Local chirality of optical waves in ultrasmall resonators
在变形微腔中顺时针（CW）和逆时针（CCW）传播的光之间的局部手征对称性可以被波动光学效应打破，当腔尺寸接近波长时，该效应变得显著。我们发现，高品质因数共振模式下的CW和CCW射线轨道的空间分离导致在自由空间中的单向发射。在存在波导的情况下，倏逝波耦合也变成定向的，并且输出方向可以通过沿着腔边界选择耦合位置来改变。我们的研究结果表明，本地的手征性可以用来控制输出方向性，提高收集效率的超小型谐振器的发射。
2012-01-12 physics.optics
Synthetic gauge fields for light beams in optical resonators
从理论上提出了一种利用变形光学元件实现无源光腔中光波的人工磁场的方法。特别地，当实现均匀磁场时，获得横向谐振器模式的频谱的高度简并的朗道能级结构，其对应于光学腔场的回旋运动。这可以通过无源光学谐振器的瞬态激发来探测。
2015-04-30 physics.optics quant-ph
Coherent resonant transmission
研究了顺时针模和逆时针模之间存在谐振腔内模间耦合时，耦合谐振腔阵列中的无反射相干光输运，这种耦合对调制光流起着建设性的作用，而不是引起不必要的后向散射.谐振腔内模间耦合和谐振腔间耦合之间的相互作用使得由顺时针和逆时针模式构成的适当叠加注入的相干谐振传输（CRT）成为可能。初始激励的叠加系数决定了谐振传输的模式手征性。依次经历CRT的时间反转过程，CRT实现了注入波的模式手性在谐振传输后向相反方向切换的完美模式转换。我们在相干光输运方面的研究结果为集成光子学、纳米光子学、手征光学等领域的光场控制和操纵提供了新的思路。
2022-07-29 physics.optics quant-ph
Polarization faticons: Chiral localized structures in self-defocusing Kerr resonators
本文通过数值与实验揭示双偏振自散焦 Kerr 谐振器中的手性耗散孤子 polarization faticons，阐明其对称破缺结构、矢量调制不稳定性起源及频率梳应用潜力。
2024-12-06 physics.optics
Quasinormal mode analysis of chiral power flow from linearly polarized dipole emitters coupled to index-modulated microring resonators close to an exceptional point
手性发射可以从纳米光子结构中的圆偏振偶极发射器实现，该纳米光子结构具有特殊的偏振特性，例如偏振奇点，即具有右或左圆偏振（C点）。最近，Chen等人[Nature Physics 16，571（2020）]证明了来自线性极化（LP）偶极发射器的手征辐射的令人惊讶的结果，并认为这种效应是由与非厄米特系统的底层本征模的去耦引起的，工作在一个特殊点（EP）。在这里，我们提出了一个准正规模式（QNM）的方法来模拟一个类似的指数调制环形谐振器附近的EP工作，并显示出相同的不寻常的手征功率流从LP发射器的属性，直接与实验结果一致。我们解释这些结果定量没有调用一个失踪的维度（约旦矢量）和腔本征模去耦的解释，因为正确的本征模是QNM解释的手征发射，只使用两个腔模式。通过将LP发射器与环形谐振器的主导两个QNM耦合，我们展示了手征发射如何取决于发射器的位置和取向，这也通过QNM理论和完全数值偶极解之间的功率流的极好的一致性来验证。我们还展示了如何正常模式的解决方案将无法捕获正确的手征，因为它不考虑基本QNM阶段。此外，我们还演示了如何实现频率相关的手征发射，以及如何在折射率调制中用增益材料代替有损耗材料来反转手征。
2021-12-03 physics.optics
Nonlinear and Quantum Optics with Whispering Gallery Resonators
光学回音壁模式（WGM）的名字来源于近一个世纪前观察到的一种著名的声学现象，即通过弯曲的边界引导波。这种现象具有相当普遍的性质，同样适用于声波和所有其他波。它使谐振器具有独特的性能，在科学和工程上都很有吸引力。在从射频到紫外光的宽波长范围内持续的光学WGM谐振器的非常高的品质因数、它们的小模式体积以及可调谐的输入和输出耦合使得它们对于非线性光学应用特别有效。非线性光学促进了光子之间以及光子与其他物理系统之间的相互作用，并且在量子光学中具有首要的重要性。本文综述了WGM谐振腔在非线性光学和量子光学中的应用。我们概述了当前感兴趣的领域，总结了进展，突出了困难，并讨论了这些领域未来可能的发展趋势。
2016-07-31 physics.optics quant-ph
Coherent optical non-reciprocity in axisymmetric resonators
我们描述了一种利用轴对称谐振器中倏逝电场的局部螺旋性来实现光学非互易性的方法。通过将光学腔与螺旋敏感跃迁（诸如量子点中的塞曼能级）接口，当状态简并被提升时，通过波导的光传输变得方向相关。使用一个线性化的量子主方程，我们分析的配置，表现出非互易性，我们表明，合理的参数，从现有的腔QED实验是足以证明一个相干非互易光隔离器工作在一个单光子的水平。
2014-04-18 physics.optics quant-ph
Complete transparency with three active-passive-coupled optical resonators
Northeast Petroleum University（东北石油大学）；Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；Universidad Mayor（马约尔大学）
通过三种线性耦合光学谐振腔结构，实现完全透明，其机制与EIT类似，通过破坏性干涉消除腔内场，可调节透明窗口和输出强度。
2026-03-26 physics.optics quant-ph
Quantum limits on the time-bandwidth product of an optical resonator
Tsakmakidis等人[Science 356，1260（2017）]提出了一个发人深省的建议，即非互易光学可以打破无源谐振器的时间带宽限制。在这里，我重申了他们的谐振器模型，并表明量子力学确实施加了限制，或者需要额外的噪声以与有源谐振器中放大的自发发射相同的方式添加。我还用热力学来论证，在他们提出的器件中必须存在额外的耗散或噪声。
2017-12-22 physics.optics quant-ph
Slow light enhanced correlated photon pair generation in photonic-crystal coupled-resonator optical waveguides
我们演示了硅光子晶体耦合谐振腔光波导中量子相关光子对的产生。利用高Q、小模体积的光子晶体腔的集体共振实现的慢光超模成功地提高了自发四波混频过程的效率。与无慢光效应的光子晶体线缺陷波导相比，光子对的产生率提高了两个数量级。
2013-04-03 physics.optics quant-ph
Optical nanofiber interferometer and resonator
我们报道了利用锥形纳米光纤制作光子结构的方法和特性。由于倏逝电磁场的扩展，可以构建两种类型的设备：环形干涉仪和结谐振器。我们提出了一个通用的方法来预测这些结构的性质，使用线性耦合理论。此外，我们描述了一个新的双折射源，由于椭圆化的强弯曲下，在机械工程中称为Brazier效应的一个晶体。
2019-03-23 physics.optics quant-ph
On-chip microwave-to-optical quantum coherent converter based on a superconducting resonator coupled to an electro-optic microresonator
我们提出了一种能够将微波直接量子电光转换为可见光子的器件结构。该混合系统由一个平面超导微波电路耦合到一个集成的回音壁模式的电光材料制成的微谐振器。我们表明，电光（真空）耦合率$g_0$高达$\sim 2π\, \mathcal{O}(10-100)$ kHz是可实现的，与目前可用的技术，由于小模式体积的平面微波谐振器。在毫开尔文温度下工作，这种转换器将能够将微波高效转换为光子。我们分析了增加的噪声，并表明，最大的转换效率是实现了多光子合作的单位，可以达到与光功率低至$ \mathcal{O}(1)\,\mathrm{mW} $。
2016-08-07 physics.optics quant-ph
Chiral-Mode Control around a Hermitian Diabolic Point in Discrete Non-Hermitian Coupled Resonators
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；NTT Basic Research Laboratories, NTT Inc（日本电报电话公司基础研究中心）；Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）；School of Engineering and Technology, Central Michigan University（中央密歇根大学工程与技术学院）；NTT Nanophotonics Center, NTT Inc（日本电报电话公司纳米光子学中心）
研究通过最小三谐振子模型展示在厄米特双谷点附近引入非厄米特扰动可诱导旋向性模式选择，提出渐进异常点（AEP）概念，并展示其在旋向性切换中的应用。
2026-05-15 physics.optics
Nanophotonic chiral sensing: How does it actually work?
纳米光子手性传感最近吸引了很多关注。该想法是利用纳米光子谐振器中强烈的光-物质相互作用来确定超低阈值下手性分子的浓度，这对于生命科学和化学中的许多应用具有高度吸引力。然而，仍然缺乏对潜在相互作用的透彻理解。理论描述依赖于简单的近似或纯数值方法。我们关闭这个差距，并提出了一个一般的理论手性光物质相互作用在任意谐振器。我们的理论将手征相互作用描述为谐振器模式的扰动，也称为谐振态或准正常模式。我们观察到两个主要的贡献：手性诱导的共振位移和模式的激发和发射效率的变化。我们的理论为定制和增强手性光物质相互作用带来了新的和深刻的见解。此外，与传统方法相比，它可以更有效地预测光谱。这是特别真实的手征相互作用是固有的弱，因此微扰理论非常适合这个问题。
2021-06-29 physics.optics
On-chip ultra-compact hexagonal boron nitride topological ring-resonator in visible region
具有手征的超紧凑拓扑环形谐振腔是量子光学的重要器件。然而，有有限的演示手征共振器，特别是在可见光区。提出了一种基于六方氮化硼（hBN）谷型光子晶体（VPC）的拓扑光子环形谐振器。VPC中的自旋谷锁定效应允许在可见光区域（600 nm-650 nm）中实现边缘态的鲁棒单向传输。结果，可以在具有紧凑尺寸的hBN全通滤波器中实现在可见区域中具有15.2nm的自由光谱范围的高品质因数（679.3）。此外，我们研究了不同形状和组合的hBN环形谐振器的传输特性，证实了基于此原理设计拓扑环形谐振器的灵活性。这种设计可以很容易地与量子光子芯片集成，用于广泛的应用。
2022-03-15 physics.optics
Waveguide couplers for ferroelectric optical resonators
我们报告了一项研究，使用相同的材料制作回音壁模式谐振器和耦合器。利用掺钛波导实现了锂离子谐振腔高Q回音壁模的耦合。波导耦合方法为回音壁模式谐振器的更简单和更广泛的实际使用以及它们集成到光学器件中开辟了可能性。
2014-04-25 physics.optics
Nanophotonic-Enhanced Thermal Circular Dichroism for Chiral Sensing
本研究提出热圆二色性（TCD）用于手性检测，利用手性样品在圆偏振激发下的温差，结合Mie谐振器与阵列的非局域效应，实现超过4个数量级的TCD增强，为超灵敏手性检测奠定基础。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Scattering Induced Mode Chirality in Ring Resonators
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich Alexander University Erlangen-Nuremberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；South China Normal University（华南师范大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Hong Kong Baptist University（香港浸会大学）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）
本文通过在环形微谐振器中添加多个散射体并设计其空间构型，首次实现可预测、可重复的方向依赖模式分裂，为集成光子器件中的光路由和近场传感提供了新方法。
2025-11-10 physics.optics
Dipolariton formation in quantum dot molecules strongly coupled to optical resonators
本文研究了双量子点与微腔的共振隧穿过程。确定了点间隧穿效应对光-物质杂化态的影响，并证明了它们的亮度和相应的偶极矩的可调谐性。这些结果预测偶极化激元产生的人工分子耦合到光学谐振腔，并提供了一个有前途的方案，控制的发射效率和激子极化激元的相干时间。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Laser-Machined Ultra-High-Q Microrod Resonators for Nonlinear Optics
光回音壁微谐振腔是微光子学和非线性光学中非常有用的工具。在这里，我们提出的细节，超高Q回音壁模式谐振器的制造由CO2激光车床加工的熔融石英棒。谐振腔的制作时间不到1分钟，光学品质因数超过Q = 10 ^9。所展示的谐振器直径在170 μm和8 mm之间的范围内（自由光谱范围在390 GHz和8 GHz之间）。使用这些微谐振器，观察到各种光学非线性，包括拉曼散射，布里渊散射和四波混频。
2013-06-04 physics.optics
Optical bistability in a one-dimensional photonic crystal resonator using a reverse-biased pn-junction
光学双稳态提供了一种简单的方法来控制光与光。我们在一个具有中等品质因数（Q ~ 8900）的一维光子晶体（PC）纳米梁谐振器中，利用焦耳热机制实现了低功率的热光双稳态，该谐振器具有反向偏置PN结.我们表明，在这种紧凑的谐振腔中的线性吸收引起的光电流大大降低了阈值光功率。该方法大大放宽了实现光学双稳对输入光功率的要求，并提供了一种可靠的方法来稳定器件的双稳态特性。
2014-12-12 physics.optics
Coupled Magnetic Resonator Optical Waveguides - mimicking spin waves in coupled metamaterials
光学谐振腔是控制光的性质和操纵光与物质相互作用的重要器件。使用不同的技术设计和制造各种光学谐振器。例如，在耦合谐振器光波导中，光能通过近场耦合传输到其他谐振器。近年来，基于LC谐振的磁光谐振器已经在几种金属微结构中实现。与电光谐振器相比，这种器件具有更强的局部谐振和更低的辐射损耗。本文全面介绍了耦合磁谐振器光波导的最新研究进展。介绍了由不同磁谐振器组成的各种波导，并采用拉格朗日形式描述了CMROW。此外，一些有趣的性质，如反常色散和慢光效应，CMROW的讨论和CMROW在非线性和量子光学中的应用。未来的新型纳米光子器件可以使用CMROW开发。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chiral Symmetry Breaking in Micro-Ring Optical Cavity By Engineered Dissipation
提出了一种在行波谐振腔中通过将光模耦合到有耗信道来打破光的手征对称性的方法。通过工程耗散，可以实现两个相反传播模式之间的间接耗散耦合。与电抗耦合相结合，它可以打破谐振腔的手征对称性，使光只在一个方向上传播。数值模拟了具有适当折射率分布的微环形腔中的电磁场，验证了手征对称性破缺。这一工作启发我们重视光子学中的耗散工程，推广的思想也可以应用到其他系统。
2016-04-29 physics.optics
Convolutional Neural Networks for Mode On-Demand High Finesse Optical Resonator Design
我们展示了通过卷积神经网络使用机器学习来解决光学谐振腔工程的逆向设计问题。神经网络找到球面镜的谐波调制以生成具有给定目标拓扑的谐振器模式（“按需模式”）。该过程允许我们优化镜的形状，以实现谐振腔光子和位于谐振腔中心的量子发射器之间的耦合强度和协同性的显着增强。在第二示例中，设计了双峰模式，其将增强两个量子发射器之间的相互作用，例如，用于量子信息处理。
2022-02-07 physics.optics
Dielectric microwave resonator with large optical apertures for spin-based quantum devices
本文展示了一种具有大光学孔径且品质因子达2.30×10^4的低损耗介电微波谐振器，通过金红石的高介电常数解决了高Q值与大孔径的矛盾，并成功用于DPPH和钻石P1中心的连续波与脉冲ESR光谱测量。
2024-03-13 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Electrical tuning and switching of an optical frequency comb generated in aluminum nitride microring resonators
氮化铝具有很强的克尔非线性和电光普克尔效应。通过结合这两种效应，在这里，我们演示了片上可逆的开/关的光学频率梳产生的氮化铝微谐振器。我们优化了门极和下谐振腔结构的设计，在不增加光损耗的情况下有效地施加电场。通过在改变电场的同时测量频率梳峰值之一来监测梳的切换。控制梳状电光响应的瞬态热效应的直接比较进行了研究。
2013-11-26 physics.optics
Micro-optical resonators for microlasers and integrated optoelectronics: recent advances and future challenges
光学微腔通过几乎全内反射或分布式布拉格反射的机制将光捕获在紧凑的体积中，实现光放大，并选择出可以发射或耦合到光导中的特定（谐振）频率的光，并降低激光发射的阈值。这样的谐振器具有从1到100 mkm的半径，并且可以用宽范围的材料制造。基于光学谐振腔的器件对于腔量子电动力学实验、频率稳定、光学滤波和开关、光产生、生物传感和非线性光学是必不可少的。
2006-07-26 physics.optics
Optical microsphere resonators: optimal coupling to high-Q whispering gallery modes
本文提出了一种在光学微球谐振腔中高$Q$回音壁模与具有离散谱和连续谱的耦合器件耦合的一般模型。与传统的高Q光学腔相比，在微球中，高本征品质因数的独立性和经由倏逝场的耦合的可控参数提供了早期在RF器件中可用的各种制度。该理论被应用于早期报道的不同类型耦合器与微球谐振器的数据，并通过实验证明了增强的耦合效率（约80%）和Q>10^8的熔融石英微球的可变加载机制来补充。
1998-05-23 physics.optics
Coherent chiral computation without optical parametric oscillation
现代科学所面临的挑战是找到一种计算NP难问题的方法。在这里，我们提出了一个相干计算模型的基础上的回音壁模式微谐振器。我们引入光连接的微谐振器阵列来模拟全连接的伊辛模型的动力学演化，微谐振器的模式手征作为伊辛模型中每个节点的自旋。利用该光学系统模拟了伊辛自旋链的弛豫时间、稳态分布和模式连接。此外，它被发现，目前的计划可以用于搜索相应的伊辛问题的完整的解决方案。数值结果表明，所需的时间是常数时间。我们的方法实现了非常规优化硬件的高精度和快速计算。
2022-06-27 cs.ET physics.optics
Fabrication of high-Q defect-free optical nanofiber photonic crystal resonators
Waseda University（早稻田大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本研究通过单次飞秒激光烧蚀制备了高Q值无缺陷光学纳米纤维光子晶体谐振器，其质量因子超过10^7，为量子计算和光纤开关提供了新的技术途径。
2026-01-27 physics.optics
Delay of light in an optical bottle resonator with nanoscale radius variation: dispersionless, broadband, and low-loss
理论上表明，具有纳米级半径变化的光学瓶谐振器可以在纳米级带宽内以最小的损耗实现多纳秒长的无色散延迟。在实验上，一个3毫米长的谐振腔与2.8纳米深的半抛物线半径的变化是从一个19微米半径的石英光纤制造亚埃精度。在良好的协议与理论，谐振器表现出阻抗匹配的2.58 ns（3字节）延迟100 ps的脉冲与0.44 dB/ns的固有损耗。这是一种微型慢光延迟线，具有记录大延迟时间，记录小传输损耗、色散和有效光速的特点。
2013-07-17 physics.optics
Optical resonators based on Bloch surface waves
最近的一些工作提出了在支持布洛赫表面波（BSW）的周期性多层膜的界面处控制光传播的可能性，但是基于BSW的光学谐振器尚未被证明。在这里，我们讨论的可行性，利用引导背散射波在环形谐振器配置。特别是，我们调查的主要问题，这些结构的设计，我们讨论了他们的局限性方面的品质因数和尺寸。我们相信，这些结果可能是有用的开发一个完整的BSW为基础的应用平台，从光学传感的光-物质相互作用的研究在微米和纳米结构。
2015-01-28 physics.optics
An opto-electro-mechanical system based on evanescently-coupled optical microbottle and electromechanical resonator
演示了二氧化硅光学微瓶谐振器和GaAs机电谐振器之间的消逝耦合。这种耦合提供了高的光学灵敏度和机械运动的有效压电可控性。基于光机检测和机电控制的光机电反馈控制在室温下的加热和冷却机制进行。这种反馈方案可以推广到具有任意结构和材料的机电谐振器中的热机械运动的有效控制。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phase asymmetry effect in longitudinal offset coupled resonator optical waveguides
我们表明，实施的纵向位移技术，以调整在microwave波导的耦合系数是受相位不对称效应。这个问题被证明是大大改变系统的响应在变迹滤波器，不能忽略在设计阶段。
2014-01-16 physics.optics
Lithium Niobate Optomechanical Disk Resonators
铌酸锂薄膜微光子谐振器在高效率电光调制器、光学机械和非线性光学等领域有着广阔的应用前景。本文提出了一种基于MEMS技术的硅基薄膜光子谐振器。我们制作了一个半径为35 μ m的圆盘谐振腔，它具有高达484，000的本征光学品质因数。利用释放的独立结构和高光学Q值的光机械相互作用，我们能够通过使用探针激发56 MHz径向呼吸机械模式（机械Q值为2700）来演示这些器件的声光调制。
2020-12-15 physics.optics
Low-threshold Optical Parametric Oscillations in a Whispering Gallery Mode Resonator
在回音壁模式（WGM）谐振器中，光通过沿着弯曲表面的连续全内反射来引导。用光学非线性材料制造这种谐振器，可以利用其极高的品质因数和小的模体积来实现极其有效的光学频率转换。我们的分析的相位匹配条件的光学参量下转换（PDC）在一个球形WGM谐振腔中的光子的角动量的总和规则的直接关系，并预测一个非常低的参数振荡阈值。我们在铌酸锂晶体中实现了基于自然相位匹配PDC的光参量振荡器。我们实现了一个单模、强非简并的OPO，阈值为6.7 μ W，线宽小于10 MHz。这项工作展示了基于WGM的OPO的显着能力，并为其在量子和非线性光学，特别是压缩光的产生中的应用开辟了前景。
2010-11-28 physics.optics
A chiral topological add-drop filter for integrated quantum photonic circuits
本文提出一种嵌入 valley-Hall 光子晶体中的拓扑插分滤波器，利用单个量子点实现自旋依赖的 chiral 光-物质界面，为 chiral 集成量子光子回路提供拓扑保护的构建模块。
2021-10-14 physics.optics
Non-integer optical modes in a Möbius-ring resonator
本文研究莫比乌斯环谐振器中面内偏振光的拓扑演化，发现几何相位随椭圆率连续变化可导致非整数波长相长干涉，从而产生任意分数阶光学模式，且该几何相位具有拓扑鲁棒性和内在容错性。
2013-12-02 physics.optics
Waveguide-loaded silica fibers for coupling to high-index micro-resonators
锥形石英光纤通常用于快速探测微谐振器的光学特性。然而，当耦合到高折射率微谐振器时，它们的低折射率排除了相位匹配，从而降低了效率。在这里，我们证明了有效的光耦合从锥形光纤高折射率微谐振器加载的光纤与辅助绝热波导耦合器通过成角蚀刻制造。我们证明了大大增强耦合到硅多模微谐振器相比，通过裸光纤耦合。在高功率下观察到谐振腔光学双稳态的特征。该方案可以应用于任何尺寸和材料的谐振器，增加了光纤耦合的功能范围。
2015-11-10 physics.optics
Sign-Reversal Coupling in Coupled-Resonator Optical Waveguide
耦合谐振腔光波导（CROW）是通过紧定域谐振腔之间的近场耦合实现光波导的，在现代光子学中具有重要的作用。耦合因子是CROW理论中的一个关键参数，它决定了两个谐振腔之间的耦合强度和CROW的波导色散。然而，Yariv等人提出的原始CROW理论仅证明了多极谐振模式的耦合因子的一个值。在这里，通过成像的紧束缚布洛赫波的设计者表面等离子体共振器在微波制度组成的CROW，我们证明了耦合因子在CROW理论可以扭转其符号的多极共振模式。这决定了两个不同的波导色散曲线在相同的频率范围内，实验证实匹配布洛赫波矢量和频率的CROW。我们的研究补充和扩展了原有的CROW理论，并可能在功能光子系统中找到新的用途。
2016-05-30 physics.optics
Three-dimensional, self-similar, light in unstable canonical optical resonators
不稳定正则光学谐振器的本征模在其横向强度横截面中具有分形结构[Karman等人，Nature 402，138（1999）]。在一个特定的平面，即放大的自共轭平面中，该结构可以根据成像和衍射的组合来解释[Courtial和Padgett，PRL 85，5320（2000）]。在这里，我们表明，这种组合的成像和衍射同时发生在纵向上，导致在三维自相似分形结构的中心周围的放大的自共轭平面。
2013-08-22 physics.optics
Coupled micro-resonators for second-order integrated nonlinear optics
本研究针对二阶集成非线性光学需求，利用两个相同耦合微谐振器的耦合频率分裂同时实现双共振与相位匹配，基于耦合模理论分析了III-V族回音壁模式微盘的二次谐波产生过程。
2025-10-02 physics.app-ph physics.optics
Nonlinear and Quantum Optics with Whispering Gallery Resonators Revisited
University of Otago（奥塔哥大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
该文针对“回音壁模式谐振器的非线性与量子光学”进行再探讨，鉴于过去十年该领域包括谐振器光学有诸多发展，此次更新聚焦这十年间该领域最重要的进展。
2026-07-24 physics.optics
Emergence of transverse optical spin in a subwavelength grating ring resonator
ITMO University（ITMO大学）；Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）
亚波长光栅环谐振器通过模式耦合实现非零横向光学自旋，实验验证其高达70%的圆极化度，为芯片级光学自旋电子和谷电子接口提供新方法。
2026-02-10 physics.optics
Bloch-Floquet waves in optical ring resonators
光学环形腔的频率简并谐振之间的模式耦合是导致不利模式分裂的常见现象。传统上，这种耦合归因于传播的电磁波从对谐振器的电介质材料的小扰动到其相关联的简并反向传播模式的瑞利散射。我们已经选择了重新考虑的问题，腔内瑞利散射，考虑作为一个无限长的，一维的光子晶体（PhC），具有晶格常数等于环的周长的光学环形谐振腔。通过应用Bloch-Floquet理论，我们证明了环的简并共振之间的模式耦合可以有效地描述为谐振腔色散关系中光子频带的形成。我们还证明，布拉格平面的PhC晶格相匹配的条件相一致的建设性的干涉环。最后，我们表明，一个特定的谐振频率分裂的幅度是成比例的环的周期介电函数的傅立叶展开其相关系数。
2018-03-30 physics.optics
Optical trapping based on microring resonators with transverse slot structure
本文提出在5 μm微环谐振器中引入50 nm横向槽，利用场增强效应将50 nm纳米球的最大束缚光功率提升至3988.8 pN/W，显著增强纳米粒子光学捕获性能。
2025-06-09 physics.optics
Thermo-Optic Multi-Stability and Relaxation in Silicon Microring Resonators with Lateral Diodes
我们证明了具有横向p-i-n结的硅光子微谐振器的电压可调谐热光双稳和三稳特性，并提出了一种表征集成光学谐振器的热光瞬态响应的技术。我们的热光瞬态响应测量方法适用于任何集成光子学平台，并使用标准设备。封装波导中的热光弛豫被发现是近似对数的时间，与二维热扩散的解析解一致。我们建立了一个热光微晶体的多稳定性和动力学模型，该模型在很宽的工作条件下与实验数据一致。我们的工作突出了半导体波导中主动自由载流子去除和热光加热之间的基本联系，这一结果与克尔孤子状态稳定性和片上频率梳产生特别相关。本文所研究的器件是在CMOS代工工艺中制造的，因此我们的模型对硅光子波导器件的设计是有用的。
2020-03-22 physics.optics
Chaos-assisted, broadband trapping of light in optical resonators
混沌是一种在当代科学的许多方面都存在的现象。在经典动力学中，混沌被定义为对初始条件的超敏反应。混沌的存在通常是不必要的，因为它引入了不可预测性，这使得难以预测或解释实验结果。相反，我们在这里演示如何混沌可以用来提高光学谐振腔的存储能量的能力。我们将解析理论与从头算模拟和实验相结合，在光子晶体谐振器中显示，混沌谐振器可以存储6倍以上的能量比其经典的对应相同体积。我们解释了观察到的增加与能量均分之间的所有自由度的混沌谐振器，即腔模式，这是显而易见的，从他们的寿命收敛到一个单一的值。一个令人信服的说明的理论是通过展示变形的聚苯乙烯微球的吸收增强。
2012-09-24 physics.optics
Experimental Realization of Deep Subwavelength Confinement in Dielectric Optical Resonators
具有强电场增强的高度局部化光的能力对于实现更高效率的太阳能电池、光源和调制器至关重要。虽然深亚波长模式可以用等离子体共振器实现，但这些金属结构中的大损耗排除了大多数实际应用。我们开发了一种替代方法来实现亚波长限制，不伴随着抑制性损失。我们实验证明了一种介电蝴蝶结光子晶体结构，该结构支持与等离子体元件相称的模体积和揭示超低损耗的品质因数。我们的方法打开了大门，同时超低模体积和超高品质因数，一直在光学谐振器中难以捉摸的极强的光-物质相互作用制度。
2017-07-15 physics.optics
Polarization exchange of optical eigenmode pair in twisted-nematic Fabry-Pérot resonator
实验证实了均匀扭曲结构和电场变形扭曲结构中的偏振交换效应。在透射峰处输出光的偏振是线性的而不是椭圆的。偏振指向矢的偏振偏转从$0^\circ$角增加到$90^\circ$角，并交换纵向和横向方向。通过电压对谐振器的解扭导致通过谐振器的光的偏振平面的旋转。偏振交换效应允许使用所研究的谐振器作为具有偏振平面的电压控制旋转的光谱选择性线性偏振器。
2017-08-24 physics.optics
Wavelength conversion of data at gigabit rates via nonlinear optics in an integrated micro-ring resonator
本文首次对集成环形谐振腔全光波长转换的系统代价进行了测量。在平均泵浦功率约为22 dBm的情况下，利用CMOS兼容的高折射率玻璃环形谐振腔实现了27.7nm波长范围内的2.5Gb/s波长转换，系统代价小于0.3dB。
2017-05-02 physics.app-ph physics.optics
Optical Resonator Analog of a Two-Dimensional Topological Insulator
光学环形谐振器的晶格可以表现出拓扑绝缘体相，其中自旋的作用由每个环内的光的传播方向发挥。与Hafezi等人研究的系统不同，在不微调谐振器间耦合的情况下实现拓扑保护，谐振器间耦合被赋予与基础晶格相同的周期性。当紧束缚方法不适用时，拓扑绝缘体阶段出现在强耦合中。利用转移矩阵方法，我们推导出了该系统的能带结构和相图，并证明了鲁棒边缘态的存在。当引入增益和损耗时，系统用作耦合谐振器模式的二极管。
2013-04-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electromagnetically induced transparency at a chiral exceptional point
本文理论与实验研究了间接耦合谐振器系统在例外点处由手性本征态调制的透明与吸收，提出利用手性离散光学态作为控制比特操纵光流，连接了光学计算与存储。
2019-11-08 cs.SY eess.SY physics.class-ph
Arbitrary electro-optic bandwidth and frequency control in lithium niobate optical resonators
针对光子器件谐振频率和带宽固定的问题，提出基于薄膜铌酸锂的原位可调光学谐振腔，利用线性电光效应实现了约50倍带宽调谐和230 MHz/V线性频率控制，并开发闭式模型，为光的快速相位与幅度控制奠定基础。
2023-07-31 physics.app-ph physics.optics
