Non-Hermitian Second-Order Topological Phases and Bipolar Skin Effect in Photonic Kagome Crystals
Jiangsu University（江苏大学）
研究非厄米特二阶拓扑相的性质，揭示高阶拓扑与非厄米特皮肤效应的相互作用，发现非厄米特性驱动本征态在角落积累，打破传统体-边对应关系。
2026-01-19 physics.optics
Nonlinear Non-Hermitian Skin Effect and Skin Solitons in Temporal Photonic Feedforward Lattices
本文在时间光子前馈晶格中实验展示了非线性非厄米趋肤效应，利用人工Kerr非线性增强局域鲁棒性并形成趋肤孤子，据此设计了可调谐光学路由器。
2025-06-21 physics.optics
Photonic skin-depth engineering
最近，我们提出了光限制策略的范式转变，展示了放松的全内反射和光子趋肤深度工程如何导致没有金属的亚衍射波导（S。Jahani和Z. Jacob，“Transparent sub-diffraction optics：nanoscale light confinement without metal，”Optica 1，96-100（2014））。在这里，我们表明，这种极端趋肤深度（e-skid）波导可以反直观地限制光比最好的情况下的全介质设计的高折射率硅波导包围真空。我们还分析建立，在电介质波导中的光限制相关的品质因数从根本上依赖于包层中的波的趋肤深度，一个令人惊讶地在电介质光子学中被忽视的量。我们对比了e-skid波导和传统波导的基模的传播特性，表明e-skid波导中包层中的衰减常数显着较大，这是亚衍射限制的起源。我们还提出了一种方法来验证减少的光子趋肤深度在实验中使用的古斯-汉森相移的减少。最后，我们提供了一个概括，我们的工作使用的概念转换光学的光子趋肤深度工程可以被解释为一个变换的动量倏逝波。
2015-03-09 physics.optics
CMOS-compatible photonic integrated circuits on thin-film ScAlN
本文系统研究CMOS兼容200 mm线上溅射薄膜ScAlN的材料质量与制造工艺，通过表面抛光和退火实现本征品质因数1.47×10^5、传播损耗2.4 dB/cm的微环谐振器，为大规模低损耗ScAlN光子集成电路奠定基础。
2024-06-12 physics.optics
Monolithic Integration of Piezo-Optomechanical Photonics and CMOS Electronics
The MITRE Corporation（MITRE公司）；Electrical, Computer, and Energy Engineering, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校电气、计算机和能源工程学院）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀恩特光学科学学院）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）
提出一种全单片、全CMOS制造的压电光机光子集成电路平台，通过后端工艺在CMOS驱动晶圆上直接构建光子晶圆，实现超过200万个电连接的高密度数字背板，并引入分段式POMPIC组件作为光子数模转换器，实现低电压数字信号到多比特模拟光相位和幅度调制的转换。
2026-07-03 physics.optics
CMOS compatible athermal silicon microring resonators
硅光子学有望缓解现代计算系统的带宽瓶颈。但是硅光子器件的基本问题是由于硅的高热光（TO）系数而对环境温度波动高度敏感。迄今为止提出的克服这个问题的大多数方法要么需要显著的功耗，要么采用不兼容CMOS的材料。在这里，我们展示了一类新的光学器件，这是被动的温度补偿的基础上定制的硅波导中的光模式限制。我们展示了硅光子谐振器在大于80度的非常宽的温度范围内的操作。这项工作背后的基本原理可以扩展到其他光子结构，如调制器，路由器，交换机和滤波器。
2009-12-04 physics.optics
Integrated emitters with CMOS-compatible tuning for large scale quantum SiN photonic circuits
Ghent University（根特大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Sparrow Quantum ApS（Sparrow量子有限公司）；University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）
本研究通过CMOS兼容的低损耗SiN平台实现了InGaAs量子点的可扩展集成，展示了高加工产量和波长可调性，为大规模量子光子电路集成提供了新途径。
2025-11-26 physics.optics
Skin mode tunability and self-healing effect in photonic Floquet lattices
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学安徽省量子网络重点实验室）；CAS Center For Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子物理前沿卓越创新中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
本文提出利用趋肤模式可调性，在光子Floquet晶格中实现非厄米趋肤模式的自愈效应，并通过局部扰动实现宽范围频谱控制，扩展非厄米波控制工具箱。
2025-10-16 physics.optics
Photonics design tool for advanced CMOS nodes
最近，作者已经展示了具有数百万个晶体管和数百个光子元件的大规模集成系统。生产这样的大规模集成系统需要严格的设计制造，这体现在10 000至50 000的设计规则，这些设计必须符合先进的互补金属氧化物半导体制造。在这里，作者提出了一个光子设计自动化工具，它允许自动生成的布局，而不违反设计规则。该工具是用主流电气设计自动化软件Cadence的本地语言SKILL编写的。这允许在单个环境中无缝集成光子和电子设计。该工具利用直观的光子层定义，使设计人员能够专注于物理特性，而不是技术相关的细节。作者首次提出了一种基于曼哈顿离散化、布尔和尺寸调整操作的算法，用于从光子布局中消除违反设计规则的行为。该算法并不局限于SKILL中的实现，原则上可以用任何脚本语言实现。连接是通过软件定义的波导端口和支持波导连接自动路由的低级过程实现的。
2015-08-21 physics.optics
Rapidly reconfigurable radio-frequency arbitrary waveforms synthesized on a CMOS photonic chip
由于光载波提供的超宽带宽，射频波形生成和处理的光子方法提供了优于电子方法的性能和灵活性。然而，它们缺乏集成和缓慢的重新配置速度。在这里，我们提出了一个集成的光子RF波形产生和处理的架构，并实现它在半导体制造厂制造的硅芯片。我们的设备可以生成可编程的RF脉冲串或连续波形，只有光源，电驱动器/控制器和检测器是片外的。它在4纳秒内打开和关闭RF突发中的单个脉冲，实现比热调谐快三个数量级的重新配置速度。片上光学延迟元件提供了一种集成方法，可以精确地操纵单个RF波形特征，而不受电子器件的速度和定时抖动的限制，并且应该在从高速无线到国防电子器件的广泛应用中找到。
2014-04-11 physics.optics
Photonic spiking neural networks and CMOS-compatible graphene-on-silicon spiking neurons
脉冲神经网络因其计算能力效率和噪声鲁棒性而优于人工神经网络。尖峰效应的好处加上光子学的高带宽和低延迟，可以实现高效、抗噪声、高速的神经处理器。光子尖峰神经元的景观包括绝大多数的可激发激光器和一些非线性光学腔的演示。硅平台最适合承载可扩展的光子技术，因为它具有CMOS兼容性和低光损耗。在这里，我们提出了现有的光子尖峰神经元的调查，并提出了一种新的尖峰神经元的基础上的混合硅基石墨烯微腔。一个有代表性的样品之间的比较光子尖峰设备。最后，我们讨论了训练脉冲神经网络的方法，它们的挑战以及光子脉冲神经硬件可以实现的应用领域。
2021-09-28 cs.ET physics.optics
Significant crosstalk reduction using all-dielectric CMOS-compatible metamaterials
最近的一个计算结果表明，高限制模式可以实现全介质超材料（S。贾哈尼等例如，Optica 1，96（2014））。这大大减少了介质波导之间的串扰，为高密度光子电路铺平了道路。在这里，我们通过实验证明，在一个标准的绝缘体上硅（SOI）平台上，在两个硅条形波导之间使用一个简单的超材料，导致耦合长度增加约10倍。所提出的结构可能会导致硅光子器件尺寸的显著减小。
2016-11-11 physics.optics
CMOS photonic integrated source of ultrabroadband polarization-entangled photons
本研究研发出一款基于CMOS工艺的全片上硅光子集成纠缠光子源，采用双向泵浦微环和偏振分束旋转器，可产生超宽带高保真偏振纠缠光子，适用于多用户网络的灵活网格波分复用纠缠分发。
2024-02-14 physics.optics quant-ph
Gigahertz-Frequency, Acousto-Optic Phase Modulation of Visible Light in a CMOS-Fabricated Photonic Circuit
本研究在量产CMOS代工厂200mm晶圆上制造出高效可见光千兆赫兹声光调制器，通过优化光机械相互作用实现高调制深度，较现有技术显著降低驱动功率与Vₙ，为可扩展量子控制系统提供关键器件。
2025-02-11 physics.optics
Photonic corner skin modes
本研究提出基于二阶非厄米皮肤效应与增益-损耗对称性的光子角皮肤模新方法，利用小赝反演对称增益/损耗构建带手性边缘态的光子陈绝缘体，实现光局域并预测了连续系统中的相关新奇现象。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid integration of deterministic quantum dots-based single-photon sources with CMOS-compatible silicon carbide photonics
薄膜4 H-SiC（4 H-SiC）由于其高的CMOS工艺兼容性和大的光学非线性而成为实现大规模光学量子线路的竞争者。然而，在生产用于光子电路的密集集成的绝缘体上的晶片级4 H-SiC薄膜（4 H-SiCOI）以及对于可扩展量子光子学至关重要的确定性量子发射器的有效耦合方面仍然存在挑战。在这里，我们展示了混合集成的自组装InGaAs量子点（QD）为基础的单光子源（SPS）与晶圆级的4 H-SiC光子芯片制备的离子切片技术。通过设计双层垂直耦合器，实现了混合量子光子芯片中单光子辐射的产生和高效路由。此外，我们通过制作一个1 × 2的多模干涉仪（MMI），实现了一个芯片集成的分束器操作的触发单光子的对称功率分配比为50：50。在离子切片技术制备的4 H-SiC光子芯片上成功集成基于量子点的SPS，是实现CMOS兼容、快速可重构量子光子电路和确定性SPS的重要一步。
2022-03-23 physics.optics quant-ph
Efficient resonance management in ultrahigh-Q one-dimensional photonic crystal nanocavities fabricated on 300 mm SOI CMOS platform
光子晶体（PhC）纳米腔在光限制和操纵方面表现出独特的能力。因此，它们对于设计新颖的基于谐振的光子集成电路（PIC）变得有吸引力。然而，这里出现了两个基本挑战-如何使用与大体积制造兼容的标准制造工艺实现超高Q PhC腔，以及如何将它们与现有PIC平台中可用的其他标准构建模块有效地集成。在这项工作中，我们展示了超高Q的一维光子晶体纳米腔制作在300毫米的SOI晶片上的光学光刻，与记录的Q值高达0.84万。此外，我们在这些氧化物嵌入腔耦合接入波导，实现了两个关键部件：陷波滤波器和窄带反射器的有效模式管理。特别地，它们允许在期望的谐振波长下的单波长和多波长操作，同时抑制宽波长范围（>100 nm）上的所有其他波长。与传统腔相比，这为在PIC设计中精确实现谐振提供了一种奇妙的策略，在波长选择性和模数控制方面具有更大的自由度。考虑到它们与光学光刻和紧凑的足迹的兼容性，实现的1D PhC纳米腔将对大规模设计紧凑和新颖的基于共振的光子器件具有深远的意义。
2020-09-02 physics.optics
Non-Hermitian skin effect and lasing of absorbing open-boundary modes in photonic crystals
我们探讨了非厄米光子系统中的吸收开边界模。该模式在无限大系统尺寸范围内具有连续谱，并表现出非厄米趋肤效应。与传统的非厄米皮肤模式下的固定端开边界条件下，有关模式表现出强烈的尺寸依赖性的频谱，逐渐收敛到非布洛赫带色散。模式对应于$S$矩阵的极点，并且与激光密切相关。我们证明了这些性质在一个二维非厄米光子晶体增益具有点（伪）间隙拓扑结构。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spectral Mixing, Skin Localization, and Linear Optical Response in Dissipative Photonic Lattices
Universiti Malaya（马来亚大学）
研究有限耗散Hatano-Nelson光子晶格的线性光学响应，利用双正交格林函数分解响应，分析损耗、周期性边界光谱缠绕、 onsite无序对模式分布的影响，确定有限尺寸交叉点，适用于多种线性光子平台。
2026-08-11 physics.optics
Strongly coupled single quantum dot-cavity system integrated on a CMOS-processed silicon photonic chip
量子光子集成电路（QPIC）是构建量子技术应用集成器件的一种很有前途的工具。在光学领域，由互补金属氧化物半导体（CMOS）技术授权的硅光子学提供了用于实现大规模QPIC的光学组件。QPIC需要单光子水平的光学非线性来促进光子-光子相互作用。然而，迄今为止，具有确定性（即，尽管基于硅光子学的QPIC的功能性增强，但是通过使用基于硅的组件来实现单光子非线性（非概率性）是具有挑战性的。在本研究中，我们首次在CMOS制程的硅光子晶片上实现了强耦合的InAs/GaAs量子点-腔量子电动力学系统。采用转移印刷法在硅片上实现了GaAs腔体的异质集成。本文实现的CMOS光子芯片上的腔QED系统是一种很有前途的片上单光子非线性元件的候选者，它构成了基于QPIC的未来应用的基础组件，如通过腔对量子比特态的相干操纵和无损测量，以及高效的单光子滤波器和路由器。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ultra-compact modulators based on novel CMOS-compatible plasmonic materials
我们提出了几个平面布局的超紧凑型等离子体激元波导调制器，利用替代CMOS兼容材料。通过调谐透明导电氧化物层中的载流子浓度，从而在等离子体共振或非共振中调谐波导，来有效地实现调制。共振显著增加了等离子体激元波导的吸收系数，这使得能够实现更大的调制深度。我们表明，可以实现86 dB/um的消光比，允许在小于1微米的电信波长的3 dB调制深度。我们的多层结构可以潜在地与现有的等离子体和光子波导以及新型的基于半导体的混合光子/电子电路集成。
2013-08-14 physics.optics
Photonic Floquet skin-topological effect
本文提出并实验演示由 Floquet 拓扑边缘态非互易流形成的非厄米皮肤效应，并在二维光子晶格中实现角局域的皮肤-拓扑态及拓扑开关。
2023-06-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
CMOS-Compatible, AlScN-Based Integrated Electro-Optic Modulator
针对集成光子器件商业化生产的材料平台扩展性限制，研究探究CMOS兼容的AlScN材料用于电光调制的性能，测得其调制器VπL约750 V·cm，分析了响应偏低的原因并展望该材料光子学发展。
2024-05-17 physics.app-ph physics.optics
Anisotropic non-Hermitian skin effect in a two-dimensional Lieb photonic crystal
Department of Physics, School of Physics, Hubei University（湖北大学物理科学与技术学院）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）；College of Physical Science and Technology, Central China Normal University（华中师范大学物理科学与技术学院）
本文提出了一种二维非厄密光子晶体，用于实验验证其各向异性非厄密皮肤效应，通过紧束缚模型和非厄密耦合构建非平凡的谱 winding 数，揭示了边界依赖的皮肤效应，并提供了可实现的非厄密皮肤效应原型设计。
2026-05-18 cond-mat.other physics.optics
Multi-material heterogeneous integration on a 3-D Photonic-CMOS platform
针对硅光子学功能受限及现有异质集成与有源硅工艺不兼容的问题，提出一种零工艺改动、晶圆级多材料3-D Photonic-CMOS集成平台，并展示多种高效率器件设计。
2023-04-13 physics.app-ph physics.optics
Incoherent non-Hermitian skin effect in photonic quantum walks
本文将非厄米趋肤效应拓展到完全非相干区域，证明在退相干动力学下该效应在相当普遍情况下仍然存在，并通过非厄米光子量子行走中的非相干光动力学加以验证。
2024-04-06 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Non-trivial point-gap topology and non-Hermitian skin effect in photonic crystals
我们证明了由有耗材料制成的二维非厄米光子晶体在其复频率能带结构中可以表现出拓扑缠绕的非平凡点带隙拓扑。这种晶体可以由互易的有损耗各向同性介质或非互易的有损耗磁光介质制成。我们讨论了互易性对点隙拓扑性质的影响。我们还表明，这种非平凡的点带隙拓扑结构导致非厄米趋肤效应时，光子晶体被截断。与之前大多数使用紧束缚模型对点间隙拓扑结构的研究相反，我们的工作表明可以在光子晶体中研究这种非埃尔米特拓扑结构，这代表了一个具有技术意义的更现实的系统。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
High-speed programmable photonic circuits in a cryogenically compatible, visible-NIR 200 mm CMOS architecture
光子集成电路（PIC）的最新进展使得新一代“可编程多模干涉仪”（PMMI）成为可能，其通过级联马赫曾德尔干涉仪（MZI）实现，能够在N个输入-输出光学模式上进行通用线性光学变换。PMMI在光子量子信息处理、量子增强传感器网络、机器学习和其他应用中发挥关键作用。然而，迄今为止报道的PMMI实现依赖于热光移相器，这由于响应时间慢和功耗高而限制了应用。在这里，我们介绍了一个大规模的PMMI平台，基于200 mm CMOS工艺，使用氮化铝（AlN）压电光学机械致动器耦合到氮化硅（SiN）波导，使低损耗传播与相位调制大于100 MHz的可见光到近红外波长。此外，压电致动器的极低保持功耗使这些PIC能够在低温下工作，为一系列量子应用的完全集成器件架构铺平了道路。
2021-05-26 physics.app-ph physics.optics
Exceptional coupling in extreme skin-depth waveguides for extremely low waveguide crosstalk
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；Purdue University（普渡大学）
针对光子芯片集成密度受波导串扰限制的问题，提出利用极浅表皮深度波导的奇异耦合实现串扰完全抑制，在SOI平台验证效果，可缩小芯片面积。
2020-02-24 physics.optics
0.08 fF, 0.72 nA dark current, 91% Quantum Efficiency, 38 Gb/s Nano-photodetector on a 45 nm CMOS Silicon-Photonic Platform
本文展示了一种基于45 nm CMOS硅光子平台的硅基锗纳米光电探测器，采用非对称法布里-珀罗谐振腔实现0.08 fF超低电容，在1315.5 nm波长下表现出0.72 nA低暗电流和38 Gb/s高速率。
2024-01-07 physics.app-ph physics.optics
Valley photonic crystal waveguides fabricated with CMOS-compatible process
本研究通过调整光掩模抑制光学邻近效应，采用CMOS兼容的光刻工艺成功制造了谷光子晶体波导，实现了C波段电信波长下抵御急转弯的稳健光传输，为硅拓扑光子集成电路提供了互连技术潜力。
2023-05-12 physics.app-ph physics.optics
Synthetic dimension band structures on a Si CMOS photonic platform
使用非空间自由度模拟空间坐标的合成维度，在拓扑科学和其他领域中引起了对简单结构上高维现象建模的兴趣。我们提出了第一个实现的合成频率维度上的硅环形谐振器光子器件使用CMOS工艺制造。我们确认，其耦合模式对应于一个1D紧束缚模型，通过采集高达280 GHz带宽的光学频率梳状光谱，并通过测量第一合成能带结构的集成器件。此外，我们在频率维上实现了两种规范势，并通过相应的能带结构探讨了它们的作用。电场模拟产生通过调制失谐，而有效的磁场感应使用同步最近和第二最近邻耦合。在单片硅CMOS器件上创建耦合模晶格和两个有效力是朝着更广泛地采用拓扑原理迈出的关键一步。
2021-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Mesoscopic non-Hermitian skin effect
本研究将非厄米趋肤效应推广到主体无增益损耗、周期边界下纯实能谱的有限尺寸光子结构，揭示边缘本征模集中与点隙拓扑的关联，以手性波导量子电动力学平台为例验证，为无损耗光子结构提供新应用方向。
2023-10-06 physics.optics
Geometry-dependent skin effects in reciprocal photonic crystals
趋肤效应是指在一个频率范围内的所有本征模都成为边缘态，这是由非厄米系统中唯一的复本征值的拓扑性质决定的。实现这样一个迷人的效果的普遍尝试被限制在一维或非互易系统表现出不对称耦合。在这里，最近的模型哈密顿理论的启发，我们提出了一个现实的倒易二维（2D）光子晶体（PhC）系统，显示出所需的趋肤效应。具体来说，我们建立了一个例行设计这样的非厄米特系统，通过揭示非平凡的特征值拓扑结构的2阶例外点（EP）和皮肤效应之间的内在联系。在所提出的策略的指导下，我们成功地设计了一个2D PhC，具有非零特征值绕组数的EP。然后，通过利用宏观几何形状和晶胞的对称性来形成沿着特定波矢方向的光谱区域。投影能带结构的计算表明，所需的集肤效应存在于特定的晶体界面。最后，我们采用时域模拟生动地说明了这一现象，通过激发一个脉冲的中心，一个有限大小的光子晶体。我们的结果为趋肤效应的进一步实验确认和应用奠定了坚实的基础。
2022-10-03 cond-mat.other physics.optics
Fully Automatic In-Situ Reconfiguration of RF Photonic Filters in a CMOS-Compatible Silicon Photonic Process
光滤波器的自动重构是新型灵活的射频光子接收机和软件定义无线电（SDR）的关键。虽然硅光子（SiP）是实现这种接收器的有前景的技术平台，但是工艺变化和缺乏原位调谐能力限制了SiP滤波器在宽可调谐RF光子接收器中的采用。为了解决这个问题，这项工作提出了第一个“原位”自动重新配置算法，并演示了一个软件可配置的集成光学滤波器，可以重新配置的飞行根据用户的规格。所提出的重新配置方案避免了使用昂贵和庞大的设备，例如光学矢量网络分析仪（OVNA），不使用仿真数据进行重新配置，减少了所需的热光调谐元件的总数，并且消除了现有技术中的几个耗时的配置步骤。所需的抑制和滤波器类型（Butterworth、Chebyshev等）滤波器自动配置，而不受工艺、电压和温度（PVT）变化的影响。我们在AIM Photonics的有源SiP工艺中制造了我们的设计，并演示了我们的二阶滤波器重新配置算法，该滤波器仅使用两个参考激光波长设置，具有3 GHz的3dB带宽、2.2 dB插入损耗和>30 dB带外抑制。由于滤波器光子集成电路（PIC）是使用CMOS兼容的SiP代工厂制造的，因此该设计具有可重复和可扩展的性能，适合与电子器件集成，以实现复杂的芯片级RF光子系统。
2022-07-01 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Hydex Glass: a CMOS Compatible Platform for Integrated Waveguide Structures for Nonlinear Optics
集成光子技术正迅速成为宽带光通信的一个重要和基本的里程碑。未来的光网络有几个关键要求，包括低能耗、高效率、更大的带宽和灵活性，这些要求必须以紧凑的形状因子来解决。
2015-06-16 physics.optics
CMOS compatible high-performance nanolasing based on perovskite-SiN hybrid integration
本文提出钙钛矿纳米晶体与氮化硅纳米梁腔混合集成的CMOS兼容激光器件，通过固体衬底和PMMA封装提升稳定性与品质因数，实现低阈值、窄线宽、小模式体积的高性能相干发射，为硅光子平台上有源集成光子器件提供新方案。
2020-03-30 physics.app-ph physics.optics
Additive 3D photonic integration that is CMOS compatible
本文综述利用标准光刻胶的单/双光子聚合与直接激光写入，在半导体样品上增材制造三维低损耗光子波导和耦合器，并验证其 CMOS 兼容性。
2023-01-03 physics.app-ph physics.optics
Non-Hermitian corner skin effect in a two-dimensional photonic crystal
Kwansei Gakuin University（关西学院大学）；VinUniversity（越南唯识大学）；Osaka University（大阪大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国立材料研究所）
研究非厄米特光子晶体中电磁波的拓扑效应，揭示角皮肤效应及非厄米特拓扑边态的形成机制，为实验实现非厄米特效应提供新途径。
2026-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A hybrid single quantum dot coupled cavity on a CMOS-compatible SiC photonic chip for Purcell-enhanced deterministic single-photon emission
本研究在CMOS兼容SiC光子芯片上实现混合微环谐振器与量子点耦合，通过微加热器调谐实现Purcell增强的确定性单光子发射，品质因数达7800，Purcell因子约4.9，为可扩展光子量子应用提供新途径。
2024-11-11 physics.optics quant-ph
Degenerate optical parametric amplification in CMOS silicon
硅是光子学的常用材料，因为它在电信和中波IR波段具有良好的光学特性，并且与各种互补金属氧化物半导体（CMOS）铸造工艺兼容。晶体反转对称性排除了硅本身表现出二阶非线性光学过程。在这项工作中，我们建立在硅光子学的最新工作，打破这种材料的对称性使用大偏置场，从而使$χ^{(2)}$相互作用。使用这种方法，我们证明了二次谐波产生（与$0.2\,\%\,\mathrm{W^{-1} cm^{-2}}$的归一化效率）和，据我们所知，第一个退化的$χ^{(2)}$光参量放大器（与相对增益$0.02\,\mathrm{dB}$使用$3\,\mathrm{mW}$的泵浦功率片上的泵浦波长$1196\,\mathrm{nm}$）使用硅绝缘体波导在CMOS兼容的商业代工厂制造。我们希望这项技术能够通过利用CMOS制造的广泛生态系统，将新型非线性光学器件（如光学参量放大器，振荡器和频率转换器）集成到大规模混合光电系统中。
2022-07-15 physics.app-ph physics.optics
Countershading coloration in blue shark skin emerges from hierarchically organized and spatially tuned photonic architectures inside skin denticles
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Max Planck Institute of Colloids and Interfaces（马克斯·普朗克胶体与界面研究所）；University of Salzburg（萨尔茨堡大学）；B CUBE – Center for Molecular Bioengineering（B CUBE分子生物工程中心）；Elasmobranch Research Belgium (ERB)（比利时鳐鲼研究（ERB））；Medical University Innsbruck（因斯布鲁克医科大学）；AZTI, Basque Research and Technology Alliance (BRTA)（AZTI巴斯克研究与技术联盟（BRTA））；Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
蓝鲨皮肤的逆光色ation源于皮肤牙套内层次组织和空间调制的光子架构，通过光谱学、微CT、组织学和电子显微镜揭示了其光子结构的多层次组织和纳米晶体排列。
2026-03-14 physics.optics q-bio.QM
Engineered zero-dispersion microcombs using CMOS-ready photonics
与亮脉冲微梳相比，正常群速度色散（GVD）微梳提供高梳线功率和高泵浦效率。最近使用CMOS代工生产的微谐振器的正常GVD微梳的演示是迈向规模化生产的重要一步。然而，CMOS器件的色散很大，并且损害了宽带微梳的产生。在这里，我们报告的微谐振器中，GVD减少由于耦合环谐振器配置的发展。工作在交钥匙自注入锁定模式下，谐振器与半导体激光器泵混合集成，以产生以1560 nm为中心的跨越9.9 nm（1.22 THz）带宽的高功率效率梳，对应于62条梳线。快速，线性光学采样的梳状波形被用来观察丰富的近零GVD梳状行为，包括孤子分子，开关波（platicons）和它们的混合物。通过电致动对20 GHz重复率的调谐使得能够伺服锁定到微波参考，这同时稳定梳状重复率、偏移频率和时间波形。这种混合集成系统可用于相干通信或通过两点光分频产生超稳定微波信号。
2023-01-26 nlin.PS physics.optics
Observation of Floquet erratic non-Hermitian skin effect in photonic mesh lattice
The University of Hong Kong（香港大学）
研究通过光子网格晶格实验揭示了由 disorder 引发的非厄米特皮肤效应，展示了在强局部非互易性下，通过调节全局互易性实现拓扑相变，并验证了不守恒非厄米特皮肤效应的特性。
2026-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Experimental demonstration of valley-Hall topological photonic crystal at telecommunication wavelengths
光子拓扑绝缘体为消除散射损耗和提高光通信系统的效率提供了前所未有的可能性。尽管在理论上做出了重大努力，但在电信领域工作的集成光子拓扑绝缘体的实验演示仍然缺失。在这里，我们设计，制造和表征光子晶体为基础的拓扑结构，表现出谷霍尔效应。我们实验证明了在一个CMOS兼容的芯片工作在电信波长的拓扑保护的边缘状态的传播。这一贡献是集成拓扑光子学的重要一步。
2018-05-18 physics.optics
Highly Uniform Thermally Undercut Silicon Photonic Devices in a 300 mm CMOS Foundry Process
本文在300 mm CMOS代工线开发晶圆级热底切工艺，通过移除波导下方衬底增强热隔离，显著提升微盘调制器和MZI相移器调谐效率，并验证全晶圆均匀性与高良率。
2025-06-06 physics.app-ph physics.optics
CMOS-fabricated ultraviolet light modulators using low-loss alumina piezo-optomechanical photonic circuits
针对现有光子平台紫外损耗高、有源氧化铝PIC热光调谐存在速度与密度等局限，研究提出基于氧化铝波导和氮化铝致动器的CMOS压电光机械PIC平台，实现了320nm波段高性能可重构滤波器。
2025-05-21 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Watt-class CMOS-compatible power amplifier
本研究展示了一种基于大模场面积波导的CMOS兼容瓦级功率放大器，实现约1W片上输出功率，面积约4mm²，性能媲美甚至超越光纤放大器，推动集成光子学实际应用。
2023-06-22 physics.optics
All-optical signal processing platforms for CMOS compatible integrated nonlinear optics
非线性光子芯片使光信号的产生和处理成为可能，其性能远远优于电子技术，特别是在速度方面。尽管绝缘体上硅已经成为非线性光学的主要平台，但其在电信波长处的高双光子吸收造成了根本性的限制。本文综述了非线性光学非硅CMOS兼容平台的最新进展，重点介绍了Si3N4和Hydex。这些材料系统开辟了许多新的功能，如片上光学频率梳产生和超快光脉冲产生和测量。本次审查强调了它们的潜在影响以及为许多关键应用实现实用解决方案所面临的挑战。
2015-05-12 physics.optics
New CMOS Compatible Platforms for Integrated Nonlinear Optical Signal Processing
非线性光子芯片已经成功地产生和处理全光学信号，其性能远远优于可能的电子性能-特别是在速度方面。尽管绝缘体上硅已经成为非线性光学的主要平台，但其在电信波长处的高双光子吸收造成了根本性的限制。本文综述了用于非线性光学的CMOS兼容平台的一些最新成就，重点介绍了非晶硅和Hydex玻璃，强调了它们未来的潜在影响以及为许多关键应用实现实用解决方案所面临的挑战。这些材料系统开辟了许多新的功能，如片上光学频率梳产生和超快光脉冲产生和测量。
2014-10-04 physics.optics
Cryogenic operation of silicon photonic modulators based on DC Kerr effect
光子集成电路在低温下的可靠运行将为新兴的计算平台提供新的能力，例如量子技术和低功耗低温计算。绝缘体上硅平台由于其优异的可制造性、CMOS兼容性和高元件密度而成为开发大规模光子集成电路的非常有前途的方法。然而，在低温下在硅中进行快速、高效和低损耗的调制仍然是一个突出的挑战，特别是在不添加外来非线性光学材料的情况下。在本文中，我们展示了基于直流克尔效应的调制在5 K的温度下，在GHz的速度，在硅光子器件内制造的CMOS工艺。这项工作开辟了道路的集成DC克尔调制器在大规模光子集成电路的新兴低温经典和量子计算的应用。
2020-07-04 physics.app-ph physics.optics
Scalable Feedback Stabilization of Quantum Light Sources on a CMOS Chip
研究展示了首个电子-光子量子片上系统（EPQSoC），通过片上反馈控制电路稳定量子相关光子对源，解决了硅量子光子集成电路对工艺和温度变化敏感的挑战，实现了高CAR和低g(2)(0)的稳定量子特性，为大规模量子信息处理提供了可扩展的解决方案。
2024-11-08 physics.optics quant-ph
Non-Hermitian Nested Hopf-Links and Conjoint Open-Arcs in Synthetic Non-Abelian Gauge Photonic Lattices
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育研究所贝尔汉普尔分校）
本文研究合成规范光子晶格在多种竞争性非厄米源下的拓扑特性，观察到嵌套Hopf-links、EP处相变及联合开放弧，揭示了纯偶极趋肤效应等新物理现象。
2026-10-06 physics.optics
Signature of a three-dimensional photonic band gap observed on silicon inverse woodpile photonic crystals
研究了CMOS兼容的三维硅反木堆光子晶体在近红外波段的反射率。偏振分辨反射率光谱从两个正交的晶体表面对应于1.88 π sr立体角。光谱揭示了具有高达67%的高反射率的宽峰，其与晶体上的空间位置无关。所有方向和偏振的光谱重叠的反射率峰形成了相对带宽高达16%的宽光子带隙的签名。这个签名支持与阻隙在平面波能带结构计算和预期的带隙的频率区域。
2011-05-20 physics.optics
