Spectral Compression of Narrowband Single Photons with a Resonant Cavity
我们实验证明了一个光谱压缩计划预示着单光子与窄光谱带宽约795 nm，通过四波混频产生的冷Rb-87原子云。该方案是基于一个非对称腔作为色散介质和一个简单的二元相位调制器，并可以，在原则上，没有任何光损耗。我们观察到从20.6 MHz到小于8 MHz的压缩，几乎匹配相应的原子跃迁。
2020-01-02 physics.optics quant-ph
An asymmetric dual-loop feedback scheme with optimized second delay time to suppress spurious tones and timing jitter of self-mode-locked quantum dash lasers
本文提出了一种非对称双环反馈方案来抑制传统单、双环反馈自锁模量子冲激光器中的外腔边模。在这封信中，我们通过优化第二延迟时间的长度来实现对杂散音的最佳抑制。我们观察到，与单环反馈相比，腔长差异较大（约8倍）的非对称双环反馈消除了所有外腔侧模，并产生了接近主峰的平坦RF光谱，具有较低的定时抖动。还观察到RF线宽的显著减小和定时抖动的减小作为增加的第二反馈延迟时间的函数。基于这种反馈配置的实验结果验证了最近发表的数值模拟的预测。这种有趣的非对称双环反馈方案为基于锁模激光器的无边带光电振荡器提供了最简单、有效和成本有效的稳定。
2018-02-16 physics.ins-det physics.optics
Photonic temporal-mode multiplexing by quantum frequency conversion in a dichroic-finesse cavity
正交时间模（TM）形成了一个场正交的、连续可变的自由度，原则上是无限维的，为量子信息科学和技术创造了一个有前途的资源。理想量子脉冲门（QPG）是一种能够复用和解复用具有相同载波频率、空间模式和偏振的时间正交光脉冲的器件。QPG是使用正交时间模式作为高维量子信息存储和处理的基础的主要使能技术。使用具有时变泵浦或控制场的非线性光学参数过程的QPG实现的最大障碍是对可实现的时间模式选择性的限制，其被定义为与单位效率相结合的完美TM辨别。我们提出了使用脉冲非线性频率转换的光学腔中有很大的不同的精细度为不同的频率，以实现一个几乎完美的TM-选择QPG在低损耗集成光学平台。
2017-08-08 physics.optics quant-ph
Atom assisted cavity cooling of a micromechanical oscillator in the unresolved sideband regime
在高不可分辨边带区研究了光机械腔中全同二能级原子系综的机械振子的基态冷却。该体系表现出电磁诱导的类双折射量子干涉效应。与腔场的相互作用引起原子模和机械模之间的间接耦合。在存在这种相互作用的情况下，噪声频谱得到修改，并导致不对称的冷却和加热速率。利用量子主方程，研究了平均声子数随时间的演化，观察到机械谐振器中的平均声子占有率表现出基态冷却。
2016-02-27 physics.optics quant-ph
Exceptional Points in an Specialty Microcavity: Interplay between State-Conversion and Cavity Control Parameters
利用增益-损耗辅助光学微腔的散射矩阵，分析了异常点附近非对称态转换与腔控参数之间的相互影响，在切换过程中耦合态占据的面积最小的情况下，实现了最大的转换效率和最小的非对称性.
2018-03-14 physics.optics
Symmetric and Asymmetric Quantum Rabi Model
本文提出一种修正的Jaynes-Cummings模型，通过幺正变换和Bogoliubov对角化求解量子拉比模型能量，并指出非对称模型在大耦合下趋近对称结果。
2025-03-29 physics.optics quant-ph
Dispersion of coupled mode-gap cavities
由光子晶体模隙腔构成的CROW具有明显的色散不对称性。这种不对称性不能用标准的紧束缚模型来解释。我们表明，不对称色散的根本原因是腔模轮廓本身是色散的，即，模式波函数取决于驱动频率而不是本征频率。这是因为光子晶体腔共振不形成完整的集合。考虑到色散模式的分布，我们制定了一个模式耦合模型，准确地描述了不对称色散，而不引入任何新的自由参数。
2016-08-04 physics.optics
Vacuum Rabi spectra of a single quantum emitter
通过测量单个量子发射体向自由空间的直接自发发射，观测到了真空拉比分裂。我们在光子晶体纳米腔中使用了半导体量子点，结合适当的腔设计和偏振器和孔径的过滤，使得能够提取固有的微弱发射器的信号。发射体的真空拉比光谱与通过探测腔光子泄漏测得的光谱有明显的差别。此外，我们还观察到了由发射极和腔检测通道之间的干涉引起的不对称真空拉比谱。我们的观察奠定了基础，访问各种腔量子电动力学现象，表现出自己只在发射器的直接自发发射。
2015-03-06 physics.optics quant-ph
State Transfer and Entanglement between Two- and Four-Level Atoms in A Cavity
具有大希尔伯特空间的量子点承载量子信息在量子模拟和量子计算等领域有着广泛的应用，但量子点的可操作性和可扩展性仍面临挑战。在这里，我们提出了一个方案，直接和本地传输量子信息从多个原子量子比特到一个单一的量子比特，反之亦然，在一个光学腔。利用量子比特与量子点之间的相互作用，我们的方案可以有效地传输量子态，并且与测量无关。此外，该方案还可以推广到非局域情形，在非局域情形下可以鲁棒地产生粒子数不对称的高维最大纠缠态，实现远距离量子通信.这种量子位和量子位的信息接口对未来混合维量子系统的研究具有启发意义。
2023-02-22 physics.optics quant-ph
Observations of interior whispering gallery modes in asymmetric optical resonators with rational caustics
我们提出了非对称谐振腔与合理的焦散线和实验证明内部回音壁模式在单片硅介观微腔。这些微腔展示了腔品质因数（Q）对粗糙度瑞利散射的独特鲁棒性。角分辨锥形光纤测量和近场图像观察到不同的谐振族和内部回音壁模式的非对称发射，这可用于微腔激光器和CQED应用。
2007-08-25 physics.optics
Ground state cooling of micromechanical oscillators in the unresolved sideband regime induced by a quantum well
微机械振荡器的基态冷却是腔光力学中观察量子力学效应的一个典型目标。从理论上研究了光机械腔中存在量子阱时机械振子的基态冷却。由于在量子阱存在下的模式剪裁，腔响应得到修改，并导致不对称的加热和冷却过程。这有利于冷却的机械振荡器，即使在未解决的边带制度，通过抑制斯托克斯散射。
2016-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Microwave assisted coherent and nonlinear control in cavity piezo-optomechanical system
我们提出了一个腔压电光学机械系统，微波和光学自由度耦合通过超高频机械谐振器。利用三个相互作用模之间的相干性，我们证明了光放大，相干吸收和更一般的非对称Fano共振。强大的压电驱动器进一步允许访问的大振幅引起的光学机械非线性，与高次谐波通过多声子散射的光学透明性被证明。
2014-04-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of noiseless phase-mixing amplification in a cavity optomechanical system
量子力学对放大的极限的研究，无论从基础层面还是从潜在应用的角度来看，都是一个重要的课题。我们在这里提出了一种新的设置的光机械放大器，由一个机械谐振器分散耦合到一个光机械腔周围的机械边带不对称驱动。我们表明，在一般的理由，本放大器工作在一个新的制度-我们在这里称之为相位混合放大。同时，对于适当的参数选择，这里提出的放大器作为相敏放大器操作。此外，我们表明，这两种配置允许放大低于标准的量子限制在一个参数范围内兼容的微波电路光力学的当前实验。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Gain enhanced Fano resonance in a coupled photonic crystal cavity-waveguide structure
具有耦合腔和波导的系统已经被证明是光学开关和光学传感器。为了优化这些光学器件的功能，使用了具有不对称和陡峭谱线形状的Fano共振。理论上提出了一种耦合光子晶体腔-波导结构，通过在波导中放置部分反射元件来实现Fano谐振。为了增强Fano共振，在腔中引入了光学增益材料。随着增益的增加，传输线的形状变得陡峭，并且透射率可以增强六倍，从而通过小的频移提供大的对比度。展望了增益增强Fano共振在光开关和光传感器中的应用前景。
2016-12-05 physics.optics
Testing Lorentz Invariance with a Double-Pass Optical Ring Cavity
我们已经开发了一个装置来测试洛伦兹不变性在光子扇区通过测量谐振频率之间的差异的两个反向传播的非对称光学环形腔使用双程配置。在$δc /c \lesssim 10^{-14}$一级没有发现违规的重大证据。我们的设备和最近的结果的细节。
2013-07-19 gr-qc hep-ph physics.optics
Influence of optical feedback on harmonic pulsating solutions of long-cavity mode-locked VECSELs
分析了外腔锁模半导体激光器工作在长腔区时，光反馈对其动力学特性的影响。取决于腔往返时间和反馈延迟之间的比率，我们实验表明，反馈作为一个解决方案，要么加强或阻碍多个共存的锁模谐波的解决方案之一的外观。我们的理论分析很好地再现了实验。我们确定不对称的共振舌由于时间的对称性破缺引起的增益耗尽。
2020-11-05 nlin.PS physics.optics
Control Over Fano Parameter in Grating and One-Dimensional Photonic Crystal Cavity
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本文提出通过热光效应在硅波导-光栅平台上动态调节Fano共振参数，实现高消光比和陡峭谱斜率，提升传感与调制应用性能。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chaotic light: a theory of asymmetric resonant cavities
球形和圆柱形介质腔支持高Q回音壁模式，由于被捕获的光的全内反射。当这样一个腔是顺利变形的光线动力学的这些模式变得混乱的方式所确定的KAM理论的经典哈密顿动力学。由KAM理论预测的射线动力学的普遍性质允许这样的非对称谐振腔（ARC）的回音壁模式的一般理解。该理论与描述射线运动的非线性映射的模拟相结合，为大变形（大于半径的1%）的这些回音壁模式的Q破坏的射线光学模型提供了基础。该模型预测了一个尖锐的发病作为一个函数的变形显着的Q破坏这些模式和高度定向发射高于此阈值。典型回音壁模式的波动方程的解证实了由射线光学模型预测的定性行为，即使当腔仅为谐振波长的几倍时。该模型首次解释了高度变形激光液滴的激光强度分布。
2002-03-21 physics.class-ph physics.optics
Experimental demonstration of Cavity-Free Optical Isolators and Optical Circulators
无腔光学非互易元件在探测场的前向和后向传播方向之间具有固有的强非对称相互作用，是制造诸如光学隔离器和环行器的关键。根据夏等人提出的建议，[Phys. Rev. Lett. 121，203602（2018）]，我们实验性地构建了一种使用交叉克尔非线性来实现无腔光隔离器和环行器的设备。它的非互易性是由N型组态原子的热运动引起的，对弱的探测光产生强的手征交叉克尔非线性响应。我们获得了一个两端口的光隔离器高达20分贝的隔离比在一个专门设计的Sagnac干涉仪。弱探测场的不同传播方向决定了其交叉相移和透射率，从而证明了四端口光环行器的可达性。
2020-09-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Floquet control of optomechanical bistability in multimode systems
腔光学机械系统能够对光进行纳米机械自由度的精细操作，增加了操作功能并影响了它们在光子技术中的吸引力。我们表明，不同的机械模式，可以利用时间调制的激光驱动器之间的操纵腔辐射压力的变化引起的双稳态。我们研究了热光非线性对这些Floquet动力学的影响，发现它可以抑制或增强耦合机制的性能，而不是它们经常的性能限制特性。我们的研究结果提供了新的技术表征的热性能和控制的光学机械系统在传感和计算应用
2021-06-23 physics.app-ph physics.optics
Self-adjustment of a nonlinear lasing mode to a pumped area in a two-dimensional microcavity
采用Maxwell-Bloch（MB）模型对空间选择抽运的四极形变微腔激光器进行了波动力学数值模拟。我们证明了一个不对称的激光模式的外观，其空间图案违反了X轴和Y轴镜对称的腔。动力学模拟表明，由顺时针或逆时针方向的行波分量组成的激光模式是MB模型的稳定定态解。从无源腔模式分析的结果，我们解释了这些非对称的驻波激射模式的锁定四个近简并的无源腔模式。为了比较，我们进行了模拟的均匀泵浦的情况下，发现了不同的锁定规则的近简并模式。我们的研究结果表明，形成的激光模式，调整其图案的泵浦区域的非线性动力学机制。
2017-11-22 nlin.CD physics.optics
Variable optical chirality in an atomic assisted microresonator
提出了一种腔缝填充原子蒸气的回音壁模式谐振腔，在该谐振腔中，反向传播光波的不对称后向散射导致手征对称性破缺。谐振腔模式的手征性是通过调谐腔槽中的色散关系来控制的。该系统具有15.22 THz/nm的高位移灵敏度，可应用于光机械传感应用。
2019-06-17 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
Analysis of High-Contrast All-Optical Dual Wavelength Switching in Asymmetric Dual-Core Fibers
本文通过实验和理论研究了非对称双芯光纤中由控制脉冲驱动的信号脉冲双波长切换，实现了31.9 dB的高对比度，并揭示非线性补偿非对称性是其核心物理机制。
2023-11-30 nlin.PS physics.optics
Photonic neuromorphic computing using vertical cavity semiconductor lasers
光子实现的神经网络计算硬件是一种有前途的方法，使未来的可扩展性的类脑计算。在这篇综述中，我们提供了一个概述垂直腔面发射激光器（VCSEL），以及这些高性能的电光元件如何实现或与其他光子硬件相结合，以证明点（一-三）。在神经形态光子学的背景下，VCSEL是特别感兴趣的，因为它们与CMOS制造兼容，容易实现301%的壁插效率和>30 GHz的调制带宽，因此是高能效和超快的。最重要的是，它们对光注入和电调制的反应是高度非线性的，这使得它们非常适合作为全光和电光光子神经元。它们的光学腔是波长受限的，并且标准半导体生长和光刻实现了非经典腔配置和几何形状。这使得可激发VCSEL（即尖峰VCSEL）能够精细控制其时间和空间相干性，通过自旋翻转效应解锁太赫兹带宽，甚至利用腔量子电动力学进一步提高其效率。最后，作为VCSEL阵列，它们与标准的2D光子集成兼容，但它们垂直于衬底的发射使它们非常适合利用3D光子波导的可扩展集成网络。在这里，我们讨论了空间和时间复用VCSEL神经网络和水库，计算的基础上可激发VCSEL的光子尖峰神经元，以及概念和进展的VCSEL和微激光器的制造。
2021-12-15 cs.ET physics.optics
Higher order test of Lorentz invariance with an optical ring cavity
我们研制了一种通过测量非对称光学环形腔的两个反向传播方向之间的谐振频率差来寻找光子中的高阶洛伦兹破坏的装置。从2012年至2013年的数据中，我们没有发现$δc/c \lesssim 10^{-15}$水平上的光速各向异性的证据。各向异性的偶极分量的限制提高了一个数量级以上，并首次获得了六极分量的限制。概述了我们的设备和数据分析的各向异性的球谐分解的框架。我们还介绍了该装置的最新升级的状态。
2016-02-01 gr-qc physics.optics
Cavity-Enhanced Linear Dichroism in a van der Waals Antiferromagnet
光学双折射是广泛用于光子的过滤和分束的晶体的基本光学性质。双折射晶体同时具有线性二向色性（LD）的性质，其允许具有两种不同偏振的光的不对称传播或衰减。LD的这种性质已经从小分子到聚合物和晶体进行了广泛的研究，但很少被工程化。在这里，我们使用新发现的范德华反铁磁（AFM）绝缘体FePS 3的自旋-电荷耦合诱导大的面内光学各向异性，从而LD。我们报告说，在这个AFM绝缘体的LD是可调的光谱和幅度明智的腔耦合的函数。我们证明了近团结LD在可见光-近红外范围内的腔耦合FePS 3晶体，并推导出其色散作为腔长和FePS 3厚度的函数。我们的研究结果具有广泛的影响，使用腔调谐LD作为诊断探针强相关的量子材料，以及开辟了新的机会，小型化，片上分束器和可调谐滤波器。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A millikelvin all-fiber cavity optomechanical apparatus for merging with ultra-cold atoms in a hybrid quantum system
我们描述了一种装置的结构，该装置设计用于实现由低温冷却的机械振荡器和超冷的$^{87}$ Rb原子通过光耦合组成的混合量子系统。我们的仪器的突出特点是一个原位可调的非对称全纤维膜在中间腔体位于超高真空稀释制冷机基于低温恒温器。我们发现，玻色-爱因斯坦凝聚体体的$N=2\times10^6$原子可以在不到20秒的时间内产生，并证明了单光子光机械耦合强度的$g_0=2π\times9$ kHz采用高应力硅$_3$ N $_4$膜的机械品质因数$Q_{\rm m}>10^7$在腔建立温度为$T_{\rm MiM}=480$ mK。
2017-02-13 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Signatures of misalignment in x-ray cavities of cavity-based x-ray free-electron lasers
基于腔的X射线自由电子激光（CBXFEL）将允许使用光学腔反馈来支持由波动器中的电子产生高亮度和稳定性的完全相干的X射线。CBXFEL光学腔包括布拉格反射平面晶体镜和X射线折射透镜，布拉格反射平面晶体镜确保X射线在闭合轨道上循环，X射线折射透镜稳定轨道并将X射线重新聚焦到波荡器中的电子上。根据腔体设计，光学元件有数十个自由度，这些自由度永远无法完美对准。在这里，我们研究的光学元件和波荡器源的失调的签名的目的是了解失调的X射线束动力学的影响，了解失调公差，和开发腔对齐程序。X射线束轨迹的Betatron振荡（对称和非对称）是腔未对准的特征签名之一。振荡周期在一般情况下是腔中的X射线的非整数次往返通过。该周期（与振荡的振幅和偏移不同）与未对准的类型无关，并且由腔参数定义。利用解析和数值波动光学以及光线追迹技术对一个四晶体矩形腔的例子进行了研究。共焦和通用稳定腔类型进行了研究。
2022-03-23 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.optics
