱动。这些现象为波导和谐振器中粒子运动的光驱动和监测铺平了道路。
2017-03-05 physics.optics
Experimental demonstration of fiber-accessible metal nanoparticle plasmon waveguides for planar energy guiding and sensing
实验证据的模式选择倏逝波功率耦合在电信频率与效率高达75%，从锥形光纤精心设计的金属纳米粒子等离子体波导。波导由一个二维的正方形晶格光刻定义的金纳米粒子的光学薄硅膜。利用光纤拉锥分析了波导的色散和衰减特性。功率传输到这些波导中的高效率解决了传统光学器件和等离子体激元器件之间的耦合问题，并且可以导致高效等离子体激元传感器和光学开关的发展。
2004-05-20 physics.optics
Modal control in semiconductor optical waveguides with uniaxially patterned layers
单轴图案化的电介质层具有可外部控制的光学各向异性。研究了三层光波导的包层或芯层图案化对传播辐射偏振特性的影响。特别注意的情况下，当核心材料是一个半导体光增益。我们讨论了一些设备的基础上，将单轴图案化层的结构设计，如偏振不敏感放大器，偏振器，光控偏振开关，和光控模式耦合器。
2005-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Polarization-Selective Control of Nonlinear Optomechanical Interactions in Subwavelength Elliptical Waveguides
具有大动态范围的全光可重构偏振依赖性的光子器件对于主动偏振控制将是非常有吸引力的。在这里，我们报告，强偏振选择性的非线性光机相互作用出现在亚波长波导。通过使用全矢量有限元分析，我们发现，在一定的核心椭圆率（纵横比）的前向模拟光散射介导的一个特定的声学模式被消除一个偏振模式，而另一个偏振模式是相当增强。这一有趣的现象可以用电致伸缩力和辐射压力之间的相互作用来解释，并且可以通过选择波导材料来调整。
2018-10-02 physics.optics
The influence of van der Waals forces on the waveguide deformation and power limit of nanoscale optomechanical systems
当两个纳米级波导靠近时，超短程力即范德华力（VWF）会迅速增大，并大于外部横向梯度力（TGF）。我们从理论上研究了在一个典型的光机械系统中的VWF对器件性能的巨大影响，包括波导的变形、静摩擦和失效机制。该装置显示出独特的光激活塑性/弹性行为和静摩擦，由于VWF。当输入光功率高于临界功率时，波导粘在衬底上，并且变形是塑性的并且不可恢复，即使总的力小于波导材料的屈服强度。这对光机器件的设计和应用具有重要的指导意义。
2014-01-03 physics.optics
Optically transparent and thermally efficient 2D MoS2 heaters integrated with silicon microring resonators
热调谐波导中的光学折射率以控制光相位累积在光子集成系统和应用中是必不可少的。在硅光子学中，微加热器主要由金属线或高度掺杂的硅线实现，这些线放置在离波导的安全距离（1 μ m）处，以避免相当大的光损耗。然而，这造成了显着的限制加热效率，因为过度的自由载流子损耗时，加热器被带到更接近的光学path. In这项工作中，我们提出了一个新的概念，使用光学透明的2D半导体（如MoS 2）实现高效的波导集成加热器在电信波长工作。我们证明了在红外线中具有可忽略的光吸收的单层MoS 2加热器可以放置在波导附近（仅30 nm），并且在不牺牲光插入损耗的情况下显示出每FSR 15 mW的最佳加热效率。加热器的响应时间为25 μ s，受到Au 1 L-MoS 2肖特基接触的限制。通过实现具有欧姆接触的2D MoS 2加热器，可以进一步显著提高效率和响应时间。我们的工作显示了将2D半导体用于加热器应用的明显优势，并为开发用于片上光子集成电路的新型节能，无损2D加热器铺平了道路。
2023-02-18 physics.app-ph physics.optics
Spin-orbit interactions in optically active materials
研究了主轴局部非均匀旋转的各向异性介质中光偏振对光强分布的影响。而在一般情况下，这样的配置意味着一个复杂的几何和动态相位之间的相互作用，我们表明，在一个介质中显示出非均匀的圆双折射，几何相位消失。由于自旋-轨道相互作用，两个圆极化感知到相反的动态相位空间分布。基于这种效应，提出了偏振选择透镜、波导和光束偏转器。
2017-03-06 physics.optics
Switch between the types of the symmetry breaking bifurcation in optically induced photorefractive rotational double-well potential
研究了在螺旋双势阱作用下，沿传播方向切换圆柱壳波导对称破缺分岔类型的可能性。该模型由一维非线性薛定谔（NLS）方程描述。对称性和反对称性的破坏可以通过增加施加到波导上的电压在自聚焦和散焦的情况下，分别引起。在自聚焦的情况下，SBB的类型可以从超临界切换到亚临界。而在自散焦情况下，由于只能找到一种SBB类型，因此无法切换SBB类型。
2012-11-06 nlin.PS physics.optics
A low-loss fiber accessible plasmon photonic crystal waveguide for planar energy guiding and sensing
描述了一种用于电磁能量传输的金属纳米颗粒等离子体激元波导，其利用色散工程来经由光学薄Si膜上的Au点的二维图案显著增加横向能量约束。使用有限差分时域模拟和耦合模理论，我们表明，从传统的光纤锥相位匹配的倏逝波激发是可能的，效率> 90%的现实几何形状。该波导中的能量损失主要是由于材料吸收，允许在电信频率下激发的1/e能量衰减距离约为2 mm。这个概念可以扩展到可见光区，并有望在光能引导，光学传感和开关中应用。
2003-12-09 physics.optics
Semiconductor Ring Lasers Coupled by a Single Waveguide
对单总线波导双向耦合半导体环形激光器的特性进行了理论和实验研究。该配置具有，例如，被建议用作光学存储器和光学神经网络基元。主要结果是，耦合可以使两个环在同一方向上发出激光的状态不稳定，并且它使两个输出端具有相等功率的状态变得活跃。这两者对于光学存储器操作都是不期望的。虽然环之间的耦合是双向的，但由于类似于光学注入激光系统的行为而发生不稳定。
2013-02-13 physics.optics
Enhanced stimulated Raman scattering in slow-light photonic crystal waveguides
首次研究了慢光绝缘体上硅（SOI）光子晶体线缺陷波导中受激喇曼散射的增强。通过将Bloch-Floquet公式应用于平面光子晶体中的导模，我们建立了一种将下移Stokes信号的强度与泵浦强度和模群速度联系起来的公式。然后将该方法应用于慢光光子晶体波导中增强受激喇曼产生的两种方案。结果表明，相对于SOI沟道波导，最大增强因子为10^4（66，000）。本文还讨论了双光子吸收、本征散射和无序对光泵硅放大器和激光器慢光喇曼效应的影响。
2005-12-14 physics.optics
Self-written waveguides in photopolymerizable resins
研究了光致聚合树脂中自写波导的光诱导生长及其相互作用。我们实验研究如何相互作用依赖于输入光束的相互相干性和相对功率，并提出了一个改进的分析模型，描述了单个自写波导的生长和它们在光敏材料中的相互作用的主要特点。
2001-08-17 nlin.PS physics.optics
Light localization in optically induced deterministic aperiodic Fibonacci lattices
随着光的局域化变得越来越明显，在光子系统的顺序较低，我们调查光学诱导的二维斐波那契结构，这应该是最有序的实现确定性的非周期性图案。对于相应的折射率结构的产生，我们实现了最近发展的增量感应方法使用无衍射贝塞尔光束波导形成实体。即使斐波那契结构目前略有减少的顺序，我们表明，横向光传输显着阻碍在这里与周期性晶格，占离散衍射。我们的实验结果支持的数值模拟，另外说明了横向光本地化的发展，增加传播距离。
2015-11-03 physics.optics
Integrated waveguides and deterministically positioned nitrogen vacancy centers in diamond created by femtosecond laser writing
金刚石的氮空位（NV）中心是一种具有长自旋相干时间的光学活性缺陷，在高效的纳米磁学和量子信息处理方案中显示出巨大的潜力。近年来，利用飞秒激光写入技术在金刚石中成功地制备出了掩埋的三维光波导和高质量的单纳米线。然而，到目前为止，将这些技术结合起来一直是一个突出的挑战。在这项工作中，我们在量子级金刚石中制造激光写入的光子波导，这些光子波导在微米分辨率内对准单个激光写入的NV，从而实现提供确定性定位的波导耦合NV的集成平台。这种制造技术为单光子在NV之间的片上光学路由和光学集成的基于自旋的感测开辟了道路。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
An electro-optically tunable microring laser monolithically integrated on lithium niobate on insulator
我们展示了一个电光（EO）可调谐的微型激光器的单片集成在绝缘体上的锂氧化物（LNOI）平台。该器件采用光刻辅助化学机械刻蚀（PLACE）方法制作，泵浦激光器通过安装在掺铒铌酸锂微晶体上的非掺杂铌酸锂波导与掺铒铌酸锂微晶体激光器倏逝耦合。在1542 nm波长处测得LN微腔的品质因数高达1.54 × 10 ~ 5。使用980 nm连续波泵浦激光器，在低于3.5 mW的泵浦功率阈值下可以观察到激光作用。最后，通过改变微电极上的电压实现了激光波长的调谐，所述微电极制造在微波导附近，示出了0.33 pm/V的EO系数。
2021-03-15 physics.app-ph physics.optics
Theoretical study on the stimulated Brillouin scattering in a sub-wavelength anisotropic waveguide: Acousto-optical coupling coefficients and effects of transverse anisotropies
对亚波长各向异性波导中的受激布里渊散射（SBS）进行了理论研究。考虑了波导材料的光学、光弹性和机械各向异性。首先，将SBS中由于光弹效应和运动界面效应引起的声光耦合系数的积分公式推广到光学各向异性波导中。然后，利用推广的公式，对具有强横观各向异性的椭圆纳米线中的SBS进行了数值模拟。在模拟中，弹性场的计算包括机械各向异性。在数值结果中发现了明显的强横向各向异性效应。最值得注意的是，一些弹性模式的SBS增益被发现是非常敏感的波导轴和主材料轴之间的小错位。详细的物理解释这一有趣的现象提供。这种有趣的现象意味着一种有吸引力的方式，更灵敏的SBS增益调谐，而不显着改变声子频率。
2017-09-21 physics.optics
Ultrafast, low-power, all-optical switching via birefringent phase-matched transverse mode conversion in integrated waveguides
通过数值求解多模耦合非线性薛定谔方程，模拟了集成光波导中横模之间的双折射、全光、超快转换过程，展示了这种转换的潜力。所观察到的转换是由控制光束引起的，并且由于克尔效应，导致瞬态折射率光栅，其相干地将探测光从一个横向波导模式散射到另一个横向波导模式。我们引入双折射相位匹配，使有效的全光诱导模式转换在不同波长的控制和探测光束。结果表明，剪裁波导的几何形状可以利用显式最小化模间群延迟以及最大化的非线性系数，相位匹配条件的约束下。这里研究的波导的几何形状，允许模式转换与超过两个数量级的减少控制脉冲能量相比，以前的计划，从而承诺非线性模式切换超过90%的效率，在开关能量低于1 nJ。
2015-07-17 physics.optics
Efficient analysis and design of low-loss whispering-gallery-mode coupled resonator optical waveguide bends
由电磁耦合光学微腔（耦合谐振器光波导或CROW）组成的波导可用于光引导、减速和存储。在本文中，我们提出了一个二维分析的基础上，严格的穆勒边界积分方程方法的有限尺寸直和弯曲的CROW部分。我们研究了回音壁（WG）模式的耦合机制，并引导光绕弯曲的CROW组成的相同和尺寸失配的微盘谐振器。我们的精确分析揭示了WG模式耦合的差异在附近的弯曲的CROW组成的光学大和波长尺度的微腔。我们提出并讨论了设计低损耗CROW弯曲和减少弯曲损耗的可能方法。这些包括根据WG模式的方位角顺序选择特定的弯曲角度，以及调整位于CROW弯曲处的微盘的半径。
2007-06-15 physics.optics
Nanowire photonic crystal waveguides for single-atom trapping and strong light-matter interactions
我们提出了一个全面的研究色散工程纳米线光子晶体波导适用于量子光学和原子物理学与光学囚禁原子的实验。提供了详细的设计方法和规格，是用于创建在近红外低光损耗的氮化硅波导的加工步骤。波导的光学特性和功率处理能力的测量也提出。
2014-02-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Monolithic integration of single photon sources via evanescent coupling of tapered InP nanowires to SiN waveguides
我们提出了一种利用倏逝波耦合在芯片上单片集成基于硅基量子点的单光子源的方法。通过确定性地将包含单个量子点的适当锥形III-V纳米线波导放置在基于硅的脊形波导的顶部上，量子点发射可以以接近100%的计算效率转移到脊形波导。由于倏逝波耦合是双向的，所以源可以在自由空间中和通过脊波导进行光泵浦。后一种配置提供了一种独立的、全光纤的单光子源，适合作为即插即用解决方案，用于需要明亮的、按需的单光子的应用。使用InAsP量子点嵌入在InP纳米线波导，我们证明了耦合效率的SiN脊波导的74%，单光子纯度为97%。
2018-12-08 physics.app-ph physics.optics
Optical characterisation of micro-fabricated Fresnel zone plates for atomic waveguides
我们光学评估菲涅耳波带片（FZPs），旨在引导冷原子。由FZPs产生的各种环形图案的成像给出了相对于陷阱深度的3%的环的最亮部分中的平均RMS误差。该残留物将归因于成像系统、入射光束形状和FZP制造公差。轴向传播的潜力提出了实验和通过数值模拟，说明原子引导，而不需要光片的前景。
2020-02-26 physics.atom-ph physics.optics
Auto-locking Waveguide Amplifier System for Lidar and Magnetometric Applications
我们描述了一个紧凑的波导放大器系统，适用于光泵铷磁强计。该系统由自锁真空密封外腔半导体激光器、半导体锥形放大器和基于声光调制器的脉冲单元组成。二极管激光器利用来自干涉滤波器的光反馈，将廉价激光二极管的线宽缩窄至~500 kHz。该输出可在8 GHz范围内（780 nm处）进行扫描，并可使用自动锁定控制器在无需人为干预的情况下锁定到可扩展参考光谱库中的任何光谱标记。锥形放大器将输出从50 mW放大到2 W，频谱质量失真可忽略不计。该系统可以在可见光和近红外波长以MHz重复率工作。我们演示了铷蒸气的光泵与此系统的磁测量应用。磁力计检测由圆偏振泵浦激光器进行光泵浦之后的线偏振探测激光器的两个正交偏振分量的差分吸收。微分吸收信号的脉冲长度，脉冲幅度和直流磁场的范围内进行了研究。我们的研究结果表明，这种激光系统是适合于光泵自旋交换自由磁强计。
2018-05-18 physics.ins-det physics.optics
Dual-microcomb generation in a synchronously-driven waveguide ring resonator
微梳--在相干驱动的非线性微谐振器中产生的光学频率梳--在过去的十年里引起了人们的极大关注。在单个谐振器装置中产生两个这样的梳的能力已经特别地实现了从光谱学到成像的许多应用。与此同时，新型的梳产生技术，如同步脉冲驱动已经发展到提高微梳产生的效率和灵活性。在这里，我们报告的第一个实验演示的双微梳产生通过同步脉冲泵浦一个单一的微谐振器。具体来说，我们使用两个电光产生的脉冲序列来自一个共同的连续波激光器，同时驱动两个正交的偏振模式的集成石英环形谐振器，观察相干耗散克尔腔孤子梳的产生在两个偏振轴上。由于谐振腔的双折射，两个孤子梳与不同的重复率相关联，从而实现了双微梳源。为了说明源的应用潜力，我们展示了概念验证光谱测量。
2021-09-12 physics.optics
Optically resonant all-dielectric diabolo nanodisks
光学共振全介电纳米结构与其等离子体对应物相比，具有吸引力地表现出降低的损耗;然而，在纳米级实现强场增强，特别是在固态介质中，仍然是一个重大挑战。在这项工作中，我们演示了如何亚波长修改传统的硅纳米盘，使强大的子衍射和偏振相关的字段增强设备支持anapole样模式。我们研究了单个和阵列空竹纳米盘的电磁特性，发现它们表现出|E| $^2$ /|E $_0$|在高折射率介质中，$^2$增强的范围为~10 $^2$ -10 $^4$，取决于几何考虑。除了支持一个本地化的电场热点类似于那些预测的空竹纳米结构的光子晶体腔和波导设计，我们确定了一个反空竹效应导致宽带冷点的正交偏振。这些发现提供了在全介电（无金属）平台内增强或操纵纳米尺度下的光-物质相互作用的前景，其潜在应用范围从非线性光学到量子光源、纳米传感、纳米粒子操纵和有源/可调超颖表面。
2022-02-21 physics.optics
Nonlinear optical switching in hybrid plasmonic waveguides
研究基于ITO在ENZ状态下巨大非线性的HPWG全光开关机制，数值求解非线性Maxwell方程并对比电门控，发现光泵浦更高效且透射率与相位呈阶跃式变化。
2023-09-06 physics.optics
Brillouin-based phase shifter in a silicon waveguide
集成硅微波光子学在微波移相器元件方面提供了巨大的潜力，并承诺紧凑和可扩展的多元件芯片，不受电磁干扰。受激布里渊散射最近在硅中得到了证实，由于其固有的灵活性，它是一种特别强大的方法来诱导相移，提供了光学可控和选择性相移。然而，迄今为止，仅实现了中等量的布里渊增益，并且理论上这将把相移限制在几十度，显著小于所需的360度。在这里，我们克服了这个限制与相位增强方法使用RF干涉，显示了360度的宽带移相器的基础上布里渊散射在悬浮硅波导。我们使用25的相位增强因子在15 GHz的带宽上实现了全360度相移，从而使波束形成和其他应用的实用宽带布里渊移相器成为可能。
2019-11-06 physics.optics
Magnetophotonic waveguide nanostructure for selective ultrafast optical excitation of high-K spin dynamics
针对光磁学中衍射极限限制自旋波波长的瓶颈，提出利用磁光子光栅产生亚衍射尺度逆法拉第效应分布的方法，实验实现300nm短自旋波激发，为光磁应用开辟新方向。
2024-08-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Slab-induced propagating modes in waveguides composed of cutoff-regime singly negative metamaterials
这篇论文已被作者撤回。
2010-08-29 physics.optics
Low-loss single-mode integrated waveguides in soda-lime glass
介绍了一种在超白钠钙玻璃中制作低损耗单模光波导的工艺。采用飞秒激光写入技术在体衬底中形成波导结构。狭缝光束成形方法和多扫描制造工艺的组合使得能够印刷具有明确定义的对称横截面轮廓的波导。在800 nm波长下，波导的传输损耗为0.86dB/cm。波导中的弯曲损耗的实验解决和辐射损耗的模型进行比较。
2016-06-23 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
Inverse Faraday Effect in an Optomagnonic Waveguide
单模高折射率对比度波导在光学、微波和声子结构中被广泛应用，以增强波与物质的相互作用。虽然微尺度的光机械和电光器件已经得到了广泛的研究，但在微尺度上的光磁器件仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们介绍了一个平面光磁波导平台的基础上的亚铁磁绝缘体，同时支持单横模的自旋波（磁振子）和高度限制的光学模式。自旋波和光波的共定域引起增强的逆法拉第效应，结果，磁振子被相互作用的光子产生的有效磁场激发。此外，强烈增强的光磁相互作用允许我们使用连续波形式的低功率（毫瓦级）光信号来观察这种效应，而不是通常在磁性块状材料或薄膜中所需的高强度（兆瓦峰值功率）光脉冲。在保持相位相干性的情况下，光驱动的磁振子被电检测到，表明了用低功率连续光场发射自旋波的可行性。
2021-01-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Second-harmonic generation in single-mode integrated waveguides through mode-shape modulation
提出并实验证明了一种简单灵活的无需周期性极化的集成光子波导准相位匹配技术，称为模式形状调制（MSM）。它采用波导宽度的周期性变化来调制泵浦光的强度，有效地抑制了异相光的产生。这种技术被应用到的情况下，二次谐波产生的薄膜锂酸盐脊波导。MSM波导的制造和特征在于在近红外脉冲泵浦，显示在784 nm的信号波长的谐波产生。
2016-10-07 physics.optics
High-Q Lithium Niobate Microring Resonator with Electro-Optically Reconfigurable Coupling Strength
Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University（精密光谱学国家重点实验室，华东师范大学）；The Extreme Optoelectromechanics Laboratory (XXL), School of Physics, East China Normal University（极端光机电实验室（XXL），物理学院，华东师范大学）；WLSA Shanghai Academy（WLSA上海学院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（极端光学协同创新中心，山西大学）
该研究展示了一种高 Q 值锂铌酸盐微环谐振器，具备电光可重构耦合强度，实现了高 Q 因子、单模纯度和全范围耦合可重构性，适用于自适应微波光子学和量子光子网络。
2025-12-28 physics.optics
Electromechanical Brillouin scattering in integrated optomechanical waveguides
在著名的受激布里渊散射（SBS）过程中，材料中的自发声学声子被激光激发并将激光散射成斯托克斯边带。SBS在光纤中变得更加明显，并已被利用来放大光信号，甚至实现激光发射。SBS的开发最近在集成光子学平台上激增，因为波导中光子和声子的同时限制导致急剧增强的相互作用。代替被光激励，相干声子也可以以非常高的效率被机电激励，如在射频声学滤波器中所利用的。在这里，我们展示了机电激发布里渊散射集成光机械波导的压电材料氮化铝（AlN）。用纳米制造的机电换能器激发频率为16 GHz的声学声子，以将波导中的反向传播光子散射成单个反斯托克斯边带。研究表明，布里渊散射的相位匹配条件可以通过改变光波长和声波频率来实现可调谐单边带调制。结合布里渊散射光子学与纳米机电系统，我们的方法提供了一个有效的微波和光学光子之间的接口，这将是重要的微波光子学和潜在的量子转导。
2019-05-09 physics.optics quant-ph
CW frequency doubling of 1029 nm radiation Using single pass bulk and waveguide PPLN crystals
在利用周期极化铌酸锂晶体（PPLN）进行二次谐波处理的各种工作之后，我们报告了商业体晶体和波导晶体在1029 nm处的性能比较。我们使用连续波（CW）放大的Yb掺杂的单光纤激光器提供高达500 mW的单模制度。在块状晶体的情况下，我们使用400 mW IR功率产生4 mW。波导晶体的使用使输入红外功率限制在200mW时，谐波功率增加到33mW。然而，这种令人印象深刻的效率受到非线性波导晶体的长期退化的影响。
2013-05-17 physics.optics
Interplay of cascaded Raman- and Brillouin-like scattering in nanostructured optical waveguides
我们制定了一个通用的概念，工程光学模式和机械共振在一对光学耦合光导膜实现级联光散射到多个斯托克斯和反斯托克斯订单。利用施加在腹板上的光压力及其诱导的弯曲振动，具有非零截止频率的平坦声子色散曲线，我们展示了如何实现多个连续光学边带之间的精确相位匹配。我们预测连续波产生的频率梳的基本和高阶光学模式介导的向后和向前传播的声子，伴随着周期性逆转的机械和光学模式之间的能量流，而不使用任何类型的腔。这些结果揭示了新的可能性，通过同时拉曼样模内和布里渊样模间散射过程的剪裁光-声相互作用。
2017-12-11 physics.app-ph physics.optics
Single-Mode Optical Waveguides on Native High-Refractive-Index Substrates
高折射率半导体光波导形成了现代光子集成电路（PIC）的基础，但是实现光限制的传统方法需要厚的低折射率支撑层，这阻碍了与电子器件的大规模共集成。为了解决这一挑战，我们提出了一个通用架构的单模波导，限制光在高折射率材料的原生基板上。我们的波导由一个高的纵横比鳍的引导材料包围较低的折射率的玻璃，是与标准的自上而下的制造技术兼容。所提出的波导几何结构消除了对硅光子学中的掩埋氧化物层以及InP基PIC中的InGaAsP层的需要，并且将允许在新兴材料平台（例如金刚石和SiC）上进行光子集成。
2016-01-06 physics.optics
Heating in Nanophotonic Traps for Cold Atoms
在纳米光子波导中被捕获并与光发生光学接口的激光冷却原子是量子光学基础研究以及量子通信和量子信息处理中的应用的强大平台。自从这种混合量子纳米光子的第一次实现以来，在各种实验环境中观察到的原子运动的加热速率通常超过可比的自由空间光学微陷阱中的加热速率约三个数量级。这种过度加热是实现某些协议和设备的障碍。它的起源至今仍然难以捉摸，在纳米光子陷阱中遇到的小于光波长的典型原子-表面分离处，许多效应可能潜在地有助于原子加热。在这里，我们从理论上描述了波导的机械振动对被引导的光场的影响，并提供了纳米光子陷阱中粒子-声子相互作用的一般理论。我们测试我们的理论，将其应用到激光冷却的铯原子的情况下，基于纳米纤维的双色光阱。我们发现预测的加热速率和实验测量值之间的定量协议。我们的理论预测，在这种情况下，占主导地位的加热过程源于光阱原子的光机械耦合的热占据弯曲机械模式的波导结构的连续。除了解开长期存在的基于纳米纤维的原子陷阱过度加热之谜，我们还研究了加热速率对相关系统参数的依赖性。我们的研究结果使我们能够提出几种策略，以尽量减少加热。最后，我们的研究结果也是高度相关的光学力学实验与介电纳米粒子，光学捕获接近纳米光子波导。
2019-11-19 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Electrically Tunable Optical Nonlinearities in Graphene-Covered SiN Waveguides Characterized by Four-Wave Mixing
我们提出了一个退化的四波混频实验氮化硅（SiN）波导覆盖栅石墨烯。我们观察到强烈的依赖性信号泵浦失谐和费米能量，即光学非线性被证明是电可调的。在带间吸收边（$2|E_F|\approx \hbarω$）附近，测量对应于石墨烯非线性薄层电导率$|σ_s^{(3)}|\approx4.3\cdot 10^{-19}$ A m $^2$ V $^{-3}$的波导非线性参数$\approx$ 6400 m $^{-1}$ W $^{-1}$的峰值。
2017-06-01 physics.optics
Blue-shifted dispersive waves and broadband UV emission using dual-core SiN waveguides
University of Twente（特温特大学）；University of Münster（明斯特大学）
利用双芯SiN波导实现蓝移色散波和宽波段紫外发射，通过高效输入耦合和孤子动力学产生超连续谱。
2025-12-16 physics.optics
Pulse area theorem in a single mode waveguide and its application to photon echo and optical memory in Tm3+:Y3Al5O12
该研究推导了单模波导中光与二能级原子系综作用的脉冲面积定理，将其推广至光子回波与量子存储场景，并首次在Tm³⁺:Y₃Al₅O₁₂激光直写单模波导中实现ROSE协议，实验结果与理论吻合。
2023-04-08 physics.optics quant-ph
Optically enhanced second harmonic generation in silicon oxynitride thin films via local layer heating
氮化硅中的强二次谐波产生（SHG）已被广泛研究，其中，激光诱导的Si 3 N4波导中的SHG增强。这种增强归因于相干光电流效应引起的全光极化。然而，用于Si 3 N4薄膜的类似工艺尚未报道。本文报道了在Si 3 N4薄膜中观察到的激光诱导3倍倍频增强效应。所观察到的增强具有许多类似于全光极化的特征，例如高度非线性的功率依赖性、累积效应或与Si_3 N_4-Si界面的连接。然而，低氧氮氧化硅薄膜的相同实验导致复杂的行为，包括激光诱导的SHG减少。通过深入的实验研究，我们认为这是由多光子吸收引起的热致倍频效应引起的。这种行为表明，SiOxNy-Si结构中光致SHG增强的起源可能是各种现象的复杂相互作用。
2022-12-19 physics.app-ph physics.optics
Programmable high-dimensional Hamiltonian in a photonic waveguide array
本文提出一种基于铌酸锂的11波导电光可编程波导阵列，通过22个电极独立调控哈密顿量项，在单一器件上实现多种凝聚态模型演化，等效于超过2500个静态器件。
2023-11-28 physics.optics quant-ph
Thin liquid film as an optical nonlinear-nonlocal medium and memory element in integrated optofluidic reservoir computer
了解光-物质相互作用，可以利用物理效应转化为现代集成光子学平台实现的新功能。在这里，我们介绍了集成光子学平台中光流体组件的设计和表征，并数值预测了一系列新型物理效应，这些效应依赖于热毛细作用驱动的波导模式之间的相互作用来改变光学薄液体介电膜的形貌。我们的研究结果表明，这种耦合引入了大量的自感相变在一个单一的通道波导，通过布拉格光栅波导和相邻波导之间的非局域相互作用的透射率。然后，我们采用的自诱导相变连同固有的内置的有限弛豫时间的液体膜，以证明其光驱动的变形可以作为一个水库计算机能够执行数字和模拟任务，其中的气液界面操作作为一个非线性致动器和光学存储元件。
2022-07-27 physics.flu-dyn physics.optics
Waveguide-integrated and portable optomechanical magnetometer
本文提出一种与硅芯片悬挂光波导集成的便携式光机械磁力计，采用FeGa磁致伸缩薄膜微盘谐振器，在环境条件下实现了高灵敏度与动态范围，并验证了便携设备的实用性。
2023-07-27 physics.app-ph physics.optics
Optical and thermal analysis of the light-heat conversion process employing an antenna-based hybrid plasmonic waveguide for HAMR
我们研究了一种锥形的混合等离子体激元波导，其先前已被提出作为光学有效的近场换能器（NFT）或其组件，在几种旨在利用纳米聚焦光的设备中。我们数值分析了光如何通过波导传输，并最终通过有效模式耦合和锥度优化聚焦。在这个优化过程中的关键尺寸参数确定，不仅是必要的，以实现最大的光吞吐量，但也最佳的热性能与特定的应用对热辅助磁纪录（HAMR）。它示出，现有的设备上构造类似的波导可以受益于散热器，以避免变形的等离子体激元元件，我们实现了没有成本的光学效率。对于HAMR，我们的设计能够在光学和热效率方面超越许多行业要求，使用相关的品质因数，如8.5%的光学效率。
2022-07-15 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
High-precision measurement of a propagation loss of single-mode optical waveguides on lithium niobate on insulator
我们展示了通过光学图案化结合化学机械抛光在绝缘体上的钛酸锂（LNOI）上制作单模光波导。所制造的LNOI波导具有约2.5微米（半峰全宽）的模场尺寸的几乎对称的模分布。我们开发了一种高精度的测量方法，通过该方法，单模波导的特征在于具有~0.042 dB/cm的传播损耗。
2019-06-08 physics.app-ph physics.optics
Quantum dot single photon source on SiN integrated with coupled crossover waveguides
Keio University（庆应义塾大学）；The University of Tokyo（东京大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所）
本研究通过耦合交叉波导结构实现InAs/GaAs量子点单光子源与SiN的混合集成，解决了GaAs与SiN之间的折射率不匹配问题，实现了高效光子传输与耦合。
2026-02-05 physics.app-ph physics.optics
Efficient spectroscopy of single embedded emitters using optical fiber taper waveguides
基于使用光纤锥形波导探测单发射器嵌入在薄介质膜的技术进行评估，通过数值模拟。对于一个适当的膜几何形状，光致发光收集效率超过10%的预测，超过了一个数量级的标准自由空间收集的效率。我们的研究结果表明，这些光纤锥形波导提供了良好的前景，执行有效的光谱的单发射器嵌入在薄膜中，如一个单一的自组装量子点在半导体膜。
2009-06-11 physics.optics quant-ph
High-index-contrast single-mode optical waveguides fabricated on lithium niobate by photolithography assisted chemo-mechanical etching (PLACE)
我们报道了在绝缘体上包覆一层SiO2的锂氧化物（LNOI）上制作低损耗单模波导。我们的技术，被称为光刻辅助化学机械蚀刻（PLACE），依赖于图案化的铬膜的掩模形状的飞秒激光微加工和随后的化学机械蚀刻的锂钛酸薄膜。高折射率对比度单模波导的测量具有0.13 dB/cm的传播损耗。此外，为了提高耦合效率，制作了波导锥。
2020-05-03 physics.app-ph physics.optics
Fiber-coupled semiconductor waveguides as an efficient optical interface to a single quantum dipole
本文从理论上研究了单量子偶极子与光纤耦合半导体波导模式的相互作用。通过紧密的模式限制和相位匹配的倏逝波耦合的组合，我们预测，大约70%的偶极子的发射可以被收集到一个单模光纤。计算进一步表明，偶极子强烈修改通过系统的谐振光传输，超过一个数量级的变化可能为适当选择的光纤波导耦合器的几何形状。
2009-09-17 physics.optics quant-ph
High-speed waveguide integrated silicon photodetector on a SiN-SOI platform for short reach datacom
提出了一种基于SOI平台的波导集成高速硅光电探测器，用于850 nm波段的短距离数据通信。我们证明了波导耦合硅针光电探测器的响应度为0.44 A/W，在25 V的偏压。通过SiN光栅耦合器耦合飞秒激光源来评估光电探测器的频率响应。我们估计在20 V偏压下的3dB带宽为14 GHz，这是波导集成硅光电探测器的最高带宽。我们还提出了详细的光电直流和交流特性的制造设备。所展示的集成光电探测器可以实现用于短距离数据通信和连接的缩放的集成解决方案。
2019-04-11 physics.app-ph physics.optics
