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
Three-Wave Interaction Grating Coupler with Sub-Decibel Insertion Loss at Normal Incidence
本研究设计并实现了高效率的垂直光栅耦合器,实现了亚分贝插入损耗,为硅光子学应用提供了低损耗耦合方案。
2025-12-05 physics.app-ph physics.optics
Vertical microcavities with optical Kerr materials
Tampere University(坦佩雷大学)
该研究揭示法布里-珀罗微腔中的Kerr非线性可引发自聚焦,最高使Q因子提升五倍,并发现高阶Kerr效应会提高双稳态阈值,为高Q微腔设计提供新见解。
2026-09-25 physics.optics
Vertical coupling of laser glass microspheres to buried silicon nitride ellipses and waveguides
我们展示了掺钕硅酸钡钛微球激光器与氮化硅光子平台的集成。具有两种不同的几何结构的设备提取的激光到掩埋波导已经制造和表征。第一种配置依赖于标准的耦合方案,其中微球体放置在条形波导上。第二种是基于埋椭圆几何结构,其工作原理是椭圆镜。在后一种情况下,条形波导的输入端放置在椭圆的一个焦点上,而激光微球放置在另一个焦点的顶部。所制造的椭圆几何形状(椭圆率=0.9)呈现比标准波导耦合配置的光收集能力大50%的光收集能力,并且可以通过增加椭圆率来进一步改进。此外,由于球体的尺寸远小于椭圆的尺寸,因此不需要表面平坦化。相反,我们表明,没有平坦化步骤强烈损害微球激光性能的标准配置。
2015-06-29 physics.optics
Direct observation of higher-order whispering-gallery modes in VCSELs at room temperature by embedding a defect-free surface micro-structure
我们提出并证明了一种直接的方法来观察高阶回音壁模式在垂直腔面发射激光器(VCSEL)在室温下。而不是引入任何缺陷模式,我们表明,抑制低阶腔模式可以通过破坏垂直反射器的表面微结构来实现。通过收集近场辐射图,在实验中观察到了由本征氧化层横向限制的高达23个方位阶的回音壁模。在实验和数值模拟中,通过谱图识别了各种垂直发射横模。
2007-11-14 physics.optics
Vertical One-Dimensional Photonic Crystal Platforms for Label-Free (Bio)Sensing: Towards Drop-And- Measure Applications
在这项工作中,全硅,集成光流体平台,制造的电化学微加工技术,利用垂直,一维高纵横比光子晶体的流通(生物)传感应用进行审查。讨论了这种平台用于即时护理应用的潜力,用于压力驱动和毛细作用驱动的操作,并参考折射法和生化传感。
2015-10-19 physics.optics
Vertical cavity surface emitting laser action of an all monolithic ZnO-based microcavity
报道了一种全单片ZnO基垂直腔面发射激光器(VCSEL)在光泵浦下的室温激光行为。VCSEL结构由8个ZnO/Zn(0.92)Mg(0.08)O量子阱嵌入外延生长的Zn(0.92)Mg(0.08)O/Zn(0.65)Mg(0.35)O分布布拉格反射器(DBR)中的2λ微腔组成。作为一个先决条件,设计和生长的高反射率的DBR基于ZnO和(Zn,Mg)O的光学器件工作在紫外和蓝绿色光谱范围进行了讨论。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Multiple perfectly-transmitting states of a single-level at strong coupling
我们研究通过一个单能级系统之间的两个水库与带结构,采取强的能级水库耦合的顺序,这些带结构的能量尺度的输运。在没有相互作用的情况下的精确解给出了非线性兰姆位移。正如预期的那样,这移动了完全透射状态(流经单能级而没有反射的储集层状态),甚至可以将其转变为束缚状态。然而,在这里,我们表明,它也可以创建额外的对完美的传输状态在其他能量,当耦合超过临界值。单电平系统的传输函数与多电平系统的传输函数相似。当耦合超过临界值时,即使离散能级在库带外,也会在库带内出现额外的完全透射态。我们建议在微波腔中观察玻色子版本,并在耦合到一维或二维水库的量子点的电导中观察费米版本。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Doughnut shaped emission from vertical organic nanowire coupled to thin plasmonic film
垂直纳米线促进了一种创新机制,在正交方向上引导光场,并充当纳米级光源。亚波长,垂直取向的纳米线平台,无论是等离子体和半导体品种可以促进有趣的远场发射分布和潜在的携带轨道角动量状态。受这些前景的启发,在这封信中,我们展示了如何利用混合等离子体-有机平台来设计远场辐射。我们所采用的系统是由二氨基蒽醌在等离子体金膜上生长制成的有机纳米线。我们利用倏逝波激发和傅立叶平面显微镜,实验和数值研究了从一个单一的,垂直的有机纳米线的表面等离子体极化激元介导的发射的角分布。从单根纳米线的光致发光和弹性散射分别分析在平面动量态的耦合光子。我们发现,发射是甜甜圈形状的光致发光和弹性散射制度。我们预计,讨论的结果可以在设计有效的,极化激元介导的纳米光子源,可以携带轨道角动量状态相关。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Non-equilibrium dynamics in the dual-wavelength operation of Vertical external-cavity surface-emitting lasers
采用微观多体理论结合麦克斯韦方程研究了垂直外腔面发射激光器的双波长运转。半导体激光器中共存发射波长的固有动态特性与特征非平衡载流子动力学相关,该特征非平衡载流子动力学引起准平衡增益和载流子反转的显著变形。扩展的数值模拟,有效地调查参数空间,以确定两个波长的操作制度。使用频率选择性腔内标准具,两个家庭的模式是稳定的最强的发射峰的动态交换。对于这种工作模式,反关联强度噪声观察与实验一致。提出了一种有效的选频滤波方法,以稳定真正的双波长输出。
2018-10-23 physics.optics
Monolithic whispering-gallery mode resonators with vertically coupled integrated bus waveguides
我们报告的实现和光学特性的CMOS兼容的硅基微谐振器/波导耦合系统,完全集成在硅芯片上。该器件在谐振器和掩埋条形波导之间采用垂直耦合方案。我们证明了它的高光学质量来自波导拓扑的精确平坦化。更重要的是,我们展示了一个晶圆级的大规模制造的独立平面谐振器悬浮在空气中,并耦合到集成总线波导。耦合距离的纳米控制允许谐振器的不同模式族的精确和选择性激发。这为实现用于光学机械和MEMS应用的稳定的全集成复合谐振器系统打开了大门,具有替代目前密集使用的复杂光纤锥形耦合方案的潜力。
2011-02-11 physics.optics
Orbital Angular Momentum (OAM) Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers
利用光的轨道角动量(OAM)是开发光子技术用于未来光通信和高维量子密钥分发(QKD)中的应用的有吸引力的方法。OAM资源的广泛使用面临的一个突出挑战是其有效生成。我们设计了一种新的器件,它可以直接发出一个OAM携带光束。通过在垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光阑内制作微尺度螺旋相位板(SPP),将VCSEL发射的线偏振高斯光束高效、高质量地转换为具有特定OAM模式及其叠加态的光束。创新的OAM发射器在基于OAM的光和量子通信领域开辟了新的视野,特别是对于短距离数据互连和量子密钥分发(QKD)。
2015-02-24 physics.optics
Random lasing in an organic light-emitting crystal and its interplay with vertical cavity feedback
研究了一种蓝光分子晶体的垂直腔和随机激光发射特性。通过物理气相传输生长的1,1,4,4-四苯基-1,3-丁二烯样品具有室温受激发射峰值约为430 nm。法布里-佩罗共振和随机共振分别由晶体与外部介质的界面和缺陷散射体引发。对所产生的激光光谱的分析表明,在一种新颖的表面发射结构中,由于内置的垂直法布里-珀罗腔和随机激光的存在,存在窄峰,阈值约为500微焦耳·厘米^-2。由于增益竞争,不同模式之间的反相关性也被突出。具有光学增益候选者的分子晶体作为固有地支持多种激光机制的有前途的光子介质。
2014-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-responsivity vertical-illumination Si/Ge uni-traveling-carrier photodiodes based on silicon-on-insulator substrate
Si/Ge单向载流子光电二极管在克服空间电荷效应和抑制热效应的同时,具有更高的输出电流,这对于提高各种微波光子系统的动态范围和简化不同应用中的高比特率数字接收机是非常有益的。从封装的角度来看,具有垂直照明配置的探测器可以通过拾取和放置工具轻松处理,并且是制造光接收器模块的热门选择。然而,垂直照明Si/Ge单向传播载波(UTC)器件受到高速和高响应度之间的相互约束。本文报道了一种基于绝缘体上硅衬底的高响应度垂直照明Si/Ge UTC光电二极管。由于相长干涉,器件的最大吸收效率是硅衬底的2.4倍。成功地制造了Si/Ge UTC光电二极管,并且在1550 nm处具有0.18 A/W的主导响应度,即使在Ge吸收层薄25%的情况下也提高了50%。
2015-11-16 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Designs toward synchronization of optical limit cycles with coupled silicon photonic crystal microcavities
驱动高Q硅微腔是已知的表现出极限环振荡起源于载流子诱导和热光非线性。提出了一种利用硅光子晶体微腔实现同步光学极限环振荡的新型纳米光子器件。在这里,耦合极限环振荡器是通过使用相干耦合的硅光子晶体微腔实现的。通过模拟耦合模方程,我们从理论上证明了相干耦合引起的两个极限环的相互同步(夹带)。此外,我们解释了数值模拟同步的相位描述的框架。由于我们提出的设计是完全兼容当前的硅光子学制造工艺,光学极限环振荡的同步将在未来的硅光子电路中实现。
2020-09-08 cond-mat.mes-hall nlin.AO physics.optics