Scattering matrix approach to the resonant states and Q-values of microdisk lasing cavities
本文发展了一种散射矩阵方法，用于数值计算任意形状和折射率任意变化的非理想光盘腔的谐振态和Q值。所开发的方法已被应用于研究表面粗糙度和折射率的不均匀性对激光应用的微盘腔的Q值的影响。我们证明，即使是小的表面粗糙度可以导致许多数量级的高Q腔模式的急剧退化。结合Poincare截面曲面和Husimi分布的检验，从波在弯曲介质界面上的反射角度对数值模拟结果进行了分析和解释。
2003-07-03 physics.optics
Design of plasmonic photonic crystal resonant cavities for polarization sensitive infrared photodetectors
我们设计了一种偏振敏感谐振腔用于中红外光电探测器，利用一个光子晶体腔和一个单一或双金属等离子体波导，以实现增强的探测器效率，由于优越的光学限制在有源区。由于谐振腔具有高频率和偏振敏感性，这种谐振腔结构可用于基于芯片的红外光谱仪和相机，可以高精度地区分不同的材料和温度。
2009-10-15 physics.optics
Enhanced Directional Quantum Emission by Tunable Topological Doubly-Resonant Cavities
如何利用拓扑微腔来控制量子发射是光学界正在研究的课题之一。本文研究了双共振拓扑Tamm微腔中量子发射体的发射，根据实际应用的需要，这种微腔可以同时实现两个任意波长的双共振.为了实现这种腔中量子发射的增强，我们利用了可调谐双谐振模式，其中一个谐振模式对应于泵浦激光波长，另一个位于量子发射器的发射波长。理论和实验结果表明，量子发射体的泵浦激发和发射效率都得到了极大的提高。其主要物理机制可用双谐振腔时间耦合模理论来解释。此外，我们观察到更快的发射速率和更高的效率的单向量子发射，这在光学检测，传感，滤波和发光器件中有很好的应用前景。
2021-08-04 physics.optics
An Optimization Method of Asymmetric Resonant Cavities for Unidirectional Emission
本文研究了一种非对称谐振腔（ARC）半四极半圆形状腔的射线模拟的重复性和精度，证实了方向性对形状误差的鲁棒性。在此基础上，我们提出了一种爬山算法，以优化的ARC单向发射。对不同的方向性评价函数进行了试验，建议对高度准直、单向的离子发射采用一定角度内的能量函数。利用这种方法，我们优化了ARC，在发散角为40 °时，远场辐射能量约占总辐射能量的0.46。这种优化方法是非常强大的ARC的形状工程，并可以应用于未来的研究与特定的发射性能的ARC。
2013-06-13 physics.optics
Enhanced stability from co-resonant cavities in a monolithic array
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Universities Space Research Association（大学空间研究协会）；Space Dynamics Laboratory（空间动力学实验室）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）
研究通过激光微刻在单片石英基底上制备微法布里-珀罗腔阵列，实现高 finesse 稳定性，并展示其在芯片尺度腔量子电动力学网络和精密激光稳定中的应用。
2026-04-29 physics.optics
Resonant modes in triangular dielectric cavities
讨论了具有正三角形截面的高介电常数介质棱镜的谐振光学模式。标量亥姆霍兹方程的Dirichlet边界条件，适当的传导边界的本征模解，适用于此目的。分析了这些模式中存在的特定平面波分量的全内反射行为和隐含的模式限制时，导电边界被替换为尖锐的介电失配。还讨论了通过调整纵向波矢量$k_z$来改善TIR约束。对于二维电磁解（$k_z=0$），TE偏振导致比TM偏振更长的寿命，假设在拐角处的倏逝边界波的逃逸是主要的衰减过程。
2004-08-31 physics.optics
Chi2 and chi3 harmonic generation at a critical power in inhomogeneous doubly resonant cavities
我们推导出100%的频率转换在任何双共振非线性腔，通过chi 2和chi 3非线性的二次和三次谐波产生的一般条件。我们发现，转换效率是优化的某一临界功率取决于腔参数，并假设合理的参数，我们预测100%的转换使用毫瓦或更少的功率。这些结果来自半解析耦合模理论框架，该框架是从以前的工作推广到包括chi2和chi3介质以及非均匀（全矢量）腔，在高效率极限下分析，其中下转换过程导致在临界功率下的最大效率，并通过非线性麦克斯韦方程组的直接时域有限差分（FDTD）模拟验证。根据线性腔本征模导出了非线性耦合系数的显式表达式，可用于设计和计算任意几何形状的腔。
2007-05-24 physics.optics
Nonlinear harmonic generation and devices in doubly-resonant Kerr cavities
本文描述了一个在$ω$和$3ω$两个谐振腔中，通过克尔（$\chithree$）非线性产生三次谐波（$ω\to3ω$）的非线性动力学理论分析。这样的双谐振腔将有效谐波产生所需的功率大大降低了$\sim V/Q^2$的因子，其中$V$是模态体积，$Q$是寿命，并且在临界输入功率下甚至可以表现出100%的谐波转换效率。然而，我们发现，它也表现出丰富的各种非线性动力学，如多稳态解和长周期的极限环。我们描述了如何补偿自/交叉相位调制（否则移动谐振腔频率），以及如何激发不同的稳定的解决方案（特别是高效率的解决方案）通过特殊调制的输入脉冲。
2008-08-22 physics.optics
Boundary integral equation method for resonances in gradient index cavities designed by conformal transformation optics
对于由保角变换光学设计的二维梯度折射率腔，我们提出了一种边界积分方程方法，利用一个与物理空间完全等价的虚拟空间来计算谐振模函数。利用虚拟空间中均匀折射率腔内部区域的格林函数，可以得到谐振模函数及其在物理空间中的远场分布。作为验证，计算了Limaçon型变换腔的谐振模，并与有限元法得到的相同模式的模式图和远场强度分布进行了比较。
2019-09-25 physics.optics
Hidden Sector Photon Coupling of Resonant Cavities
许多超越标准模型的理论引入了光准光子，这是一种假设的自旋为1的场，它与光子在动力学上混合。传统上，微波腔实验通过将功率从有源驱动腔传输到无源接收腔来寻找准光子，其中两个腔由光子无法穿透的屏障隔开。我们扩展这种测量技术，占腔之间的双向耦合，并表明，准光子场的存在下，可以改变耦合腔对的谐振频率。我们提出了一个实验，利用这种效果，并使用测量腔谐振频率来约束的准光子光子-光子混合参数，chi。我们表明，这样的实验可以提高灵敏度，以chi比现有的实验的准光子质量小于谐振腔的谐振频率，并消除一些最常见的系统谐振腔实验。
2013-04-25 hep-ph physics.optics
High-efficiency triple-resonant inelastic light scattering in planar optomagnonic cavities
光磁谐振腔是近年来出现的一种新型谐振腔，可用于实现相干微波-光转换、量子存储器和器件以及下一代量子网络。设计这种腔的关键挑战是实现高效率，例如，可以用于超导量子位的有效光学接口，以及最终设计的实用性，其理想地应该是平面的并且适合于芯片上集成。在这里，一个新的时间Floquet散射矩阵的方法的基础上，我们报告的平面，多层光磁腔的设计和优化，将Ce：YIG薄膜，磁化面内，在三共振非弹性光散射制度。在实际条件下，这种架构允许约5%的转换效率，这比替代设计高出几个数量级。我们的研究结果提出了一个可行的方式来实现微波光子和光子之间的实际信息相互转换，介导的磁振子，与效率本质上大于那些在光学力学和替代相关技术，以及一个平台的基础研究的经典和量子动力学的磁性固体，和未来的量子设备的实现。
2019-05-17 physics.optics
Conditions for Parametric and Free-Carrier Oscillation in Silicon Ring Cavities
我们模拟了具有双光子吸收的环形腔中的光学参量振荡，聚焦在1.55 $μ$ m处的硅上。振荡是可能的，如果自由载流子吸收可以减轻;这可以通过在反向偏置的p-i-n结中使用载流子清除来减少载流子寿命来实现。通过改变泵浦功率、失谐量和反向偏置电压，可以在包括1.55 $μ$ m的宽波长范围内在具有正常色散和异常色散的腔中产生频率梳。此外，当载流子寿命足够长时，自由载流子自脉冲不稳定性导致丰富的动力学。
2018-03-31 physics.optics
Unifying frequency combs in active and passive cavities: Temporal solitons in externally-driven ring lasers
频率梳已成为光学领域的一个重要研究领域。作为集成梳状技术，特别感兴趣的是芯片级源，例如半导体激光器和微谐振器，其由嵌入非线性介质的谐振器组成，所述非线性介质具有或不具有粒子数反转。这种主动腔和被动腔到目前为止被区别对待。在这里，我们提出了一个正式的统一，通过引入一个一般方程，描述这两种类型的腔。该方程还捕获了混合器件的物理特性-具有外部光学驱动器的半导体环形激光器-其中我们显示了时间孤子的存在，以前仅在微谐振器中识别，这要归功于空间扩展耗散系统的典型对称性破缺和自定位现象。
2021-04-01 physics.optics
Optimization of conformal whispering gallery modes in limaçon-shaped transformation cavities
在用保角变换光学设计的Limaçon型梯度折射率介质腔中，跟踪了谐振模的Q因子和发射方向性在系统参数空间中的变化。对于这些腔，它们的边界形状和折射率分布确定在每种情况下，由一个选定的保角映射，这是作为一个坐标变换。通过数值计算发现，一般高Q谐振模的双向性因子与其Q因子并不成正比。对于全内反射支持的各向异性回音壁模式，获得了强双向性和高Q因子共存的最佳系统参数。
2019-01-10 physics.optics
Directional emission from asymmetric resonant cavities
非对称谐振腔（ARC）具有高度非圆形，但凸的横截面理论上预测有高Q值的回音壁模式非常各向异性的发射。我们开发了一个射线动力学模型的发射模式和目前的数值和实验证实的理论。
1998-06-16 chao-dyn nlin.CD physics.class-ph
Degenerate four-wave mixing in triply-resonant Kerr cavities
我们证明了在三阶共振非线性（克尔）腔中实现高效简并四波混频的理论条件。我们采用了一个通用的和准确的时间耦合模分析，在任意微腔中的光的相互作用表示在一组耦合系数，我们严格推导出完整的麦克斯韦方程组。使用耦合模理论，我们表明，光组成的输入信号的频率$ω_0-Δω$可以，在存在的泵浦光在$ω_0$，被转换成一个输出的频率$ω_0 + Δω$移位信号的量子限制的效率，我们推导出表达式的临界输入功率发生这种情况。我们发现，在假设非常保守的腔参数（模式体积$\sim10$立方波长和品质因数$\sim1000$），在10毫瓦的顺序的临界功率。标准的曼利-罗效率极限是从经典耦合模方程的解得到的，尽管我们也从简单的光子计数“量子”参数得到它们。最后，使用线性稳定性分析，我们证明了最大的转换效率可以保留，即使在存在的自我和交叉相位调制的影响，一般采取行动，以破坏共振条件。
2010-11-26 physics.optics
Gallium nitride L3 photonic crystal cavities with an average quality factor of 16,900 in the near infrared
在GAN自支撑光子晶体平板中制备了光子晶体点缺陷腔。腔体基于流行的L3设计，该设计使用基于遗传算法的自动化过程进行优化，以最大化品质因数。几个单独的腔复制品的光学表征导致在谐振波长λ $\sim 1.3$ μm处的平均无载品质因数Q = 16，900，最大测量Q值为22，500。品质因数和谐振波长的统计数据都很好地解释了第一性原理模拟，包括制造无序和背景光吸收。
2014-11-24 physics.optics
All-Optical Doubly Resonant Cavities for ReLU Function in Nanophotonic Deep Learning
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）
本文提出利用紧凑双共振腔实现全光ReLU激活函数，通过非线性过程在光子结构中同时共振基频和二次谐波频段，实现低能耗高效率的光神经网络。
2025-04-28 physics.optics
Tuning of resonant doublets in coupled optical cavities
针对强耦合光学腔共振双峰传统读出方法的挑战，提出一种新技术，能同时实现频率稳定与双峰频率分裂的精细调谐，为引力波探测和量子腔光力学等领域提供有效控制方案。
2023-08-03 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Observation of resonant doublet and variable finesse in a tabletop meter-scale linear three-mirror cavity
Université Paris–Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎-萨克雷大学，法国国家科学研究中心/欧洲核子研究组织，IJCLab）
通过实验实现米级线性三镜腔，观测到共振峰分裂和可变精细度，验证了其在下一代引力波探测器中的应用潜力。
2026-05-29 physics.optics
Resonant states reveal strong light-matter coupling in nanophotonic cavities
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Graz（格拉茨大学）；NAWI Graz（NAWI 格拉茨）；Riga Technical University（里加技术大学）
通过复频率平面追踪共振态轨迹，提出基于共振态框架明确区分弱耦合与强耦合，并推导有效哈密顿量揭示耦合率与频率偏移。
2026-06-18 physics.optics
Omni-resonant optical micro-cavity
光学腔是光子学的基石。它们在激光器、滤光器、光梳和时钟以及量子物理学中都是不可或缺的，并使引力波的探测成为可能。腔仅在离散的谐振频率下传输光，这些谐振频率在微结构中被很好地分离。尽管人们试图建造“白光腔”，但与腔发生光学相互作用所产生的好处-如共振场的建立-仍然局限于窄线宽。在这里，我们展示了通过平面法布里-珀罗微腔通过角度复用相位匹配，利用生物启发光栅配置的消色差光传输。通过将每个波长与适当的入射角相关联，连续谱共振并且使微腔透明。单阶0.7 nm宽的谐振的轨迹在谱角空间中去倾斜，成为跨越多个腔自由谱范围的60 nm宽的消色差谐振。这种方法切断了共振带宽和腔光子寿命之间的联系，从而有希望在宽带宽的线性和非线性光学效应的共振增强的MEMS器件。
2016-12-13 physics.optics
Spectral tuning of multimode three-dimensional photonic crystal cavities for enhanced anti-Stokes Raman scattering
三维（3D）光子晶体（PhCs）中的多模中空微腔被设计用于实现增强的相干反斯托克斯拉曼散射，这要求腔具有三个具有相等间隔的谐振频率的高品质因子（Q）模。3D光子晶体中的空腔比2D平板在设计和调谐方面具有更大的灵活性，因为降低Q值的辐射损耗可以通过3D光子带隙来抑制。我们首先根据微扰理论通过改变腔的材料和几何形状来同时调谐所有的模式频率。多个模式之间的光谱间距根据其模式轮廓的对称性、体积和场分布来调整。通过求解频域中的麦克斯韦方程组，计算了谐振模式的频率和场分布。
2010-07-07 physics.optics
Spontaneous symmetry breaking in synchronously pumped fiber ring cavities
我们引入了一个新的方程，描述了任意脉冲在光纤环形腔中传播的时空演化。该模型是传统Lugiato-Lefever模型的重要扩展。我们演示了同步泵浦光纤环形腔中的自发对称性破缺和多稳态机制。该方程可以应用于几乎任何类型的波导为基础的环形腔。
2013-06-07 nlin.PS physics.optics
Triple-resonant Brillouin light scattering in magneto-optical cavities
磁光回音壁模式谐振器调谐到三重共振点，证明了增强的布里渊光散射的光子与磁振子。当输入和输出光学模式都与回音壁谐振器的光学模式谐振时，发生这种情况，其中分离由铁磁谐振（FMR）频率给出。特定光学模式的识别和激发使我们能够清楚地了解模式匹配条件。由于波矢匹配的选择规则导致固有的单边带激励。在相干光-微波转换中，对单边带的强抑制是实现一对一频率映射的关键。
2016-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Integrated Fabry-Perot cavities as a mechanism for enhancing micro-ring resonator performance
我们提出并实验证明，通过将集成微环谐振器（MRR）嵌入由级联Sagnac环反射器（SLR）形成的集成法布里-珀罗（FP）腔中，可以提高其滤波质量（Q）因子。通过利用FP腔内的相干干涉对MRR的透射谱进行整形，可以显著提高Q因子和消光比（ER）。对器件进行了理论分析，并在绝缘体上硅（SOI）晶片上进行了实际制作。实验结果表明，高达11倍的改善Q因子，连同8 dB的ER增加，可以通过我们提出的方法实现。不同结构参数对器件性能的影响也进行了研究，并通过不同结构参数的器件的测量光谱进行了验证。
2017-05-31 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
Half-period Aharonov-Bohm oscillations in disordered rotating optical ring cavities
在旋转坐标系中的麦克斯韦方程组与存在磁场的带电粒子的薛定谔方程之间存在类似性。我们利用这个类比指出，在适当的条件下，在旋转框架中的电磁现象，可以表现出周期性的旋转的角速度。特别地，在无序环形腔中，人们发现在无序金属的介观物理学中众所周知的Al'tshuler-Aronov-Spivak效应的光学模拟。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Modulational instability in dispersion oscillating fiber ring cavities
我们表明，在无源腔中使用的色散振荡光纤显着扩展调制不稳定性的新的高频带，这也不稳定的分支的稳定响应是稳定的均匀色散。利用Floquet理论，我们得到了边带增益的精确表达式和最大增益频率的简单解析估计。数值模拟表明，在腔中可以激发出稳定的脉冲序列。
2014-05-23 nlin.PS physics.optics
Design of Optomechanical Cavities and Waveguides on a Simultaneous Bandgap Phononic-Photonic Crystal Slab
在本文中，我们研究和设计准二维光机械晶体，波导，和谐振腔形成的图案板。二维周期性允许在频率中的面内伪带隙，其中禁止局部化到板的共振光学和机械激发。通过定制的晶胞几何形状，我们表明，它是可能的，有一个平板晶体同时光学和机械的伪带隙，光学波导不妥协。然后，我们使用这些晶体设计光机械腔中发生强烈的相互作用，共定位的光子-声子共振。示出了通过扰动硅光机械晶体板中的光波和声波的“线性缺陷”波导而形成的谐振腔结构，以支持波长为1.5微米的光谐振和频率为9.5GHz的机械谐振。由于波导结构的同时伪带隙，这些谐振被模拟为具有大于10^7的光学和机械辐射限制的Q因子。还研究了由于辐射压力引起的该腔中的光共振和声共振的光机械耦合，量子转换率对应于通过单个腔声子的单个腔光子的散射率，计算为292 kHz。
2010-11-21 physics.optics
Controlling mode locking in optical ring cavities
光学环形谐振器的腔内元件的表面中的缺陷可以将光从一个模式散射到反向传播模式中。由这种反向散射引起的腔模式的锁相是众所周知的例子，其众所周知地折磨激光陀螺仪和类似的有源系统。我们的实验表明，如何反向散射可以规避在一个单向操作的环形腔的谐振腔模式的适当选择或主动反馈控制。
2006-11-20 physics.atom-ph physics.optics
Triply Resonant Photonic Crystal Nanobeam Cavities for Unconditional Photon Blockade
Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Washington（华盛顿大学电气与计算机工程系）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；CUNY Graduate Center（纽约市立大学研究生中心）；Department of Physics, University of Massachusetts, Dartmouth（麻省大学达特茅斯分校物理系）；Center for Scientific Computing and Data Science Research, University of Massachusetts, Dartmouth（麻省大学达特茅斯分校科学计算与数据科学研究中心）
研究三重共振纳米束谐振腔在硅光子平台上实现无条件光子阻塞的可行性，通过高Q值和有效模式体积实现单光子非线性效应。
2026-03-20 physics.optics quant-ph
Double layered transformation cavities: Crossover between local and global transformations
研究了由内外层边界组成的双层变换腔中的谐振模，其中模的强度主要位于内层。这是变换腔和变换光学器件的完全变换空间中的腔之间的中间设计。我们证明了这两种极端情况之间的交叉作为腔的外层的变化，也探讨了在腔中的谐振模式的属性。而近场模式的谐振模式不改变，作为外层变得更大，Q-因子接近那些在转换光学的整个转换空间的腔，和远场模式被修改。
2021-12-16 physics.class-ph physics.optics
Bounded frequency lattices in integrated lithium niobate coupled ring cavities
Integrated Photonics and Applications Centre, RMIT University（集成光子与应用中心，皇家墨尔本理工大学）；ARC Centre of Excellence in Optical Microcombs for Breakthrough Science (COMBS)（突破科学光学微梳 ARC 卓越中心）
本研究在集成锂铌酸盐耦合环腔中实现具有尖锐边界的频率晶格，通过单个辅助腔体抑制两个耦合项，并验证了其对紧束缚晶格动力学的影响，为拓扑系统和光子信息处理提供了新途径。
2026-03-02 physics.optics
Localized surface plasmons selectively coupled to resonant light in tubular microcavities
垂直金纳米间隙上创建的微腔和表面等离子体激元定位在纳米间隙的微腔支持的共振光之间的耦合进行了探索。光学轴向模式和局部表面等离子体激元的选择性耦合关键取决于金纳米间隙在微腔上的精确位置，这可以通过将特别设计的薄介质膜卷起成三维微管环形谐振器来方便地实现。基于微扰理论，用修正的准势模型解释了耦合现象。我们的工作揭示了耦合的表面等离子体共振局域在纳米尺度上的光共振限制在微管腔在微观尺度上，这意味着一个很有前途的策略，调查光-物质相互作用。
2016-04-06 physics.optics
Phase shift-cavity ring down spectroscopy in linear and active fiber cavities for sensing applications at 1550 nm
由于广泛可用的现成组件，在1550 nm处的液相传感应用是非常期望的。通常，1550 nm处的液体会引起高吸收损失，这限制了整个传感器的灵敏度和检测限。一种解决方案是结合腔衰荡光谱使用有源光纤环来克服这些吸收损耗。然而，光纤环路内的放大器受到固有增益波动的影响，这限制了传感系统的整体性能。在这里，我们提供了一种新的传感器，使用波长扫描相移腔衰荡光谱（PS-CRDS）结合线性有源光纤腔，可能提供比传统的光纤环传感器更灵敏的解决方案。我们使用一个锥形光纤作为传感头内的主动腔由光纤布拉格光栅。我们推导出我们的系统的理论相移表达式，并使用有限元方法进行模拟，以确定最佳锥形光纤直径的葡萄糖传感在去离子水中。与未放大的系统相比，我们发现我们的放大系统可以通过放大器增益调谐将灵敏度提高14倍。我们还使用0-15.5~mM葡萄糖溶液进行实验测量，发现它们与我们的理论预测非常吻合。实验表明，该传感器的灵敏度为0.768~ $^o$ /mM（1164~ $^o$ /RIU），检测限为0.75~mM（4.5~ $\times$ ~10 $^{-4}$ ~RIU），无需任何温度稳定。我们预计，目前的工作将发现广泛的传感应用在光纤腔，环形谐振器，和其他微腔结构。
2021-02-09 physics.optics
Doubly resonant photonic crystal cavities for efficient second-harmonic generation in III-V semiconductors
二阶非线性效应，如二次谐波产生，可以强烈增强纳米制造的光子材料时，基频和谐波频率的空间和时间限制。在传统的半导体化合物中实际设计小体积和双谐振纳米谐振器是具有挑战性的，由于其固有的折射率色散。在这项工作中，我们回顾了最近开发的策略，设计双谐振纳米腔低模式体积和大的品质因数的局部缺陷的光子晶体结构。我们建立在这种方法的基础上，通过应用进化优化算法与麦克斯韦方程组求解器，表明所提出的设计配方可以应用于任何材料平台。我们明确地计算了二次谐波产生效率的双谐振光子晶体腔设计在典型的III-V族半导体材料，如GAN和AlGaAs，在电信波长的基波为目标，并充分考虑了各自的非线性极化率的张量性质。这些结果可能会刺激在领先的半导体材料平台中实现小尺寸光子纳米结构，以实现前所未有的非线性效率。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polaritonic spectra of optical Mie voids
针对极化激元研究对高性能光学腔的需求，该工作理论研究了Mie球形空腔的谐振特性与极化激元光谱，推导其$Q$因子解析表达式，明确强弱光-物质耦合的参数范围，为新型极化激元系统设计提供支撑。
2025-10-06 physics.optics
Cavity optomechanics with a suspended resonant mirror
Aarhus University（奥胡斯大学）
该研究构建含悬挂氮化硅膜谐振镜的平面腔，通过分析与模拟探究色散光力学，实验发现光学弹簧幅度远超模型预测，推测源于光热效应并提出现象学模型。
2026-08-04 physics.optics
Doubly resonant second-harmonic generation of a vortex beam from a bound state in the continuum
实现高品质因数的双谐振腔可以大大增强非线性材料中的二次谐波产生。然而，在光子晶体（PhC）腔中实现这种双共振条件是一个长期的挑战，因为在两个频率附近的光子带隙的工程困难。在这里，通过实现连续（BIC）中的二次谐波束缚态，并限制它与异质结构的设计，我们显示了第一个双谐振PhC板腔与$2.4\times10^{-2}$ W $^{-1}$转换效率在连续波激发下。我们还报告了高度垂直方向集中的远场发射模式与径向偏振在二次谐波频率的确认。这些结果代表了以前的理论预测和一个基石的成就，不仅为非线性频率转换，但也为涡旋光束的产生和未来的非经典辐射源的坚实的验证。
2020-05-20 physics.optics
High Quality factor photonic crystal nanobeam cavities
我们研究了硅基高品质因数光子晶体纳米梁腔的设计、制备和实验特性。采用五孔锥形一维光子晶体反射镜，通过精确控制腔长，设计出了理论品质因数高达1400万的腔。通过检测垂直入射激光束的交叉偏振共振散射光，我们测量了近750，000的品质因数。模拟了腔体尺寸对模式频率和品质因数的影响，并进行了实验验证。
2009-02-05 physics.optics
Surface state photonic bandgap cavities
提出并分析了一种基于有限光子晶体表面态的高Q谐振腔。我们证明，这样的腔可以有一个Q因子与传统的光子带隙缺陷模腔之一。同时，表面模腔的显著特征是它直接位于光子晶体的表面。这可能会为新型光子器件的设计和光子电路的集成开辟新的可能性。
2005-07-01 physics.optics
Omni-resonant imaging across the visible
本文通过引入角色散激发可见光宽带消色差共振，突破了法布里-珀罗腔线宽与精细度的权衡，实现了100纳米带宽的宽带彩色成像，为空间结构化场的宽带共振增强应用奠定基础。
2023-09-16 physics.optics
Anti-Stokes Photoluminescence in Monolayer WSe$_2$ Activated by Plasmonic Cavities through Resonant Excitation of Dark Excitons
本文研究通过等离激元纳米腔共振激发暗激子，在单层WSe$_2$中激活反斯托克斯光致发光，实现近100倍的上转换发光强度增强，为光学冷却和激子辐射工程提供了新途径。
2023-03-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electromechanical wavelength tuning of double-membrane photonic crystal cavities
提出了一种将光子晶体腔的谐振波长调谐到1.55 μ m附近的方法。通过机电控制两个平行InGaAsP膜之间的分离来实现PCC模式的大调谐。讨论了避免膜间粘连的制备方法。观察到对称/反对称模式的可逆红/蓝位移，这为机电调谐提供了明确的证据，并且在< 6 V的外加偏压下获得了10 nm的最大位移。
2011-04-06 physics.optics
Vertical optical ring resonators fully integrated with nanophotonic waveguides on silicon-on-insulator substrates
我们展示了在绝缘体上硅衬底上的硅纳米光子波导与垂直光学环形谐振器的完全集成，以实现朝向3D光子集成的重要一步。片上集成是通过将2D差分应变TiO 2纳米膜卷起到纳米光子微芯片上的3D微管腔中来实现的。集成配置允许平面内波导和垂直微管腔之间的平面外光学耦合作为紧凑且机械稳定的光学单元，这可以实现多个光子层的3D堆叠中的精细垂直光传输。在这种垂直传输方案中，基于亚波长厚壁微腔演示了通信波长光信号的谐振滤波。此外，制备了微管腔阵列，并且每个微管腔与多个波导集成，这开辟了通过单腔器件的并行和多路由以及高通量光流体感测方案的有趣前景。
2015-06-29 physics.optics
Single-photon interaction between two quantum dots located in different cavities of a weakly coupled double microdisk structure
我们报告了两个单量子点（QD）在一个单独的InP/GaInP基微盘腔通过共振回音壁模式的辐射相互作用。研究基于从头算耦合圆盘模式。我们应用光学光谱学，包括一个$4f$设置，以及模式选择性的真实空间成像和光致发光映射来辨别单个量子点耦合到一个谐振的微盘模式。激发的双腔结构的一个磁盘和检测photoluminescene从其他产量的单光子发射的量子点激发的非相干能量转移从一个磁盘到另一个通过在弱耦合制度的模式的证据。最后，我们提出了一个量子点在一个磁盘中发射的光子，通过共振模式转移到其他磁盘，随后由另一个量子点共振散射的证据。
2017-06-16 physics.optics quant-ph
Fabry-Pérot open resonant cavities for measuring the dielectric parameters of mm-wave optical materials
本研究针对毫米波宇宙学实验对低温下光学材料特性精确表征的需求，采用兼容4K低温恒温器的半球形Fabry-Pérot开放式谐振腔，可在室温和低温下测量低损耗材料的介电与散射损耗，还介绍了相关准光腔的应用及提高腔精细度的研究。
2024-11-01 astro-ph.IM physics.optics
Fast and accurate extraction of ultra-high quality factor from cavity ring-down measurement
针对腔衰荡测量缺乏规范分析方法的问题，本文提出一种分步提取 UHQ 腔总体品质因数、固有损耗和耦合状态的方法，提升了保真度与简便性。
2024-05-21 physics.ins-det physics.optics
Enhanced sensing with quasi-degenerate mode in fiber Bragg gratings ring cavities
本文报道了一种新型的光学谐振腔的模型和实验验证，该谐振腔是在光纤闭环中插入光纤布拉格光栅（FBG）形成的。环的光谱特性取决于FBG的反射率。当FBG反射率趋于零时，整个谐振系统表现出通常的简并模式条件。另一方面，当反射系数FBG不为零时，谐振器的光谱特征显示与谐振腔内的两个反向传播模式的简并去除相关联的分裂谐振模式。在光纤光栅的最大反射率区域，分裂幅度最大。此外，它通过作用于FBG物理参数（例如应变、温度、群折射率）而变化。通过考虑分裂幅度变化几乎最大的光谱区域，即准简并模式条件，我们证明了该器件也可以用作慢光传感器，通过监测与所施加的应变相关的功率变化，在这种情况下，灵敏度为3.6x10^（6）x eps^（-1）。据我们所知，这比最好的慢光FBG传感器提高了20倍。
2013-07-15 physics.optics
Efficient operator method for modelling mode mixing in misaligned optical cavities
本研究针对法布里-珀罗光学腔谐振模特性受镜面对准与形状影响的问题，扩展了模式混合方法以适配任意镜面形状，可快速计算横向失准腔的模式并分析其几何特性，拓展了相关研究能力。
2023-06-16 physics.optics quant-ph
Mode coupling control in a resonant device: application to solid-state ring lasers
以环形激光器为例，对谐振宏观量子器件中的模式耦合效应进行了理论和实验研究。特别是，我们分析和实验表明，这样的设备可以用作旋转传感器提供的模式耦合的影响进行控制，例如通过使用一个额外的耦合。一个可能的一般化的情况下，另一个共振宏观量子器件的例子进行了讨论。
2006-03-13 physics.optics
Nonlinear dynamics of intra-cavity-field for periodically pump-modulated dual-coupled Kerr micro-ring cavities
College of Physics, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学物理学院）；State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University（山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室）；Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学浙江省量子态调控与光场操纵重点实验室）
本文数值研究周期性泵浦调制双耦合Kerr微环腔的长时间动力学，发现高失谐态因Kerr贡献超过损耗而出现正Lyapunov增长，并给出场分辨描述。
2026-09-09 physics.optics
Anomalous ring-down effects and breakdown of the decay rate concept in optical cavities with negative group delay
光脉冲在负群速度介质中的传播会产生许多看似违反因果关系的悖论。这些悖论的解决引发了对光传播的许多有趣和意想不到的特征的研究。在这里，我们报告了一个相结合的理论和实验研究的衰荡振荡的光学腔充满了这样一个强烈的负频散介质，给一个负的往返群延迟时间。我们从理论上预计，因果关系强加在腔传输中存在额外的共振峰，导致腔场的非指数衰减和腔衰减率概念的崩溃。我们的预测验证了模拟和实验使用的室温气体的亚稳态氦原子在失谐的电磁感应透明制度作为腔介质。
2012-01-06 physics.optics quant-ph
