Sagnac-Loop-Reflector Fabry-Perot Lattices for Modular 1D Topological Photonics
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology（大邱庆北科学技术院）
本文提出基于可调Sagnac环反射器的模块化硅光子法布里-珀罗晶格，通过调控耦合系数实现拓扑光子学控制，并在弱耦合极限下展示拓扑相中的孤立中间隙共振与抗扰动性。
2026-05-14 physics.optics
Silicon nanophotonic chips featuring Sagnac loop reflectors as a basis for advanced optical spectral filters
提出并研究了基于自耦合光波导中两个Sagnac耦合环反射器（SLR）的光子集成滤波器。最近，我们提出了基于耦合和级联SLR的光子集成滤波器。在本文中，我们通过研究一种独特的方法，采用自耦合波导形成的耦合SLR推进这一领域。这使得我们能够实现高性能的滤波器功能，包括Fano类谐振和波长交错，通过定制设备中的相干模式干涉，具有更简单的设计和更高的制造公差。我们的设计考虑到了器件制造问题以及实际应用的要求。作为实际器件制造的指导，还提供了结构参数和制造公差对每个滤波器功能的影响的分析。Fano类谐振显示出1.1dB的低插入损耗（IL）、30.2dB的高消光比和747.64dB/nm的高斜率（SR）。低IL和高SR的组合使该器件有望用于Fano谐振应用。我们的器件还可以实现具有高制造容差的波长解交织功能，这对于诸如需要对称平顶滤波器形状的光学放大器的应用是有利的。光解复用器和光分插器是波分复用光通信系统中光信号复用和解复用的关键部件。具有简单设计、紧凑器件尺寸和高制造公差的多功能光谱响应使得这种方法非常有希望用于许多应用的灵活响应整形。
2022-04-08 physics.app-ph physics.optics
Silicon photonic filters based on cascaded Sagnac loop resonators
我们展示了先进的集成光子滤波器在绝缘体上硅（SOI）纳米线实现级联Sagnac环反射器（CLR）谐振器。我们调查这些驻波（SW）谐振器中的模式分裂，并证明其用于工程片上光子滤波器的光谱分布。通过改变Sagnac环形反射器（SLR）的反射率和沿连接波导的相移，我们定制CSL谐振器中的模式分裂，以实现各种各样的滤波器形状，用于各种应用，包括增强光捕获，平顶滤波，Q因子增强和信号整形。我们提出的理论设计和比较的CSLR谐振器与三个，四个，和八个SLR在SOI制造。我们实现了多功能的过滤器的形状在测量的透射光谱，通过不同的模式分裂，同意与理论。这项工作证实了使用CSLR谐振器作为集成的多功能SW滤波器的灵活的频谱工程的有效性。
2018-04-24 physics.app-ph physics.optics
The Sagnac effect in Coupled-Resonator Slow-Light Waveguide Structures
研究了旋转对耦合微环谐振腔慢光波导结构中电磁波传播的影响。我们表明，这种配置表现出新的一种类型的Sagnac效应，可用于实现高度紧凑的集成旋转传感器和陀螺仪。
2005-06-06 physics.optics
External Cavity 637-nm Laser with Increased RSOA-to-PIC Alignment Tolerance and a Filtered Sagnac-Loop Reflector with Single Output Waveguide
面向量子技术应用，设计了基于PIC的637-nm外腔激光器，采用MMEC提升RSOA对准容差，搭配游标配置环形谐振器滤波的萨格纳克环实现单输出发射，初步验证出激光发射特性。
2024-06-20 physics.optics
Hollow-Core Terahertz Optical Waveguides With Hyperuniform Disordered Reflectors
提出了一种具有超均匀无序反射器的新型空芯太赫兹波导，并进行了制备和表征。反射器包括与电介质桥连接的非周期性定位的电介质圆柱体。所提出的波导制造使用3D立体光刻打印机。所制造的波导的光学特性进行了研究，使用有限元方法进行数值计算，以及使用太赫兹TDS光谱实验。结果证实，所提出的波导表现出相当大的光子带隙（20%），即使当使用相对低的折射率对比度（树脂/空气）。带隙的位置可以很容易地通过改变反射器的几何参数来调整。
2017-02-17 physics.optics
Fano-Like Resonances in Coupled Sagnac Interferometers Formed by a Self-Coupled Waveguide
RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
该研究在绝缘体上硅（SOI）纳米线的自耦合波导构成的耦合萨格纳克干涉仪中实现类法诺共振，通过调节反射率和耦合强度实现高性能光学模拟，理论与实验验证其高消光比和陡峭斜率，为集成光子学应用提供基础。
2025-11-10 physics.optics
Erbium-doped lithium niobate waveguide amplifier enhanced by an inverse-designed on-chip reflector
本研究提出一种由逆向设计片上反射器增强的3.6厘米长铒掺杂铌酸锂波导放大器，在消除双向泵浦需求降低系统复杂性的同时，实现了40.5 dB内部净增益，为高密度光子集成系统提供新策略。
2025-04-05 physics.optics
Investigations of Bragg reflectors in nanowire lasers
各种布拉格反射器的反射率连接到波导结构，包括纳米线，已经使用模态反射和传输矩阵进行了研究。一个半解析模型，产生增加理解的衍射效应存在于这样的光栅。特别考虑了平面波导和纳米线激光器。比较了两种几何形状;布拉格反射器内的波导被示出具有显着的优势相比，布拉格反射器在基板上，当衍射效应是显着的。
2012-06-22 physics.optics
Parabolic dielectric reflector for extreme on-chip spot-size conversion with broad bandwidth
提出一种基于抛物线介质界面的片上光斑尺寸转换器，实现570倍扩展、超过380 nm带宽和低于0.35 dB插入损耗，并给出任意扩展因子的解析设计公式。
2025-01-06 physics.app-ph physics.optics
Generalized Sagnac Effect
实验研究了光在由直线运动段和圆周运动段组成的光波导环路中的传播。我们发现，环的任何一段都对环中两个反向传播光束之间的总相位差有贡献。该贡献与移动速度v和段长度Deltal在移动方向上的投影的乘积成正比，Deltaphi=4pivDeltal/clambda。它与运动类型和波导的折射率无关。这一发现包括Sagnac效应的旋转作为一个特例，并提出了一种新的光纤传感器测量线性运动与纳米级的灵敏度。
2006-09-26 physics.gen-ph physics.optics
Frozen Mode Regime in an Optical Waveguide With Distributed Bragg Reflector
本文提出一种具有滑移对称性的光波导，利用啁啾分布式布拉格反射器和分布式耦合形成三阶简并异常点SIP，实现群速度为零的冻结模式，并证明其品质因数和群延迟随腔长三次方增长，可用于光放大、延迟线、传感器和调制器。
2023-01-12 physics.optics
Photonic-crystal-reflector nano-resonators for Kerr-frequency combs
我们展示了克尔频率梳产生与纳米制造的法布里-珀罗谐振器与光子晶体反射器（PCR）端镜。PCR群速度色散（GVD）被设计为抵消在薄的450 nm氮化硅器件层上制造的矩形波导的强法向GVD。反射器为谐振腔提供了克尔梳产生所需的高光学品质因数和异常GVD。我们报告的设计，制造和表征的设备，在1550 nm的波长波段，包括GVD光谱和品质因数。克尔梳的产生是通过用连续波（CW）激光激发器件来实现的。PCR的多功能性使克尔非线性谐振器过程的一般设计原理和材料独立的设备基础设施成为可能，为光的操纵开辟了新的可能性。可见光和多光谱带谐振器似乎是PCR方法的自然延伸。
2019-04-17 physics.app-ph physics.optics
Hybrid vertical-cavity laser with lateral emission into a silicon waveguide
我们实验证明了一个光泵III-V/Si垂直腔激光器与横向发射到硅波导。这种片上混合激光器包括分布式布拉格反射器、III-V有源层和高对比度光栅反射器，其同时将光汇集到与激光器集成的波导中。该激光器具有长波长垂直腔面发射激光器的优点，如低阈值和高边模抑制比，同时允许与硅光子电路集成，并使用CMOS兼容工艺制造。它具有超过100 Gbit/s的超高速操作的潜力，并具有一种新颖的横模控制机制。
2014-11-10 physics.optics
Rabi resonance splitting phenomena in photonic integrated circuits
本研究提出并理论验证了基于双Sagnac干涉仪集成波导耦合谐振器的纯光学拉比分裂类比方案，可通过调相实现多种光谱线型转变，为强耦合区光与物质相互作用操控提供新路径。
2024-03-06 physics.app-ph physics.optics
High refractive index composite materials for THz waveguides: trade-off between index contrast and absorption loss
制备了二氧化钛掺杂聚乙烯的聚合物复合物，并用太赫兹-TDS表征了其线性光学性能。我们发现，高浓度的掺杂剂不仅提高了复合材料的折射率，而且可以显着提高其吸收系数。我们表明，布拉格反射器的设计基于有损耗的复合聚合物依赖于找到一个折衷的折射率对比度和相应的损失。与理想的无损反射器相比，小的吸收值也被示出是有利的，因为它使得能够平滑传输通带。制作的空芯布拉格光纤的传输测量证实了模拟结果。
2010-09-14 physics.chem-ph physics.optics
Widely tunable 2 $μ$m hybrid laser using GaSb semiconductor optical amplifiers and Si3N4 photonics integrated reflector
在2-3 $μ$ m波长范围发射并且与光子集成平台兼容的可调谐激光器对于感测应用是非常感兴趣的。为此，将基于GaSb的半导体增益芯片与Si $_3$ N $_4$光子集成电路相结合提供了一个有吸引力的平台。在此，我们利用Si $_3$ N $_4$波导的低损耗特性，并展示了包括具有集成可调谐Si $_3$ N $_4$游标镜的GaSb增益芯片的混合激光器。在室温下，激光器的最大输出功率为15 mW，调谐范围为80 nm（1937-2017 nm）。几个基本的Si $_3$ N $_4$构建块的光子集成电路的低损耗性能也得到了验证。更具体地，单模波导表现出低至0.15 dB/cm的传输损耗，90 $^\circ$弯曲具有0.008 dB损耗，并且50/50 Y分支具有0.075 dB的插入损耗。
2022-11-03 physics.optics
Substrate Integrated Bragg Waveguide: an Octave-bandwidth Single-mode Functional Transmission-Line for Millimeter-Wave and Terahertz Applications
本文提出一种用布拉格反射器替代金属壁或过孔的基片集成空芯波导，通过模式滤波实现倍频程单模传输，并在20–45 GHz验证了低损耗和零群速度色散特性，面向宽带毫米波与太赫兹功能组件应用。
2019-09-02 physics.app-ph physics.optics
Photonic bandgap plasmonic waveguides
已经提出了一种新颖类型的等离子体激元波导，其特征在于“开放”设计，其易于制造、易于激发并且提供对等离子体激元模式的方便访问。利用泄漏辐射显微镜对光子带隙（PBG）等离子体波导的光学特性进行了实验研究，并利用有限元法对光子带隙波导进行了数值模拟，证实了光子带隙波导在宽光谱范围内的光学特性。PBG等离子体激元波导的传播和本地化特性已被讨论为工作波长的函数，波导芯尺寸和脊的周期性反射器的基本和高阶等离子体激元模式的波导中的数量。
2011-04-27 physics.optics
Spectral engineering of integrated photonic filters using mode splitting in silicon nanowire integrated standing-wave resonators
在耦合谐振腔中由相干光模干涉引起的模式分裂是光子谐振器中的关键现象，其可以导致强大且通用的滤波功能，与电磁诱导透明、Autler-Townes分裂、Fano共振和暗态非常相似。它不仅可以打破品质因数、自由光谱范围和物理腔长之间的依赖关系，而且可以导致群延迟响应和模式相互作用，这对于增强光-物质相互作用和非线性光学中的色散工程是有用的。在这项工作中，我们调查模式分裂的驻波（SW）谐振器实现的级联Sagnac环反射器（CSLRs），并证明其用于工程的光谱分布的集成光子滤波器。通过改变Sagnac环形反射器（SLR）的反射率和沿连接波导的相移，我们定制CSL谐振器中的模式分裂，以实现各种各样的滤波器形状，用于各种应用，包括增强光捕获，平顶滤波，Q因子增强和信号整形。我们提出的理论设计和比较的性能CSLR谐振器与三个，四个和八个SLR绝缘体上硅纳米线制造。我们实现了高性能和多功能的滤波器形状，通过不同的模式分裂，同意与理论。实验结果证实了我们的方法对实现灵活的频谱工程集成多功能SW滤波器的有效性。
2022-10-19 physics.optics
Silicon Nitride External Cavity Laser with Alignment Tolerant Multi-Mode RSOA-to-PIC Interface
我们展示了一个由氮化硅光子集成电路和反射式半导体光放大器组成的外腔激光器。该激光器使用由正好在氮化硅芯片边缘处的多模波导分路器形成的对准容限边缘耦合器，该多模波导分路器放松了对III-V增益芯片的所需对准，并在其两个输出波导之间均等地分配功率。地模和一阶模都在耦合器中被激发，并在波导结处达到正交条件，确保耦合到两者的功率相等。两个高品质因数的环形谐振器以游标配置排列，在两个波导之间闭合一个Sagnac环。除了宽带频率调谐之外，它们还导致更长的有效腔长度。与传统边缘耦合器相比，该对准容限耦合器将平行于芯片表面的两个方向上的对准容限提高了3倍，使其成为通过拾放技术实现增益芯片集成的理想选择。在沿着芯片边缘的方向上，激光发射保持在$\pm$ 6 $μ$ m的失准范围内。获得了42 kHz的洛伦兹激光线宽。
2021-07-01 physics.app-ph physics.optics
Accurate and precise optical phase sensor based on a non-linear quantum Sagnac interferometer
本文提出一种基于Sagnac构型的非线性量子干涉仪，实现精确、准确、自稳定且可重复的光学相位测量，在电信波长下测量商用色散位移光纤色散，精度达7.10^-3 %，准确度二次误差低至5 %。
2024-12-18 physics.optics quant-ph
Resonant state expansion applied to planar waveguides
本文将电动力学中新近发展起来的共振态展开方法推广到光非垂直入射的平面开放光学系统。该方法的说明和验证上完全可解的例子，如介质板和布拉格反射器微腔，显式的解析公式。这种比较证明了该方法的准确性和收敛性。有趣的是，根据谐振状态的介质板的频谱分析揭示了波导模式在传输中的影响。这些在共振时不耦合到外部光的模式令人惊讶地耦合到外部光以用于非共振激发。
2013-10-21 physics.optics
Observation of slow light in glide-symmetric photonic-crystal waveguides
我们报告的光传输测量悬浮硅光子晶体波导，其中一侧的光子晶格沿波导轴移动了半个周期。这种滑移对称性和慢光的组合导致了强烈增强的手性光-物质相互作用，但慢光和后向散射之间的相互作用还没有在这种波导中进行实验研究。我们建立光子晶体谐振器组成的滑动对称波导终止反射器和使用传输测量以及倏逝波耦合映射出的色散关系。我们发现与理论和测量群指数超过90，这意味着在慢光器件和手征量子光学的应用显着的潜力非常吻合。通过测量不同长度的谐振腔，我们评估了由制造缺陷引起的背散射的作用及其与群指数的密切联系。
2021-11-23 physics.optics
Broadband surface-emitting THz laser frequency combs with inverse-designed integrated reflectors
本文提出集成逆向设计端面反射器与表面发射贴片阵列天线的平面化太赫兹QCL频率梳，在2–4 THz实现跨倍频程带宽、七倍斜率效率提升及800 GHz梳状光谱。
2023-06-17 physics.optics
Negative Group Velocity and Spin-Flip in Microwave Adaptors
一个法布里-珀罗干涉仪与两个微波导适配器作为反射器创建一个被动的介质与负群延迟时间由于偏振移位。其中一个适配器的偏振矢量的旋转应变与剧烈的负群速度耦合。适配的矩形和圆形波导具有相同的色散。输入矩形波导模式是线性偏振的，而适配的圆形波导的基本模式是圆偏振的。一个667波长长的圆形波导连接输入和输出适配器。在频域和时域中进行实验。我们描述了两种不同的圆波模的螺旋偏振变化和自旋翻转是如何产生所观察到的负群速度的。
2012-05-04 physics.optics
Numerical simulation studies of nano-scale Surface plasmon components: waveguides, splitters and filters
在本文中，我们从理论和数值上证明了一个二维的金属-介质-金属（MDM）波导的基础上的有限差分时域模拟的表面等离子体激元（SPPs）的传播特性。在实际应用中，我们提出了一种基于MDM结构的等离子体Y分支波导，以实现高集成度。模拟结果表明，本文提出的Y分支波导实现了大分支角（~180 °）的光分路器。我们还介绍了一个有限阵列的周期性齿结构的MDM波导的一个表面上，这是在一个类似的方式作为FBG或布拉格反射器，潜在的WDM应用的过滤器。结果表明，该结构不仅可以实现波长滤波功能，且具有92%以上的高透过率，而且与其它光栅型表面等离子体滤波器相比，该结构具有几百nm的超紧凑尺寸。MDM波导分束器和滤波器可用于实现超紧凑的光子滤波器件，以实现基于SPP的平坦金属表面的高度集成。
2009-02-09 physics.optics
Dispersion-induced $Q$-factor enhancement in waveguide-coupled surface lattice resonances
本文利用强色散介质显著减小高 $Q$ 因子超表面的阵列尺寸，通过理论和数值研究嵌入 Bragg 反射器波导的等离激元纳米颗粒周期阵列，在阵列尺寸减小两个数量级的同时仍实现超过 10$^4$ 的超高 $Q$ 因子。
2024-06-26 physics.optics
Ultra-light Å-scale Optimal Optical Reflectors
许多最先进的光学器件中的高反射率是用贵金属实现的。然而，金属受到损耗的限制，并且对于某些应用，受到其高质量密度的限制。使用从头算和光学传输矩阵计算的组合，我们评估了石墨烯基纳米尺度超材料的行为，发现它们可以在中长波红外（IR）范围内充当近乎完美的反射器。电子-声子散射和带间激发的低态密度导致石墨烯异质结构在大于$10~μ$ m的波长下的前所未有的光学性质，特别是石墨烯和六方氮化硼的交替原子层。在这些波长下，这些材料在贵金属重量的一小部分下表现出超过99.7%的反射率，以及与贵金属相比大一个数量级的等离子体模式限制和品质因数。这些发现为中红外应用的超紧凑光学元件和波导提供了希望。此外，与金属不同，这些异质结构的光子特性可以通过化学和/或静电掺杂进行主动调谐，为可调谐器件提供激发可能性。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wavy optical grating: wideband reflector and Fabry-Perot BICs
在这项研究中，我们从理论和数值研究的谐振模式和反射率的波纹介质板组成的光栅应用光谱元素的方法。波形的存在将波导模式转换成泄漏谐振模式。少数特定纵波数的谐振模具有无限大的Q因子，而其他谐振模具有有限的Q因子。对于纵波数为零的泄漏谐振模，Q因子与波形的振幅成反比。多个低Q波纹光栅阵列在大带宽内具有高反射率。双层波纹光栅形成法布里-珀罗腔，其在谐振频率处在连续谱（BIC）中承载法布里-珀罗束缚态。通过调节两个波纹板之间的距离可以调节法布里-珀罗腔的Q因子。波形可以由平坦介质板中的振动波产生，使得可以按需控制BIC模式和宽带反射率。
2022-11-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
High-Speed and High-Responsivity Asymmetric Waveguide Photodiode with Low Optical Back-Reflection
Yongjiang Laboratory（甬江实验室）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
该研究提出一种非对称角反射器UTC-WGPD，通过非中心光束耦合实现低光背反射，突破带宽-响应度权衡，在1550nm下获275GHz带宽等性能，适用于亚太赫兹收发器与密集光子集成。
2026-09-02 physics.optics physics.plasm-ph
Penetration depth reduction with plasmonic metafilms
在许多光学系统中，包括金属膜、介质反射器和光子晶体，电磁波可以经历渐逝衰减。这种衰减的空间长度尺度定义了穿透深度。减小穿透深度的能力对于自由空间和集成光子学中的许多应用是重要的。在本文中，我们考虑了一种由金属和电介质交替区域组成的半导体薄膜结构。我们表明，这样的metafilm的渗透深度可以显着小于相应的金属薄膜相比。穿透深度的减小是由于光子能带结构中有效质量的增强而引起的。这种效应可以用来提高反射镜的反射率，并增加亚波长等离子体激元波导的封装密度。
2019-04-16 physics.optics
Dielectric slot-coupled half-Maxwell fisheye lens as octave-bandwidth beam expander for terahertz-range applications
本文提出利用介质槽波导与半麦克斯韦鱼眼透镜结合，实现效率90%、带宽超倍频程的平板约束准直光束，并展示其在太赫兹通信双工器和液体传感中的应用。
2021-01-27 physics.app-ph physics.optics
A model for confined Tamm plasmon devices
它示出的腔之间形成的多层四分之一波长布拉格反射器和金属镜，支持Tamm等离子体激元可以建模通过使用硬镜近似，包括适当的穿透深度到镜子。该模型的计算结果与数值计算结果吻合得很好。此外，横向限制的金属盘沉积在布拉格反射器上的存在下，Tamm模式可以描述的有效折射率模型，通常用于垂直腔面发射激光器（VCSEL）。这使得由圆盘限制的横向模式能够从类似于用于光纤的传统弱引导波导理论中找到。这些线性偏振（LP）导模的谐振波长计算为光盘直径和其他参数的函数。
2018-09-20 physics.optics
Modeling of photonic integrated resonators using advanced scattering matrix methods
提出基于散射矩阵方法的通用建模方法，通过将复杂光子集成谐振器划分为基本元件或独立子模块，实现对单向和双向光传播的模拟，为集成光子器件的设计与优化提供有用工具。
2025-02-03 physics.app-ph physics.optics
Demonstration and Design of Uni-Directional and Ultra-Low Threshold Hybrid Quantum Dot III-V/Si Micro-Ring Laser
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Hewlett Packard Labs（惠普实验室）；University of Michigan（密歇根大学）；Northeastern University（东北大学）
研究通过在混合量子点III-V/Si微环激光器的总线波导上集成无源反射反馈实现稳定单向发射，用三种反射器架构与无反射双向基线对比，设计保持超低阈值并提升性能，为DWDM光互连提供实用途径。
2026-07-07 physics.optics
Photonic Chiplet Interconnection via 3D-Nanoprinted Interposer
提出一种基于3D纳米打印转接板的光子小芯片互连方案，利用微反射镜和耦合框架实现任意材料芯片间的低损耗被动耦合，成功展示跨平台集成潜力。
2024-02-19 physics.app-ph physics.optics
Mode-locked GaN waveguide polariton laser
本研究利用GaN波导微腔，通过极化激元相互作用实现蓝紫外波段室温锁模激光，重复率300GHz，脉冲100飞秒。
2024-11-06 cond-mat.other physics.optics
Second order add/drop filter with a single ring resonator
本文提出并验证一种基于不同分光比耦合器和MMI的自耦合单环二阶add/drop滤波器，实现平顶响应，并展示其作为宽带激光反射器或2x2滤波器的应用。
2023-04-21 physics.app-ph physics.optics
Efficient fiber-coupled single-photon source based on quantum dots in a photonic-crystal waveguide
许多光子量子信息处理应用将受益于高亮度、光纤耦合的触发单光子源。在这里，我们提出了一种光纤耦合光子晶体波导单光子源依赖于从锥形耦合器的光场的倏逝波耦合到光纤。一个两步的方法是采取其中的锥形耦合器的性能被记录在一个独立的设备包含一个片上反射器。反射测量确定芯片到光纤的耦合效率超过80%。然后，对一种具有锥形外耦合段的高效光子晶体波导进行了详细的表征。相应的总单光子源效率为10.9% $\pm$ 2.3%，其量化了在量子点中制备激子、将其作为光子在波导中耦合出来并随后将其转移到光纤的成功概率。所应用的外耦合方法是鲁棒的，随着时间的推移是稳定的，并且宽带超过几十纳米，这使得它成为一个非常有前途的途径，以提高基于平面芯片的单光子源的效率和可靠性。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optimization of optical waveguide antennas for directive emission of light
光学行波天线提供了独特的机会来控制和选择性地将光引导到特定方向，这使得它们成为光通信和传感的优秀候选者。这些应用需要最先进的工程技术来实现优化的功能，例如高方向性和辐射效率、低旁瓣水平、宽带和可调谐能力以及紧凑的设计。在这项工作中，我们报告的数值优化的光学行波天线的方向性，由低损耗的电介质材料，使用全波数值模拟结合粒子群优化算法。该天线是由一个反射器和一个导演沉积在玻璃基板和一个发射器放置在他们之间的饲料间隙作为一个内部源的激励。特别是，我们分析了天线与矩形和喇叭形的董事由二氧化铪或硅。优化的天线产生高度定向的发射，由于存在两个主导的引导TE模式的导演除了泄漏模式。这些导模主导远场发射模式，并支配主要源自指向矢端面的主瓣发射的方向。我们的工作还提供了一个全面的分析模式，辐射模式，参数的影响，和带宽的天线，突出其鲁棒性。
2021-06-04 physics.optics
Optical Waveguide-Pair Design for CMOS-Compatible Hybrid III-V-on-Silicon Quantum Dot Lasers
University College London（伦敦大学学院）；University of Lille（里尔大学）
本文提出了一种新型III-V-on-Silicon量子点激光器设计，通过优化220纳米厚硅波导实现与CMOS技术的兼容性，提升1.3微米激光器的能效与紧凑性。
2025-11-20 cond-mat.other physics.optics
Million-Q Dual-Polarization Micro-Fabry-Perot Resonators in Silicon Nitride Photonic Integrated Circuits
该研究提出一种采用偏振不敏感Sagnac环反射器和多模波导的氮化硅双偏振微法布里-珀罗谐振器，实现TM0和TE0模式创纪录的高Q值（2.38×10^6和3.48×10^5）及高效热调谐，为紧凑型高性能双偏振谐振器树立新基准。
2025-09-08 physics.optics
Design of broadband high-efficiency superconducting-nanowire single photon detectors
在本文中，几个设计，以最大限度地提高超导纳米线单光子探测器的吸收效率进行了研究。使用由金镜和SiO2层组成的简单光学腔，吸收效率可以提高到97%以上：这一结果通过实现在1.31微米处具有85%的整体系统检测效率的NbTiN基检测器而在实验上得到证实。计算结果表明，通过将纳米线夹在两个介质布拉格反射器之间，优化结构可以在峰值波长处达到单位吸收（> 99.9%）。为了实现宽带高效率，考虑了不同的方法：波导耦合检测器。在这项工作中进行的计算表明，通过正确地确定波导和纳米线的尺寸，可以设计在几百nm的波长范围内吸收超过95%的注入光子的偏振不敏感探测器。我们提出了一种探测器设计，利用GAN/AlN波导，因为这些材料允许晶格匹配的外延沉积的Nb（Ti）N薄膜，并在很宽的波长范围内是透明的。
2016-02-22 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Soliton Pulses in Photonic Crystal Fabry-Perot Microresonators
首次在连续波驱动的高Q光子晶体法布里-珀罗微腔中实现了耗散克尔孤子，利用可定制的光子晶体反射镜开辟了新的色散工程空间并拓展了应用波长范围。
2022-11-03 physics.optics
Study of Propagating Modes and Reflectivity in Bragg Filters with AlxGa1-xN/GaN Material Composition
本文将光纤布拉格反射器视为一维光子晶体，利用耦合模理论，对不同光栅长度和耦合条件下的前向和后向传播波和反射率进行了解析计算。AlxGa_（1-x）N/GAN材料组分被认为是周期性组织的单元块，并且AlxGa_（1-x）N的折射率被认为取决于材料组分、带隙和工作波长，遵循Adachis模型。所考虑的结构是布拉格光栅，其中光栅长度的增加增强了电磁波的反射，并且强耦合提供了更大的带隙光谱宽度。为了研究光波的传播特性，使输入波长与布拉格波长不同。合适的光栅长度和耦合系数的组合有助于设计1550 nm波长的光子带隙。利用这些特性曲线可以研究光波导中的波的传播规律，而光波导在光通信中有着特殊的地位
2014-05-28 physics.gen-ph physics.optics
Laser diode self-injection locking to an integrated high-Q Fabry-Perot microresonator
本研究将自注入锁定技术扩展到芯片集成高Q值法布里-珀罗微谐振器，通过理论模型与实验验证，实现了受基本热折射噪声限制的窄线宽激光器，与理论高度一致，助力芯片级低噪声激光系统。
2024-11-07 physics.optics
Selective excitation of high-order modes in two-dimensional cavity resonator integrated grating filters
本文报道了利用入射光束整形在二维谐振腔集成光栅滤波器（CRIGF）中实现最高至10阶模式的选择性激发，为多波长空间选择性反射器及模式可选激光发射等技术铺平道路。
2024-04-28 physics.optics
Ultrafast programmable Bragg reflection in photonic integrated circuits
John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）；Quantum Science and Engineering, Harvard University（哈佛大学量子科学与工程）
研究基于光子芯片的电信波长可编程分布式布拉格反射器，通过电光诱导折射率对比度形成，实现电压控制布拉格反射及千兆赫兹速度反射率调制，为多领域带来新机遇并建立纳米光子器件新设计策略。
2026-07-17 physics.optics
Defective annular semiconductor-superconductor photonic crystal
本文采用传输矩阵方法研究了含半导体、高$T_c$超导体和径向缺陷层的对称缺陷环形光子晶体（APC）的反射特性。数值结果提供了许多值得注意的功能，可以是非常有用的设计光学器件。在这方面，通过改变不同层的厚度，我们的缺陷APC结构的光学反射率的交替层的几何效果将被调查。通过分析讨论了控制光子带隙和缺陷模的光谱位置的可能性。此外，它被发现的反射光谱的特性和随后的PBG和缺陷模的光谱位置是完全独立的空芯的起始半径的变化。这一特性对制造商非常有吸引力，因为增加芯半径的尺寸将在生产光学器件时提供制造的灵活性和简单性。这项研究表明，缺陷APC的光学反射率是强烈依赖于方位角模式数。因此，我们设计的有缺陷的APC结构作为一个完美的反射器的相当大的波长范围内的更高的方位角模式数。最后，我们的结果表明，随着超导层温度的升高，现有的带隙和缺陷模都呈现出向更高波长移动的红移趋势。所提出的结构和相关的结果可以导致获得有价值的信息，设计和制造的新型环形布拉格谐振器周围的径向缺陷和集成可见光波导器件，如光开关和滤波器。
2020-04-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Optical Effects and Applications Associated with Photonic Crystal Materials
光子晶体材料具有选择性地改变特定波长光的方向的能力，这引起了人们的广泛关注。目前，人们对光子晶体材料的制备和应用进行了大量的研究。有许多结构属于光子晶体的范畴; 1D、2D和3D有序结构可以符合光子晶体的条件，前提是存在具有足够折射率对比度的介电材料的有序重复晶格。这些结构的光学响应，即相关的光子带隙或阻带，对于涉及光的任何应用都是特别感兴趣的。光子带隙对晶格尺寸或折射率组成变化的敏感性为精确的光学传感器创造了可能性。光催化应用通常利用光子带隙边缘波长处群速度降低的光学现象。光子带隙的固有反射率已经在光波导或作为太阳能电池反射器层中产生了应用。有无数的例子研究试图利用这些方面的光子晶体行为，以改善材料设计。在这里，光子晶体的作用是在各种各样的学科审查，编目的方式，这些结构增强了具体的应用。特别强调的是提供一个了解的具体功能，可调光学响应在光子晶体在其应用。
2022-08-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrawide-angle diffraction-limited 2D beam steering via hybrid integrated metasurface-photonic circuit
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Pi Inc.（2Pi公司）；Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)（新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；NASA Langley Research Center（美国国家航空航天局兰利研究中心）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
本文提出了一种基于硅光子集成电路和光学元表面的混合集成平台，实现超宽角度衍射限的二维束流转向，适用于自由空间光学系统，如卫星间光学链路、航空LiDAR等。
2026-04-14 physics.optics
