Plasmon-Exciton-Polariton Lasing
金属纳米结构提供了一个工具包，用于产生低于衍射极限的相干光。基于等离子体激元的激光依赖于发射体（诸如有机荧光团）的粒子数反转以及由等离子体激元共振提供的反馈。在这种被称为弱光物质耦合的状态下，系统的辐射特性可以用Purcell效应来描述。分子激子与等离子体激元结构产生的电磁场之间的强轻物质耦合导致了被称为等离子体激子极化激元（PEP）的混合准粒子的形成。由于这些准粒子的玻色子性质，激子极化激元凝聚可以导致在比传统光子激光器低得多的阈值功率下的类激光发射。在这里，我们观察到PEP激光通过一个黑暗的等离子体激元模式在一个低阈值的金属纳米粒子阵列中的光泵的有机系统。有趣的是，尽管活性材料的量子效率降低，但通过增加轻物质耦合的程度来降低激光的阈值功率，突出了导致激光的超快动力学，即，受激散射这些结果展示了一个独特的室温平台，用于探索开放腔结构中激子极化激元的物理学，并为将这种片上激光器件与当前光子学和有源超材料平面技术集成铺平了道路。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall 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
Coherent topological polariton laser
拓扑概念已被应用到广泛的领域，以成功地描述出现的强大的边缘模式，不受散射或无序。在光子学中，观察到拓扑保护模式产生激光的迹象，并改善了整体激光特性。在这里，我们研究激子极化激元微腔陷阱，排列在一个一维的Su-Schrieffer-Heeger晶格，并形成一个拓扑缺陷模式，我们明确地观察到高度相干的极化激元激光。此外，我们证实了激子的贡献极化激元激光通过施加外部磁场。这些系统的实验结果的鲁棒的激光和高时间相干性精心再现的广义Gross-Pitaevskii模型和Lindblad主方程模型的组合。因此，通过使用相对简单的SSH几何，我们能够描述和控制激子-极化激元拓扑激光，允许更深入地了解微激光器的拓扑效应。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single-mode magnon-polariton lasing and amplification controlled by dissipative coupling
通过调节耗散耦合强度实现单模磁极子激光与放大，揭示了耗散耦合合作度在控制相变中的关键作用。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Manipulating Coherent Light Matter Interaction: Continuous Transition between Strong Coupling and Weak Coupling in MoS2 Monolayer Coupled with Plasmonic Nanocavities
超紧凑纳米腔中的表面等离子体激元与二维材料中激子之间的强相互作用，因其有望实现室温下的极化激元器件而引起了人们的广泛兴趣。在这里，我们提出了一个连续的过渡，从弱耦合到强耦合激子之间的二硫化钼单层和高度本地化的等离子体超紧凑的纳米天线。纳米天线由位于金膜上的银纳米立方体组装而成，并由介电间隔层隔开。我们观察到的光致发光增强1570倍，在弱耦合制度的混合纳米腔厚的间隔层。通过减小间隔层的厚度，激子和等离子体激元之间的相互作用被直接促进到强耦合区。在室温下观察到了极化激元的形成，其拉比分裂高达190 meV，这是二维材料中报道的最大的等离子体激元-激子拉比分裂。数值计算量化了耦合强度、局域态密度和间隔层厚度之间的关系，揭示了纳米腔中弱耦合和强耦合的转变。研究结果为等离子体激元-激子相互作用系统的设计提供了指导。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of the transition from lasing driven by a bosonic to a fermionic reservoir in a GaAs quantum well microcavity
我们表明，通过监测的自由载流子水库在GaAs基量子阱微腔下的非共振脉冲光泵浦，激光支持的费米子水库（光子激光）可以区分激光支持的玻色子水库（极化激元激光）。通过测量直接沉积在微腔量子阱上的横向接触之间的光电流来探测载流子密度，所述微腔量子阱通过湿化学蚀刻而部分暴露。我们确定了两个明确的阈值的输入-输出特性的光致发光信号，可以归因于极化激元和光子激射，分别。探测的光电流的功率依赖性显示出一个独特的扭结在阈值功率的光子激射由于增加的自由载流子的辐射复合作为受激发射到腔模式集。另一方面，在极化激元激光阈值处，发光的非线性增加是由激子极化激元到基态的受激散射引起的，激子极化激元对光电流没有直接贡献。
2017-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polariton lasing in AlGaN microring with GaN/AlGaN quantum wells
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；University of Bath（巴斯大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本研究在基于GaN/AlGaN平板波导的微环谐振器中实现了4K至室温的紫外极化激元激射，证实强激子-光子耦合且激射发生在莫特转变密度以下，为可集成的室温高速紫外光子器件奠定基础。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spatiotemporal control of surface plasmon polariton wave packets with nanocavities
通过原子和材料共振的方式调制光学指数为控制自然和人工制造的材料中的光传播提供了基础。此外，最近在超短激光脉冲的时空耦合调谐方面的进展已经使得对光的群速度的几乎任意控制成为可能。在这里，使用飞秒时间分辨显微镜和数值计算，我们调查的时空动力学的表面等离子体激元波包（SPP WP）与等离子体纳米腔相互作用。该纳米腔由金属-绝缘体-金属多层膜组成，其功能为亚波长元原子，具有可调谐的离散本征模。当啁啾诱导的飞秒SPP WP入射到纳米腔上时，只有与谐振能量匹配的光谱分量被透射。这种光谱削波效应伴随着WP的空间移位。通过控制谐振能量或啁啾，可以在正方向或负方向上调节偏移。如果这种空间位移被视为纳米腔中的表观群速度的调制，则调制的范围包括超光速、亚光速和负群速度。
2021-03-12 physics.optics
Direct Observation and Optical Manipulation of Exciton-polariton Parametric Scattering Lasing in Temporal
本研究在室温下利用双光子吸收首次直接观测并光学放大了非简并激子-极化激元参量散射激光，通过超快光学触发实现了信号态的调制，并测得0.4ps的响应时间，为极化激元光电器件提供了新调制途径。
2025-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room-Temperature Polariton Lasing from CdSe core-only Nanoplatelets
本研究通过改进4层纯核CdSe纳米片合成工艺，结合等离子体Al纳米颗粒晶格构建开腔系统，证实其处于强耦合区并实现室温极化激射，阈值较同类光子激射低25倍，为激子极化激元调控提供简便方案，可应用于多领域。
2024-04-12 physics.optics
Mode switching dynamics in organic polariton lasing
利用二阶累积量方程方法研究了有机微腔中多模极化激元激光的动力学性质。通过观察光子模式占据的时间演化，我们发现，如果在时间积分模式占据中观察到多个激射峰，其原因可能是双模激射或几种模式之间的时间切换。前者发生在一个狭窄的参数范围内，而后者发生得更广泛。我们发现，时间开关的起源是不同的弱耦合和强耦合制度。在弱耦合时，斜率效率是决定性因素，而在强耦合时，斜率效率是本征模和增益谱在泵浦时的变化。这种差异揭示了通过调查的光致发光和动量分辨增益谱。我们的研究结果强调了了解的人口的时间演化的重要性时，表征的多模极化激元系统的激光行为，并显示这些功能之间的弱耦合和强耦合的不同。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Ultra-low threshold polariton lasing in photonic crystal cavities
作者给出了限制在L3光子晶体腔中的激子极化激元激光的实验证据。样品是基于在空气中的InP膜含有五个InAsP量子阱。观察到的阈值低至120 nW的极化子激光，低于莫特过渡，而观察到的泵浦功率高出一至三个数量级的常规光子激光。
2011-08-24 cond-mat.other physics.optics
Dirac Cones and Room Temperature Polariton Lasing Evidenced in an Organic Honeycomb Lattice
本研究在有机蜂窝晶格中证实了狄拉克锥和室温极子激光，利用高质光学晶格和荧光蛋白实现常温下相干极子凝聚态。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polariton Condensation and Lasing
评述了微腔中极化激元凝聚与半导体腔结构中标准激光的异同。本文还评述了近年来有关“光子凝聚”的实验。
2012-05-25 cond-mat.quant-gas physics.optics
Approaching the Purcell factor limit with whispering-gallery hyperbolic phonon polaritons in hBN nanotubes
在纳米尺度上增强的光-物质相互作用是非线性光学、量子光学和纳米光子学的基础，这些对于包括单光子源、纳米激光器和纳米传感器在内的广泛应用至关重要。在这种情况下，强限制极化激元和低损耗纳米腔的组合提供了一种有前途的方式来增强光-物质相互作用，从而产生高密度的光学状态，如通过所谓的Purcell因子量化的-光量子发射体的衰减速率与其在自由空间中的值的比率。在这里，我们利用hBN纳米管（BNNT）中的回音壁双曲声子极化激元（WG-HPhP）模式来证明由声子极化激元的深亚波长限制和这些原子光滑纳米腔中的低本征损耗驱动的创纪录的高Purcell因子（~10^12）。此外，测得的Purcell因子随着BNNT半径的减小而增加，减小到5 nm，在单壁BNNT中，这一结果外推到~10^14。我们的研究支持一维纳米管中的WG-HPhP模式作为研究超强光-物质相互作用的强大平台，这为单分子传感器和纳米激光器的应用开辟了令人兴奋的前景。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spontaneous symmetry breaking in a polariton and photon laser
本文报道了在半导体微腔中同时观测到强耦合和弱耦合两种情况下的自发对称性破缺和长程空间相干。在脉冲激发下，在极化激元和光子激光机制中观察到随机序参量的形成。单次测量的斯托克斯矢量的排放表现出的随机偏振的建设。在阈值以下，偏振噪声不超过10%，而在阈值以上，我们观察到在每个激发脉冲之后高达50%的总偏振，而在整个脉冲上平均的偏振保持接近零。在极化激元和光子激光两种情况下，随机极化的建立都伴随着空间相干性的建立。我们发现，在极化激元和光子激射两种情况下，玻色-爱因斯坦凝聚都满足自发对称性破缺的Landau判据和长程序的Penrose-Onsager判据.
2012-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Low-threshold directional plasmon lasing assisted by spatially coherent surface plasmon polaritons
我们从理论上提出了方向性，低阈值等离子体激元激光在近红外和可见光波长利用空间相干表面等离子体激元。阈值激光所需的增益强度可以通过兼容的结构参数在很大程度上调谐下来。我们的计算表明，不超过65厘米$^{-1}$在193.5太赫兹（1.55 $μ$ m）或267厘米$^{-1}$在474太赫兹（0.633 $μ$ m）的增益系数足以补偿阈值激光金属薄膜的耗散;这些值小于任何报告的研究在相同的频率。这些发现提出了一个平面固态等离子体激元激光，是高效和空间相干的路线。
2011-06-08 physics.optics
Organic polariton lasing and the weak- to strong-coupling crossover
在实验实现了有机分子的室温极化激元激光之后，我们提出了一个微观模型，该模型使我们能够探索从弱到强的物质-光耦合的交叉。我们考虑了一个非平衡Dicke-Holstein模型，它既包含了与振动模的强耦合，又包含了强物质-光耦合，给出了该模型在热力学极限下的相图。本文讨论了极化激元激光的机理，揭示了一个自调谐过程，并指出了常规染料激光器与有机极化激元激光器的联系和区别。
2018-08-23 cond-mat.quant-gas physics.optics
Non-Hermitian Topological End-Mode Lasing in Polariton Systems
我们预测了在一维激子-极化激元凝聚晶格中存在非厄米拓扑保护的端态，其中拓扑跃迁由激光泵浦模式驱动。我们证明了端态的数目可以用一个陈数和一个基于威尔逊圈的拓扑不变量来描述。我们发现，这种转变是由于{ \it强制的异常点}而产生的，这可以直接从大量布洛赫波函数中预测。这使我们能够建立一种新的类型的体积边界对应的非厄米特系统和计算的开链的相图解析。最后，我们展示了拓扑激光的一个单一的端模在一个现实的模型的微腔晶格。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Mapping the strong-to-weak coupling crossover in polymer-film microcavity lasers
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）
研究通过调控微腔长度，揭示了聚合物膜激光从极子激光到光子激光的转变，展示了阈值增益和能级蓝移的普遍特性。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrical switching of a chiral lasing from polariton condensate in a Rashba-Dresselhaus regime
本文提出一种基于液晶与CsPbBr₃钙钛矿腔的电可调器件，利用Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合调控极化激元凝聚体的手性激光发射，并通过电压实现手性发射的开关切换。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Temperature Dependence of Highly Excited Exciton Polaritons in Semiconductor Microcavities
半导体微腔中极化激元凝聚的观测表明，极化激元可以作为一种新型的低输入功率要求的激光器。低激发区近似相当于热平衡，而较高的激发导致更占主导地位的非平衡特征。虽然在高激发态下实验观察到了标准光子激射，但理论上在高激发态下仍能保持电子-氢对束缚。因此，不同的光子激射机制的光致发光被预测为与标准的光子激射不同。在本文中，我们报告的光致发光的变化与激发密度的温度依赖性。过渡到标准光子激射的第二阈值行为在低温、高激发功率状态下没有测量到。我们的研究结果表明，可能仍然有一个电子-空穴对在这个制度，以提供一个不同的光子激光机制。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Intersubband polariton -- LO phonon interaction in mid-infrared non-dispersive cavities: experimental demonstration of spontaneous scattering and perspectives towards polariton lasing
本文实验证实中红外非色散腔中子带间极化激元与纵光学声子的自发散射，并用量子力学模型证明泵浦-探测方案可实现受激过程，进而提出实现极化激元光学增益的实验条件。
2025-09-17 physics.optics
Directing random lasing emission using cavity exciton-polaritons
随机激光是一种发生在具有光学增益的无序结构中的有趣现象。在这种激光器中，光的光的散射为激光作用提供了必要的反馈。由于光散射，随机激光系统在所有方向上发射，与常规激光器的定向发射相反。虽然在某些情况下可能需要这种特性，但大多数应用仍然需要控制发射方向性。此外，众所周知，腔激子-极化激元的激发具有内在的方向性。作为激子态和腔模的叠加的腔极化激元的每个波长（能量）对应于明确定义的传播方向。我们证明，在这篇文章中，耦合发射的二维随机激光与腔极化激元共振允许控制的随机激光的发射方向。这导致定向随机激射，其相对于微腔轴的发射角可以通过改变腔失谐而在大范围的角度内调谐。在这项工作中实验达到的发射角为15.8 $^\circ$和22.4 $^\circ$。
2020-01-30 physics.optics
High quality nanocavities through multimodal confinement of hyperbolic polaritons in hexagonal boron nitride
本研究首次在六方氮化硼中利用双曲极化激元的多模态干涉实现类连续谱束缚态纳米腔，获得体积小至23x23x3 nm^3、品质因子超400的腔体，为深亚波长光约束提供新机制。
2023-12-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Helical polariton lasing from topological valleys in an organic crystalline microcavity
拓扑光子学为发展具有强无序免疫光传输和可控螺旋度的光子器件提供了重要平台。光子与激子（或极化激元）的混合产生了具有手征模式的非平凡极化激元带，允许在强耦合光物质系统中操纵螺旋激光器。在这项工作中，我们证明了螺旋极化激元激光从拓扑谷的有机各向异性微晶腔的基础上定制的本地非平凡带几何。这种偏振激元激光器沿不同的角度方向发射不同螺旋度的光。通过非线性弛豫过程实现了显着增强的手征特性。螺旋拓扑极化激元激光器为探索光-物质相互作用的新拓扑现象和发展基于极化激元的自旋电子器件提供了一个理想的平台。
2021-10-26 cond-mat.quant-gas physics.optics
Nanophotonics with 2D Transition Metal Dichalcogenides
二维过渡金属二硫属化物（TMDC）最近已成为用于若干光电应用的有吸引力的半导体材料，诸如光电探测、光捕获、光电晶体管、发光二极管和激光器。它们特别有吸引力，因为它们的带隙位于可见光和近红外范围内，并且它们具有强激子共振，高振子强度和谷选择性响应。将这些材料耦合到光学纳米腔增强了激子发射的量子产率，从而实现了先进的量子光学和纳米光子器件。在这里，我们回顾了基于单层TMDC耦合到等离子体和介电纳米腔的混合激子极化激元结构的最新进展。首先，我们一般讨论二维WS 2，WSe 2，MoS 2和MoSe 2材料的光学性质，特别注意它们的能量和光致发光/吸收光谱，激子精细结构，激子形成和谷去极化的动力学。然后，我们讨论了混合激子极化激元结构中的光-物质相互作用。最后，我们专注于弱耦合和强耦合制度在单层TMDCs为基础的激子极化激元系统，展望研究方向和未来的机会，基于这种新的材料平台。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room-temperature exceptional-point-driven polariton lasing from perovskite metasurface
本文利用纳米压印光刻制备的钙钛矿超表面，通过连续域中束缚态附近的奇异点实现室温极化激元激光，验证了无布拉格反射镜平面腔中的低阈值受激发射，并展示了高方向性输出及片上集成兼容性。
2023-04-19 physics.app-ph physics.optics
Whispering gallery quantum well exciton polaritons in an Indium Gallium Arsenide microdisk cavity
本文首次在砷化铟镓量子阱填充的砷化镓微盘腔中观测到回音壁激子极化激元，通过温度和半径调谐测得5–10 meV拉比劈裂，并建立解析量子模型，高功率下进一步实现极化激元激射。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultra-low threshold polariton condensation
我们证明了凝聚的微腔极化激元与一个非常尖锐的阈值发生在两个数量级的泵浦强度比以前的示威凝聚。长的腔寿命和捕获和泵浦的几何形状是实现这种低阈值的关键。极化子凝聚，或“极化子激光”长期以来一直被认为是一种有前途的相干光源，其阈值低于传统激光，这些结果表明有方法使该阈值更低。
2016-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas 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
A generalized Gross-Pitaevskii model for intersubband polariton lasing
我们开发了一个广义的Gross-Pitaevskii方法的驱动耗散动力学的子带间极化激元在图案化的平面微腔中的腔模式是强耦合到掺杂量子阱的子带间跃迁。带间激子极化激元的情况下，突出了实质性的差异，特别是辐射衰减的非马尔可夫特征。该方法的准确性进行了验证的线性反射性能的腔，定量再现实验观察。然后将该理论框架应用于非线性区域，研究了子带间极化激元的光学参量振荡过程。我们的研究结果打开了有趣的观点，鉴于新颖的相干激光源在中红外和远红外操作。
2019-03-25 cond-mat.quant-gas physics.optics
Kagome Flatbands for Coherent Exciton-Polariton Lasing
支持狄拉克锥和平带色散的Kagome晶格是众所周知的高度受挫的二维晶格系统。特别是其中的平带基于它们与拓扑秩序、相关性和挫折的联系而吸引了持续的兴趣。在这项工作中，我们实现了耦合微腔实现的可果美晶格托管激子极化激元量子流体的光。我们证明了精确的控制平带的色散以及选择性的激子极化激元到平带的凝聚。随后，我们专注于空间和时间的相干性的激光发射从这些极化激元凝聚体，是紧密相连的系统的平带性质。值得注意的是，我们发现一个急剧增加的相干时间，由于平带凝聚的本地化。我们的工作表明，激子极化激元系统的平带态的详细研究作为一个平台，在紧凑的局域态，包括强相互作用，拓扑结构和非线性微激光阵列的突出的适用性。
2020-11-21 physics.optics
Fully Integrated Perovskite Polaritonic Circuits with Tunable Lasing and Nonlinear Amplification
本研究提出了一种完全集成的钙钛矿极子电路，实现了室温相干激光和非线性放大，为低功耗高非线性光子电路提供了新方案。
2025-12-02 physics.optics
Coherent amplification and lasing of weak surface-plasmon polaritons in a negative-index metamaterial with a resonant atomic medium
表面等离子体激元（SPPs）激光需要粒子数反转，效率低，光谱特性差。我们开发了一种无反转的量子等离子体波导的概念，利用单向超辐射SPP发射的辐射产生强烈的相干表面等离子体光束。我们的方案包括一个共振驱动的冷原子介质在无损介质位于超低损耗负折射率超材料~（NIMM）层。我们提出在原子介质和NIMM层界面内产生等离子体场的单向超辐射，并通过引入超辐射SPP波和耦合激光场之间的相位匹配来实现放大的SPP。我们还建立了弱调制等离子体激元场和原子系综的集体振荡之间的参数共振，从而抑制稳定放大的定向极化激元模式的退相干。我们的方法结合了原子介质的量子增益，得到了超辐射SPP波相干放大的充分条件，并将此方法应用于与弱极化激元波耦合的原子介质的量子动力学。我们的波导配置作为一个表面等离子体激元激光器和量子等离子体激元晶体管，并打开了前景，设计可控的纳米尺度激光器的量子和纳米光子应用。
2020-10-15 physics.optics
Crossover from exciton-polariton condensation to photon lasing in an optical trap
本文通过对比单光斑与环形激发实验，发现环形激发可在光学陷阱中依次实现激子-极化激元凝聚和光子激射的双阈值行为，并揭示了限制势来源于极化激元-激子库排斥作用及自由载流子引起的折射率变化，为新型材料中实现多相光子凝聚体提供了途径。
2023-08-08 cond-mat.quant-gas physics.optics
Schlieren texture induced Anderson localization in an organic exciton-polariton laser
本研究利用液晶共轭聚合物中的Schlieren织构实现极化激元面内Anderson局域化，在高Q微腔中获得136 fJ/脉冲的超低激射阈值，并使金属微腔可用于低阈值激射与未来电泵浦集成。
2023-04-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Exciton-Polaritons in Hybrid Inorganic-organic Perovskite Fabry-Pérot Microcavity
激子-极化激元在半导体微腔中产生的长程空间相干和玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）等效应在低阈值激光、涡旋和慢光等方面具有潜在的应用价值。进一步探索具有更强激子-光子相互作用强度的新型半导体微腔具有广泛的应用前景。在此，我们证明了室温光子激子强耦合在混合无机-有机CH_3 NH_3 PbBr_3 Fabry-Pérot微腔的第一次。真空Rabi分裂能量高达~390 meV，这归因于光学微腔中大的振子强度和光子约束。随着抽运能量的增加，载流子屏蔽效应使激子-光子耦合强度减弱，导致产生光子激光而不是偏振激光。钙钛矿微腔中光子和激子之间的强耦合将有助于开发高性能的基于极化激元的非相干和相干光源，非线性光学和慢光应用。
2017-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz amplification and lasing in pump-probe experiments with hyperbolic polaritons in h-BN
本文从Floquet光学材料与光子时间晶体视角研究hBN中约25 THz泵浦诱导的极化激元态，揭示2 THz处光放大与参量不稳定性，并阐明其频率范围受泵浦强度和薄板厚度调控，为太赫兹非线性增强与实际应用提供新途径。
2024-02-23 physics.optics
Lasing in optically induced gap states in photonic graphene
本文报道了耦合微柱蜂窝晶格中局域带隙态的极化激元激光。本地化的模式是由激发光束所产生的光学潜力，不需要额外的工程，否则均匀的极化激元晶格。间隙状态的空间形状产生于由激发光束和底层晶格的六边形对称性产生的圆柱势的轨道角动量本征模的相互作用。我们的研究结果提供了深入的工程缺陷状态的二维晶格。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Polariton lasing in Mie-resonant perovskite nanocavity
本研究利用CsPbBr$_3$纳米颗粒中的激子-极化激元凝聚和Mie共振，实现了深度亚波长可见光纳米激光器，具有低阈值和易集成优势。
2023-05-22 physics.optics
Elucidation of lasing mechanism in all-inorganic perovskite microcavity with exciton/free-carrier hybrid nature
卤化铅钙钛矿在包括激光器件在内的各种光电应用中具有很高的前景。然而，描述该材料族中激光行为的基本物理学尚未得到系统的研究，因此详细的激光机制仍然被掩盖。在这里，我们证明了全无机钙钛矿显示出基于新原理的激光发射。一系列的光致发光实验结果表明CsPbBr 3单晶的激发态具有自由载流子性质。另一方面，在微腔的形式中，CsPbBr 3单晶显示出来自极化激子激发态的发射，证明了激子性质的共存。还观察到了室温极化激元激光。这种前所未有的机制，即基于自由载流子库的极化激元激光，是通过CsPbBr 3的激子/自由载流子混合性质来实现的。
2020-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Optomechanical lasing and domain walls driven by exciton-phonon interactions
本文从理论上研究了强非线性条件下平面半导体纳米结构中光泵激子与声波的相互作用。我们开始与多模光机械激光制度的光泵频率{以上}激子共振和演示宽带混沌激光光谱。我们还预测形成的光机械非线性驱动的光泵激子共振{以下}的传播光机械畴壁。域壁的稳定性条件进行了分析研究，并与直接数值模拟。我们的结果适用于非线性声传播的量子阱阵列或在平面上的布拉格半导体微腔托管激子极化激元。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Efficient anisotropic polariton lasing using molecular conformation and orientation in organic microcavities
有机激子-光子偏振激元激光器是实现室温下高效相干光源的理想光源。虽然它们的阈值现在与传统的有机光子激光器相当，但作为进一步提高其性能的手段的分子构象和取向的调谐在很大程度上仍未被探索。在这里，我们首次报道了基于高Q值微腔的极化激元激光器的阈值降低了两倍，该微腔填充有聚（9，9-二辛基芴）（PFO）的活性层，当引入15%的β相构象时。然后，我们利用PFO的液晶特性，并使用薄的透明的硫酸染料1（SD 1）的光致取向层，以诱导均匀的聚合物链的取向。由此产生的跃迁偶极矩取向增加了Rabi能量，使系统进入超强耦合状态，我们观察到各向异性极化激元激光，吸收阈值降低了8倍，平行于取向的方向降低到1.14 pJ / 0.36 μJcm-2，沿正交方向没有发射。据我们所知，该阈值低于用最先进的光泵浦有机垂直腔表面发射光子和极化激元激光器所证明的阈值。这一演示为更有效的极化激元器件和在低极化激元数下观察基本效应开辟了新的机会。
2022-02-21 cond-mat.soft physics.optics quant-ph
Lasing in topological edge states of a 1D lattice
拓扑描述不受平滑扭曲影响的特性。其主要标志是出现位于具有不同拓扑不变量的区域之间边界处的边缘状态。这一特性为在纳米和微米尺度系统中捕获光提供了新的机会，这些系统会受到制造缺陷和环境引起的变形的影响。在这里，我们显示激光在这样的拓扑边缘状态的一维晶格的极化激元微柱，实现了一个轨道版本的苏-施里弗-希格哈密顿。我们进一步证明，激光在这些状态下持续的晶格局部变形。这些结果开辟了实现手征激光器的时间反转对称性破缺系统，并结合极化激元相互作用时，非线性拓扑光子学的研究。
2017-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Intersubband polariton-polariton scattering in a dispersive microcavity
采用非共线泵浦-探测结构和相位稳定的中红外脉冲，直接在GaAs/AlGaAs量子阱色散腔的能带结构内研究了子带间极化激元的超快散射动力学.在~25 THz的频率和有限的面内动量$k_{||}$下选择性激发较低的极化激元，导致在$k_{||}=0$处出现探针反射率的窄带最大值。一个量子力学模型确定的基本微观过程作为受激相干极化激元-极化激元散射。这些结果标志着一个重要的里程碑，量子控制和玻色子激光在定制的极化激元系统在中红外和远红外。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrically Controlled Plasmonic Lasing Resonances with Silver Nanoparticles Embedded in Amplifying Nematic Liquid Crystals
我们研究了银纳米粒子在染料掺杂的液晶中的电控相干随机激光，记录了与外电场相关的发射强度和频率分裂。提出了一个修正的速率方程模型来解释所观察到的相干激光，这是由Ag粒子的等离子体激元-极化激元近场引起的激光染料分子的布居数反转和激光模的光学能量密度的双重增强的表现。激光共振在弱外加场中的显著猝灭是由于NLC主体的不规则指向矢波动引起的动态光散射，其洗掉了不同粒子palsmon-polariton场之间的相干干涉。这提供了一个证据，以支持目前的激光共振是非常敏感的主介质中的介电扰动，因此可能与一些耦合的金属纳米粒子的等离子体振荡。
2014-05-05 physics.optics
The crossover between lasing and polariton condensation in optical microcavities
我们研究了一个模型的光子模式偶极耦合到介质中的两个能级振荡器在存在的退相过程中引入耦合到外部浴。退相干过程可以分为对破坏或非对破坏，类似于超导体中的磁性或非磁性杂质。在不存在退相的情况下，该模型的基态是在激发光谱中具有间隙的极化激元凝聚。增加的成对破坏参数$γ$减少的差距，这成为零，在一个临界值$γ_{C1}$ ;对于大$γ$，传统的激光制度获得的方式，证明其密切类似于一个无间隙的超导体。相比之下，弱的非对破缺过程对凝聚体或间隙的存在没有定性的影响，尽管它们导致激发的不均匀加宽。
2002-04-12 cond-mat physics.optics quant-ph
Surface-Plasmon-Polariton Laser based on an Open-Cavity Fabry-Perot Resonator
近年来，人们对小尺寸激光器的开发越来越感兴趣，这些激光器在小体积传感和片上光通信中具有潜在的应用。表面等离子体激元是一种被限制在金属-电介质界面上的电磁模式，它提供了一种有效的途径，当与增益介质接触时被共振放大时，可以实现纳米尺度的激光发射。在这里，我们实现了可见光频率超窄线宽激光在室温下利用表面等离子体在一个开放的法布里-珀罗腔中传播形成的平坦的金属表面涂有亚波长厚层的光泵浦增益介质和正交约束的一对平坦的金属侧壁。低微扰传输配置采样的激光等离子体激元模式是通过一个渐逝耦合凹进的纳米缝，开辟了道路，高品质因数的折射率与开放腔相互作用的分析物的传感。
2016-10-12 physics.optics
Demonstration of coherent emission from high-$β$ photonic crystal nanolasers at room temperature
报道了基于InAsP/InP量子点的光子晶体纳米腔在室温和通信波长下的激光发射。这种具有小模态体积和高品质因数的激光腔显示出高的自发发射耦合因数β。通过测量二阶自相关函数证实了激光发射。观察到从混沌到相干辐射的平滑过渡，并且在8倍阈值功率下获得相干辐射。
2010-03-25 physics.optics
Lasing and high temperature phase transitions in atomic systems with dressed state polaritons
研究了腔中高密度二能级原子与泵浦光场非共振相互作用系统中的高温相变基本问题。在原子缀饰态（DS）布居热化的框架下研究了OCs。在强原子-场耦合条件下，我们分析了原子DSs热化过程导致的序参量代表腔模实振幅时的磁平衡超辐射相变问题。这种转变也与发生在腔中的低支（LB）DS-极化激元的凝聚（相干）特性有关。为了描述非平衡相变，我们导出了能解释腔衰减率、碰撞衰减率和自发发射的类Maxwell-Bloch方程。本文详细研究了抽运场与原子跃迁频率正失谐和负失谐时，利用原子DS能级跃迁到激光场形成的各个方面。结果表明，对于正的原子光失谐量，在准平衡态DS布居存在的情况下，可以获得DS激光，这种情况对应于在非共振极限下具有反转的真实二能级原子系统。
2013-11-17 physics.optics quant-ph
Non-epitaxial perovskite polariton laser diode operating under direct current
本文提出将溶液生长CsPbBr3微片与单壁碳纳米管电极集成并嵌入光学微腔，在8 K和65 μA直流下实现强耦合区极化激元激光。
2025-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Radiative Emission of Polaritons Controlled by Light-Induced Geometric Phase
极化激元-在腔中形成的混合光物质状态-强烈改变底层物质的性质。在光学或等离子体纳米腔中，极化激元通过腔的辐射发射而衰减，这在实验上是可获得的。由于分子与量子化辐射场的相互作用，极化激元呈现出光致圆锥相交（LICI），这对分子极化激元的核动力学有着重要的影响。我们表明，超快辐射发射从较低的极化激元的几何相位所施加的LICI控制。这一发现提供了深入了解的过程中的排放，而且，允许一个计算这些信号的增强玻恩-奥本海默近似的极化激元与几何相位项。
2022-10-12 physics.chem-ph physics.optics
Soliton formation in a bound state in the continuum GaN waveguide polariton laser
Laboratoire Charles Coulomb, Université de Montpellier, CNRS（蒙彼利埃大学查尔斯·库隆实验室）；Institut Pascal, PHOTON-N2, Université Clermont Auvergne, CNRS, Clermont INP（克莱蒙奥弗涅大学帕斯卡尔研究所）；B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院B.维尔金低温物理与工程研究所）；Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, Universität Siegen（锡根大学自然科学技术学院）；CRHEA, Université Cote d’Azur, CNRS（蔚蓝海岸大学CRHEA研究中心）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学纳米科学和纳米技术研究中心）
研究氮化镓波导中连续体极化激元束缚态，通过泵浦增加观察到极化激元激光及孤子形成，由负质量BIC与排斥性相互作用共同诱导，评估了相关能量和波函数随泵浦功率的变化。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
