Electrically-Driven Two-Dimensional Semiconductor Microcavity Laser
针对当前电驱动二维过渡金属二硫化物（TMDCs）激光器尚未实现的问题，研究团队研发出首款电驱动二维TMDC微腔激光器，为超紧凑低阈值半导体激光器及光电系统集成提供了新可能。
2024-08-13 physics.optics
Multistability of a chiral semiconductor microcavity: a self-consistent approach
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术学院）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）；Prokhorov Institute of General Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所）
研究铁磁半导体微腔中极iton双稳和多稳态效应，探讨线极化泵浦对极iton圆偏振度的影响，采用平均场和自洽近似方法分析量子井中激子密度差异。
2026-04-07 cond-mat.other physics.optics
Thermo-optic locking of a semiconductor laser to a microcavity resonance
实验研究了半导体激光器与集成环形光学微谐振腔的热光锁定。该锁保持超过12小时的时间段，而不需要任何电子控制系统。通过微谐振器内的散射中心引起的光反馈实现快速控制，由于光加热而导致的热锁定保持腔和激光器之间的相长干涉。此外，光反馈还可以缩小激光器的线宽，超高质量的微环谐振为超低线宽的片上激光器提供了可能。
2009-09-06 physics.atom-ph physics.optics
Spin-polarized lasing in a highly photoexcited semiconductor microcavity
我们展示了室温自旋极化超快（$\sim$ 10 ps）激光在一个高度光激发GaAs微腔。这种微腔中嵌入了InGaAs多量子阱，其中自旋弛豫时间小于10 ps。即使在非共振椭圆偏振光激发下，激光辐射仍保持高度圆偏振。激光能量不锁定裸腔共振，并作为光激发密度的函数移动$\sim$ 10 meV。这种自旋极化激光是由相关电子-空穴对的自旋相关受激过程引起的。这些对在耦合到腔光场的高密度电子-空穴等离子体中的费米边缘附近形成。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Circularly polarized lasing in chiral modulated semiconductor microcavity with GaAs quantum wells
本文报道了室温下，在光泵作用下，在有源区有12个GaAs量子阱的AlAs/AlGaAs布拉格微腔和手性刻蚀的上分布布拉格折射器中，在$\hbarω= 1.473$和1.522 eV处产生椭圆、近圆偏振激光。使用具有大的介电常数对比度的手性光子晶体的优点是其巨大的光学活性，允许制造非常薄的半波片，具有发射光波长的数量级的厚度，并且实现圆偏振的单片控制。
2016-07-27 physics.optics
Transient dual-energy lasing in a semiconductor microcavity
我们证明了在室温下，在一个高度光激发的平面微腔中，在两个分离的能量顺序激光。两个空间上重叠的激光态具有不同的偏振特性出现在能量超过5毫电子伏分开。在圆极化非共振2 ps脉冲激发下，在脉冲激发后10 ps内出现了亚10 ps瞬态圆极化高能态.该HE状态之后是在低能量（LE）状态下持续20- 50 ps的脉冲状态。HE状态是高度圆极化的自旋保持刺激过程的结果，而LE状态显示出显着降低的圆极化，因为减少自旋不平衡。
2015-04-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum statistics of photon from a semiconductor microcavity embedded with a graphene nanoribbon
在这项工作中，我们研究了从嵌入有单个扶手椅边缘的石墨烯纳米颗粒（GNR）的驱动微腔中发射的光子的量子统计特性。系统采用弱激光振幅相干泵浦。导出了强耦合和弱耦合两种情况下的解析表达式，并研究了辐射场的非经典性质。此外，它的结论是，该激子系统呈现出一些统计相似的原子系统，特别是在弱激光振幅制度的坏腔和好腔的限制。我们已经表明，独立的激子的非线性，它描述的激子在GNRs的相互作用强度，自相关函数是antibunched的激子协同值范围。更有趣的是，它表明，激子-激子相互作用强度在GNR可以推导出在零时间延迟τ = 0的自相关函数的值。我们的理论结果表明，嵌入单个GNR的微腔可以作为一个纳米光子器件和一个有用的分析方法，深入了解GNR的激子特性。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Operation of a semiconductor microcavity under electric excitation
我们提出了一个微观理论的描述偏置控制操作的激子极化激元基异质结构，特别是，极化激元激光器。结合半导体异质结中电子和空穴的标量电势和费米准能量的Poisson方程、非相干激子库的Boltzmann方程和激子-极化子平均场的Gross-Pitaevskii方程，我们模拟了系统的动力学，使自由参数的数目最小化，并首次建立了理论阈值特性：粒子数与施加的偏压。这种方法，它也占非线性（激子-激子）相互作用，粒子寿命，并可以，在原则上，占任何弛豫机制的异质结构或极化激元损耗内的电荷载流子，允许完全描述现代实验极化激元传输和模型新设备。
2016-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optomechanical circulator with a polaritonic microcavity
本文从理论上研究了具有非零轨道动量的贝塞尔光束泵浦下半导体微腔中的光-机相互作用。由于轨道动量从光转移到声子，微腔可以充当声循环器：它将入射声子的传播方向顺时针或逆时针旋转一定角度。由于光机械加热和冷却效应，循环器也可以用作发射具有非零角动量的声音的声学激光器。我们的计算表明，半导体微腔的紧凑的可集成的光机械器件的潜力。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast optical control of polariton energy in an organic semiconductor microcavity
针对现有激子-极化子凝聚体调控方法的缺陷，提出通过瞬态改腔模实现超快控制的新策略，制备含强弱耦合吸收体的有机微腔，实现亚皮秒级8meV可逆蓝移且不降低耦合强度，为新兴计算技术提供支撑。
2023-05-04 physics.app-ph physics.optics
Synchronous Characterization of Semiconductor Microcavity Laser Beam
我们报告了一种高分辨率的双通道成像方法，用于同步映射的强度和光频分布的激光束在平面上垂直于传播方向。同步测量使我们能够表明，激光频率是一个不均匀的分布低于阈值，但它成为均匀的基本高斯模式高于阈值。然而，光束的尾部偏离高斯形状，伴随着激光波长的相当大的波动，这可能源自制造细节和来自非常低强度翼中的自发发射的影响。除了同步的空间特性，在任何给定的点在光束横截面的时间分析进行。利用该方法还可以从这些高分辨率图像中提取光束的均匀性和空间形状、能量密度、能量中心以及与缺陷相关的光谱。
2015-06-05 physics.optics
Hybrid integrated narrow linewidth semiconductor laser based on the distributed feedback from an external deformed microcavity
Key Laboratory of Optoelectronic Technology & Systems (Education Ministry of China), Chongqing University（光电技术与系统教育部重点实验室，重庆大学）
本文提出一种混合集成窄线宽半导体激光，通过将DFB激光芯片与变形微腔结合，实现连续波长调谐，显著降低线宽并提升侧模抑制比。
2026-05-07 physics.optics
Supersolid light in a semiconductor microcavity
Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa（里斯本大学高等技术学院）；Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Instituto Politécnico de Lisboa（里斯本工程技术学院，里斯本理工学院）
研究在等离子体填充的光学微腔中实现光的超固相，通过非局部等离子体介导非线性相互作用，揭示弱光-物质耦合下的光子有效质量及模化不稳定性导致的超固晶格形成。
2026-03-13 cond-mat.quant-gas physics.optics
Bose-Einstein Condensation of Light in a Semiconductor Quantum Well Microcavity
该研究证实无机半导体量子阱微腔中的光子可热化并发生玻色-爱因斯坦凝聚，明确区分其与激光作用，揭示该体系可连续维持、光子散射强等优势，为量子统计光子凝聚的物理研究与应用提供支撑。
2023-06-27 cond-mat.quant-gas physics.optics
Competition between electronic Kerr and free carrier effects in an ultimate-fast optically switched semiconductor microcavity
我们在GaAs-AlAs微腔上进行了超快泵浦-探测实验，在“原始”电信波段具有1300 nm附近的谐振。我们专注于作为泵浦脉冲能量的函数测量的腔谐振的超快光开关。我们观察到，在低泵浦脉冲能量的腔谐振的切换是由瞬时电子克尔效应，并在300 fs内实现。在高泵浦脉冲能量下，由GaAs中产生的自由载流子引起的折射率变化开始与电子克尔效应竞争，并降低谐振频率偏移。我们已经开发了一个分析模型，预测这种竞争与实验数据一致。我们的模型包括一个新的长期的强度依赖的折射率，考虑了探测脉冲强度的影响，这是共振增强的腔。计算了在不同品质因数的腔中，共振增强探测光对电子克尔效应引起的折射率变化的影响。通过利用线性制度，只有电子克尔效应被观察到，我们设法检索的非简并的三阶非线性极化率GaAs从腔共振位移作为泵浦脉冲能量的函数。
2012-08-17 physics.optics
Cavity exciton-polaritons in two-dimensional semiconductors from first principles
二维半导体微腔可以形成激子-极化激元，是探索和操纵光与物质相互作用的一种很有前途的方法。本文利用第一性原理传播子方法研究了二维激子与金属腔光子的耦合。激子-光子耦合的强度的特征在于其拉比分裂为两个激子-极化激元，这可以通过腔厚度来调节。在phosporene腔中实现了128 meV的最大分裂，而在单层hBN器件中预测了约440 meV的显著值。在WS $_2$微腔中得到的Rabi分裂与最近的实验非常一致。目前的方法可以帮助预测和提出潜在的设置捕获强大的二维激子极化激元凝聚。
2021-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz Spectroscopy of Semiconductor Microcavity Lasers I: Photon Lasers
半导体微腔可以表现出各种宏观量子现象，包括极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚、极化激元的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）态和光子激光（具有可忽略的库仑激子效应的激光）。这些状态的可能的实验识别的一个重要方面是激发光谱中的间隙（在极化激元BCS状态的情况下的BCS间隙）。类似于极化激子BCS间隙，光致间隙可以存在于光子激光器中。虽然极化激元BCS状态已被观察到的基础上，在激光频率附近的光谱，使用光谱中心或周围的发射频率的光的极化激元BCS间隙的直接观察尚未实现。已经证实，低频（太赫兹）光谱学应该能够识别这种差距。在这两项研究的第一个，旨在确定光子激光器的线性太赫兹光谱的光致间隙的功能的理论开发和数值评估。结果表明，在带内电导率的光谱特征，因此在系统的透射率和吸收率可以与光诱导间隙。对于足够小的Drude阻尼，这包括太赫兹增益的光谱区域。未来的研究将概括目前的形式主义，包括库仑效应。
2021-08-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wavelength-tunable open double-microcavity to enhance two closely spaced optical transitions
由于微腔在增强光提取和光与物质相互作用方面的作用，微腔一直被认为是量子光子学研究中不可或缺的元素。传统的高Q腔结构通常仅允许单个光学跃迁被调谐到与特定模式的谐振中。然而，向更先进的双腔结构的过渡引入了新的和有趣的可能性，例如用两种不同的腔模式同时增强两个光谱接近的光学跃迁。在这里，我们调查的腔结构组成的单片平面腔封闭在两个半导体分布式布拉格反射器（DBR）和顶部介质镜沉积在光纤尖端。当底部腔由两个DBR形成时，光纤尖端上的反射镜和半导体芯片的顶部DBR产生第二可调谐腔。这些耦合腔在调谐到共振时表现出模式杂交，并且它们的分裂可以通过合适的样品设计来调整以与紧密间隔的光学跃迁的光谱分离相匹配。此外，我们报告的同时共振调谐的激子和双激子跃迁的半导体量子点，每一个到一个单独的模式的开放光纤为基础的双腔。在同时共振的衰减时间测量表明，Purcell因子为$F_P^X$ =1.9 $\pm$ 0.4的激子跃迁。
2022-09-01 physics.optics quant-ph
Monolithic semiconductor hemispherical micro cavities for efficient single photon extraction
我们提出了一种单片半导体微腔设计，用于增强嵌入式量子发射器（如量子点或色心）的光-物质相互作用和光子提取效率。微腔是由平面后镜和顶部曲面镜组成的半球形法布里-珀罗设计。通过降低曲面镜的高度来抑制结构中的高阶模式，从而导致有效的光子提取到具有高斯远场辐射图案的基模中。通过改变反射镜的反射率可以很容易地改变腔的精细度，并且我们考虑两种具体情况：用于增强自组装量子点的宽带光子提取的低精细度结构和用于增强金刚石中色心的零声子线的单光子提取的中等精细度腔。我们还考虑了结构缺陷对腔性能的影响。最后，我们提出了单片GaAs半球形微腔的制作和光学特性。
2019-05-24 physics.app-ph physics.optics
Optical-fiber based measurement of an ultra-small volume high-Q photonic crystal microcavity
设计了一个二维光子晶体半导体微腔，其品质因数Q ~ 40,000，模体积Veff ~ 0.9立方波长。一个微米级的光纤锥被用来作为一种手段来探测腔模式的光谱和空间特性，不仅允许测量模式损耗，而且还能够确定腔模式的面内定位。这种在光学微腔中同时实现高Q值和超小Veff的现象在量子光学、非线性光学和光电子学领域具有潜在的应用价值。特别地，测量的Q和Veff值可以使腔量子电动力学中的原子和量子点系统都能够强耦合。
2003-09-25 physics.optics quant-ph
All-optical tailoring of single-photon spectra in a quantum-dot microcavity system
半导体量子点腔系统是基于固态按需产生单光子用于量子通信的有前途的源。通常，所发射的单光子的光谱特性由系统特性（诸如电子跃迁能量和腔的光谱特性）固定。本文研究了量子点双激子通过部分受激的非简并双光子辐射产生单光子。我们表明，单光子的频率和线宽可以完全控制的刺激激光脉冲，最终允许有效的全光谱整形的单光子。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ultimate photo-induced Kerr rotation achieved in semiconductor microcavities
在强耦合条件下，在平面量子阱微腔中，光致克尔旋转大于$π/2$弧度。该结果接近预测的$π$理论最大值。它是通过工程微腔参数，使光学阻抗匹配条件达到激子共振和腔模式之间的最小负失谐。这确保了激子诱导的光学非线性和腔对克尔角的增强的最佳组合。在这个制度的光的偏振态的综合分析表明，激子能量的重整化和激子共振的饱和有助于观察到的光学非线性。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
A fully solution-processed organic microcavity laser in the strong light-matter coupling regime
University of Turku（图尔库大学）；University of Eastern Finland（东芬兰大学）
本研究提出了一种完全通过溶液处理制造的有机微腔激光器，实现了强光-物质耦合效应，展示了有机系统中独特的极子激光行为。
2026-03-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Anomalous Quantum Propagation of Microcavity Exciton Polaritons
本文探究半导体微腔中激子极化子的量子传播，发现其反常现象偏离现有理论预测，通过标度理论揭示了一种区别于 Anderson 局域化的新局域化相，并验证了包含非线性与有限寿命的自洽理论。
2024-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Optics of spin-noise-induced gyrotropy of asymmetric microcavity
研究了具有嵌入量子阱（QW）的高精细度半导体布拉格微腔在光子模和QW激子共振不同失谐量下的光学陀螺噪声。我们发现，在非对称法布里-珀罗谐振腔中，光子模频率高于激子共振频率时，噪声强度受到很强的抑制，这一现象是非对称法布里-珀罗谐振腔所特有的。从我们的分析如下，在一定程度的腔内损耗，非对称谐振腔的反射率消失，而极化灵敏度的回旋变化时，跨越临界点移动。模型计算结果与单量子阱微腔中自旋噪声的实验数据符合得很好，并得到了泵浦-探测实验中光致克尔旋转谱的证实。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin noise spectroscopy of a single-quantum-well microcavity
我们报告的第一个实验观察到的自旋噪声在一个单一的半导体量子阱嵌入到一个微腔。极大的腔增强的光学各向异性的波动的敏感性，使我们能够测量克尔旋转和椭圆噪声谱在强耦合制度。自旋噪声谱清楚地显示出两个共振特征：一个是常规的磁共振分量，随着磁场的增加而向高频移动;另一个是不寻常的“自旋”分量，中心位于零频率，随着磁场的增加而被抑制。我们把第一个原因归结为自由电子自旋的拉莫尔旋进，而第二个原因可能是由于超精细电子-核自旋相互作用。
2014-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tuning the shape of semiconductor microstadium laser
本文对不同形状的GaAs微场激光进行了详细的实验研究。与大多数变形微腔不同，激光阈值随体育场的长短轴比而非单调变化。在空间均匀光抽运下，第一激射模式对应于由多个不稳定周期轨道组成的高质量疤痕模式。通过调整GaAs场的形状，我们能够使激光阈值最小化。这一工作证明了控制混沌微腔激光器的可能性。
2007-05-07 physics.optics
Ray-wave correspondence in limacon-shaped semiconductor microcavities
半导体微腔是一种光线混沌腔，其主要发射模式为单向模式，且损耗较小。系统地调查这些模式，我们表明，模式对应于射线描述集体，而不是单独的。此外，我们提出了实验数据的多模激光发射模式，表现出高的单向性和密切同意的射线描述。集体通信机制很好地解释了这项协议的起源。
2009-08-19 nlin.CD physics.optics
Microcavity-enhanced Kerr nonlinearity in a vertical-external-cavity surface-emitting laser
自锁模已经成为垂直外腔面发射激光器产生超短脉冲的一条新兴途径。在我们的工作中，一个强大的克尔非线性，到目前为止，假定引起锁模操作的证据和强大的非线性增强的微腔被揭示。我们提出了依赖于波长的测量的非线性吸收和非线性折射率变化的增益芯片使用Z扫描技术。我们报道了（InGa）As/Ga（AsP）材料系统在接近激光设计波长处的负非线性折射率高达1.5E-11 cm ~ 2/W，这可能导致克尔透镜效应。我们表明，通过改变探测光束相对于增益芯片的入射角，克尔非线性可以进行波长调谐，随着微腔共振移位。这样的发现可能最终导致新的概念，定制的自锁模行为，实现了独特的克尔透镜芯片设计的成本效益，强大的和紧凑的fs脉冲半导体激光器。
2018-08-09 physics.optics
Light control in a hemicylindrical whispering gallery microcavity-parallel plate waveguide system
我们已经表明，由半导体半圆柱体和介电波导组成的结构由薄金属层分离，允许有效和容易的光控制。在这样的系统中，可以确保低折射率波导的TE和TM模式与较高折射率的半圆柱体的对应回音壁模式之间的匹配，这种情况允许将谐振器尺寸减小到真空中的激发波长的量级，仍然具有大约2*10^4的相当高的Q因子。由于谐振器介质的显著电光特性，能够通过以10^（-4）的量级改变半圆柱体的折射率来有效地控制输出光强度。
2020-05-31 physics.optics
Active control of emission directionality of semiconductor microdisk lasers
我们演示了激光模式选择在近圆形半导体微盘通过塑造光泵的空间分布。自适应抽运抑制了除目标模式外的所有模式的激光输出，尽管存在很强的模式重叠。由于腔体形状和边界粗糙度的轻微变形，每个激光模式具有不同的发射模式。通过选择不同的模式作为主激射模式，可以实现激射频率和输出方向的切换。在激光器制造之后通过外部泵浦的这种可调谐性增强了半导体微腔激光器的功能。
2014-04-27 physics.optics
Generation of Rabi frequency radiation using exciton-polaritons
我们研究了利用激子极化激元在半导体微腔产生辐射跨越红外太赫兹区域的光谱，通过利用上下极化激元分支之间的转换。该过程类似于差频产生（DFG），依赖于使用具有非零二阶极化率的半导体。对于由非线性光学聚合物组成的有机微腔，我们预测的DFG辐照增强$2.8\cdot10^2$，相比于裸的非线性聚合物膜，当满足与基本腔模式的三重共振。在由（111）GaAs组成的无机微腔的情况下，与裸GaAs平板相比，发现$8.8\cdot10^3$的增强。这两种结构显示出高的波长可调谐性和宽松的设计限制，由于极化激元模式的高模式重叠。
2015-06-24 physics.optics
Optical feedback and the coupling problem in semiconductor microdisk lasers
发光微腔的尺寸越小，理解腔边界对光学模式分布的影响就变得越重要。传统的激光物理方法，如近轴近似，在这里讨论的许多更奇特的腔设计中变得不适用。微盘、柱和环形状的腔可以在各种各样的增益介质中产生低的激光阈值：量子阱、线甚至点，以及量子级联超晶格和GAN。概述的实验和理论状态，特别强调光提取问题。
2002-03-20 physics.optics
