Self-adjustment of a nonlinear lasing mode to a pumped area in a two-dimensional microcavity
采用Maxwell-Bloch（MB）模型对空间选择抽运的四极形变微腔激光器进行了波动力学数值模拟。我们证明了一个不对称的激光模式的外观，其空间图案违反了X轴和Y轴镜对称的腔。动力学模拟表明，由顺时针或逆时针方向的行波分量组成的激光模式是MB模型的稳定定态解。从无源腔模式分析的结果，我们解释了这些非对称的驻波激射模式的锁定四个近简并的无源腔模式。为了比较，我们进行了模拟的均匀泵浦的情况下，发现了不同的锁定规则的近简并模式。我们的研究结果表明，形成的激光模式，调整其图案的泵浦区域的非线性动力学机制。
2017-11-22 nlin.CD physics.optics
Backward lasing of singly ionized nitrogen ions pumped by femtosecond laser pulses
报道了用800 nm线偏振强飞秒脉冲泵浦氮离子产生391.4 nm后向激光的实验结果。在391.4 nm处的强烈增强的光谱强度，以及外部注入的后向播种脉冲的放大，证实了后向391.4 nm信号是由于气体等离子体中的光放大。与391.4 nm处的前向发射相比，在约10 mbar的较低气压下实现了最佳后向发射，这是由于根植于行进激发几何结构的后向和前向方向的不对称性。该方法利用广泛使用的800 nm飞秒脉冲作为泵浦激光，为产生后向空气激光提供了一种有前途的方案，这在光学遥感方面具有独特的潜力。
2018-03-11 physics.optics
Reduction of the lasing threshold in optically pumped AlGaN/GaN lasers with two-step etched facets
我们报道了一个两步工艺，以获得光滑和垂直的{10-10} m面的AlGaN/GAN分别限制异质结设计用于制造紫外激光器发射在355 nm。该工艺包括通过RIE-ICP的干法蚀刻与使用KOH基溶液的晶体学选择性湿法蚀刻工艺相结合。AlGaN结构的不同晶面之间的湿法蚀刻速率的各向异性允许制造平坦且平行的刻面，而不会使多层系综退化。的激光器的光学性能显示一个重大的改善时，使用两个步骤的过程中的定义的腔，在通过机械劈裂制造的腔相比，在光泵浦下的激射阈值被降低到几乎一半。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optically pumped GeSn micro-disks with 16 % Sn lasing at 3.1 um up to 180K
基于GeSn合金的光泵浦激光器的最新演示提出了在Si光子平台上单片集成的高效激光源的前景。例如，据报道，具有12.5%的Sn的GeSn层在2.5 μ m波长下直到130 K处产生激光。在这项工作中，我们报告了一个较长的发射波长和显着改善激光温度。这些改进是由于使用了具有优化晶体质量的较高Sn含量GeSn层，该层使用减压CVD在分级Sn含量缓冲层上生长。所制备的GeSn微盘具有13%和16%的Sn，分别在2.6 μ m和3.1 μ m波长处显示出激光操作。对于最长波长（即3.1 μ m），在180 K下表现出激光，在25 K下阈值为377 kW/cm 2。
2017-04-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Towards loss compensated and lasing terahertz metamaterials based on optically pumped graphene
数值计算表明，光泵石墨烯适合于补偿太赫兹（THz）超材料的固有损耗。第一步，计算了光泵浦下石墨烯的复电导率，确定了单层石墨烯中太赫兹放大的合适条件。它示出，在石墨烯中发生放大的温度高达室温和中等泵浦强度时，在电信波长$λ=1.5~\mathrm{μm}$泵浦。此外，石墨烯的放大性能进行了评估和讨论，在温度低至$T=77~\mathrm{K}$和泵浦强度$I=300~\mathrm{mW/mm^2}$调查石墨烯和等离子体裂环谐振器（SRR）超材料之间的耦合。欧姆和介质损耗机制的贡献进行了研究，通过全波模拟。结果发现，开口环谐振器超材料的损耗可以通过石墨烯中的光受激放大来补偿。此外，它表明，由非对称开口环谐振器和光泵石墨烯组成的混合材料可以超过激光阈值条件，并可以发出相干太赫兹辐射在最小输出功率水平的$6 0~\mathrm{nW/mm^2}$。光泵石墨烯的使用非常适合于太赫兹超材料的损耗补偿，并为新型相干太赫兹源铺平了道路。
2013-12-10 physics.optics
Yellow diode-pumped lasing of femtosecond-laser-written Dy,Tb:LiLuF4 waveguide
首次实现基于掺镝材料的黄色波导激光，通过飞秒激光刻写技术获得高效率和稳定输出。
2024-12-10 physics.optics
An integrated diamond Raman laser pumped in the near-visible
利用高Q值金刚石微谐振器（Q > 300，000）与高功率直写掺杂玻璃波导的接口，我们在近可见光泵浦的集成平台中演示了拉曼激光器。在120 mW泵浦功率下，拉曼激光阈值低至20 mW，斯托克斯功率超过1 mW。斯托克斯发射在875 nm波长附近的150 nm（60 THz）带宽上调谐，对应于中心频率的17.5%。
2017-12-12 physics.optics
Polarization features of optically pumped CdS nanowire lasers
高质量的CdS纳米线悬浮在空气中的光泵浦低于和高于激光阈值。改变泵浦激光的偏振，同时以“迎面”测量几何形状监测纳米线端面的发射。当入射电场极化方向平行于纳米线轴线时，泵浦光的吸收效率最高，吸收效率最高。这种偏振依赖性，这是观察到以上的激光阈值和放大的自发发射的制度，是由平行偏振光泵浦的增强吸收。测得的斯托克斯参数的纳米线发射揭示，由于激光的偏振度迅速增加，从约15%到85%的发病。纳米线激光发射的斯托克斯参数和偏振度都与激发偏振无关。因此，横向激射模式不受泵浦束的偏振的显著影响，尽管对于平行于纳米线轴的激发偏振，具有光学增益的供应显著增强。
2015-03-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Low-threshold optically pumped lasing in highly strained Ge nanowires
将高效、小型化的IV族激光器集成到CMOS架构中是实现全功能光子集成电路的关键。尽管几年的进展，然而，所有的IV族激光器报道，迄今为止，表现出不切实际的高阈值，由于其不利的能带结构。高应变锗的能带结构发生了根本性的变化，已经成为一种潜在的低阈值增益介质，但还没有任何成功的演示激光从这个看似有前途的材料系统。在这里，我们展示了一个低阈值，紧凑的IV族激光器，采用锗纳米线下的1.6%的单轴拉伸应变作为增益介质。应变锗中放大的材料增益可以充分克服83 K时的光损耗，从而首次观测到光泵浦阈值密度约为3.0 kW cm^-^2的多模激光。我们的演示为光子集成电路的IV族激光器开辟了新的视野。
2017-08-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrically pumped semiconductor laser with low spatial coherence and directional emission
我们设计并制作了一个片上激光源，它能产生具有低空间相干性的定向光束。激光模式基于稳定腔中的轴向轨道，具有良好的方向性。为了减少发射的空间相干性，通过微调腔的几何形状来最大化横向激射模式的数量。退相干在几纳秒内达到。这种快速的退相干将有助于在超快无散斑全场成像中的应用。
2020-12-24 physics.optics
Electrically driven random lasing from a modified Fabry-Perot laser diode
随机激光器（RL）是一种有趣的器件，在成像、传感、超分辨率光谱分析和复杂网络工程等领域具有广阔的应用前景。RL可以从光泵浦染料、光纤和晶体或电泵浦半导体异质结构获得。半导体RL通常通过在有源层中引入散射缺陷来制造，这增加了制造过程的复杂程度，并且失去了无序结构可能提供的易于实现性。电泵浦RL的现成可用性，避免了昂贵的制造方法，将促进这些设备在研究和应用中的使用。在这里，我们实现了一个非相干半导体RL通过简单地处理现成的法布里-珀罗激光二极管的输出镜，通过控制激光烧蚀。由完整的后镜和烧蚀的前镜提供的光反馈导致具有低空间相干性和散斑输出发射轮廓的多模随机激光。
2021-05-25 physics.optics
Solar-pumped Radiation-balanced Laser
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学）
本文提出一种结合太阳泵浦和球形聚焦器的稀土激光器，实现辐射平衡和高效能量转换，提升输出功率和可持续性。
2026-05-14 physics.optics
Observation of parity-time symmetry in electrically pumped FP laser
宇称-时间（PT）对称性是激光器（主要是微环形激光器）获得单模运转的一种新方法。在这项研究中，我们提出并实验证明了一个电泵浦PT对称法布里-珀罗（FP）激光器，它可以与模式选择工作。该激光器可以实现PT对称的条件下，通过电气操纵的增益和损耗之间的相互作用，在两个FP谐振腔。在1574.6nm处获得了单模激光输出，边模抑制比为20.81dB。
2020-11-19 physics.app-ph physics.optics
Room-temperature continuous-wave operation of organometal halide perovskite lasers
溶液处理的有机-无机卤化铅钙钛矿最近已经成为可调谐半导体激光器的有前途的增益介质，并且已经成为与无机III-V族半导体竞争的芯片级激光器的材料候选者。虽然室温下的电泵浦激光是最终目标，但迄今为止尚未实现室温下的光泵浦连续波激光，这是激光二极管的先决条件。在这里，我们报告激光作用在硅衬底上的表面发射分布反馈甲基铵碘化铅（MAPbI 3）钙钛矿激光器，在室温下连续波光泵浦，在周围的空气环境。这种出色的性能是通过13 W/cm 2的超低激光阈值实现的，这是通过热纳米压印光刻实现的，该光刻直接将钙钛矿图案化为具有大模式限制的高Q腔，同时改善钙钛矿发射特性。我们的研究结果代表了实现钙钛矿激光二极管的重要一步，这是必不可少的，在未来的钙钛矿激光器插入到光子集成电路，在光学计算，传感和片上量子信息的应用。
2018-06-26 physics.app-ph physics.optics
Low-threshold vortex lasing in three-dimensional cavities via flatband bound states in the continuum
Nanjing University（南京大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
该研究基于PC-GL-DBR异质结构，利用连续谱中的平带束缚态实现低阈值电泵浦矢量涡旋激光，为集成结构光源与拓扑光子学提供了可行方案。
2026-09-03 physics.optics
Environmentally Stable Room Temperature Continuous Wave Lasing in Defect-passivated Perovskite
金属卤化物钙钛矿已经成为光子集成电路（PIC）中片上激光器的有前途的增益材料。然而，在室温下光泵浦下稳定的连续波（CW）激光行为-电泵浦激光的先决条件-尚未得到证明。为了实现稳定的CW操作，我们引入了多种策略，包括CH 3 NH3 PbBr 3（MAPbBr 3）薄膜的形态，结构和界面工程，以提高钙钛矿的本征稳定性，以及高质量的腔设计，以降低操作功率。我们首次证明，超过90分钟长的绿色连续激光与9.4 W/cm 2阈值从聚碳酸酯（PC）的缺陷钝化，直接图案化MAPbBr 3二维光子晶体（PhC）腔没有任何衬底冷却。我们还展示了我们的方法对MAPbBr 3电激励下的性能的有效性：我们观察到通过将我们的策略应用于MAPbBr 3 LED，电流效率提高了七倍。这项工作为在钙钛矿中实现电泵浦激光铺平了道路。
2019-09-24 physics.optics
Random lasing actions in self-assembled perovskite nanoparticles
溶液型钙钛矿纳米粒子由于在光伏和光电子器件中的应用，在过去的几年中得到了广泛的研究。在这里，基于溶液基钙钛矿和随机激光器之间的共同点，我们研究了自组装钙钛矿纳米颗粒中的无镜激光作用。在从溶液合成之后，已经从光泵浦钙钛矿观察到离散的激光发射峰，而没有任何明确的腔边界。所获得的随机激光的品质（Q）因子和阈值分别为500和60 μ J/cm 2左右。这两个值都与具有多边形腔边界的常规钙钛矿微盘激光器相当。通过对激光光谱和荧光显微镜图像的研究，认为激光作用是随机增益介质中强多次散射产生的随机激光。除了传统的单光子激发外，由于钙钛矿的强非线性效应，双光子泵浦随机激光器也首次被证明。我们相信这项研究将在低成本相干光源和生物医学检测中找到其潜在的应用。
2015-12-23 physics.optics
Low-threshold lasing of optically pumped micropillar lasers with Al$_{0.2}$Ga$_{0.8}$As/Al$_{0.9}$Ga$_{0.1}$As distributed Bragg reflectors
本文设计并制备含20% Al的低吸收DBRs光泵浦量子点微柱激光器，利用700–820 nm透明泵浦窗口将阈值从363.5 μW降至12.8 μW。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Resonantly pumped bright-triplet exciton lasing in caesium lead bromide perovskites
令人惊讶的是，最近在卤化铅钙钛矿中观察到高度发射的三重态，这说明了与其他半导体相比，它们的数量级更亮的光学信号和高量子效率。这使得它们在未来的光电应用中具有吸引力，特别是在明亮的低阈值纳米激光器中。虽然非共振泵浦激光从所有无机铅卤化物钙钛矿现在是一个有吸引力的途径，可扩展的低功率激光源的纳米光电子学，在这里，我们展示了一个共振光泵浦方案的快速三重态CsPbBr3纳米晶体。该方案使我们能够实现偏振三重态激光源，大大提高了一个数量级的相干信号，同时抑制非相干的贡献。结果是具有高度吸引人的技术特性的源，包括明亮和偏振的信号，以及可以被过滤以增强光谱纯度的高受激自发发射信号对比度。发射是通过选择性泵浦纳米晶体中玻尔半径约10 nm的弱限制激子态产生的。在具有四重对称性的纳米晶体中，激子的精细结构是由能量分裂引起的。我们使用线性偏振器来解决两个折叠的非简并的三重态激子的子级，并使用光致发光激发光谱来确定的状态的能量之前，它共振泵浦。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Lasing in $\mathrm{Si}_3\mathrm{N}_4$-organic hybrid (SiNOH) waveguides
在可见光波长范围内工作并且可以容易地与光子集成电路一起集成在芯片上的激光器对于生物光子应用特别感兴趣。我们提出了一类新的激光源，发射波长为600 nm，可以有效地集成在$\mathrm{Si}_3\mathrm{N}_4$平台上，使用低成本的制造技术。$\mathrm{Si}_3\mathrm{N}_4$ -有机混合激光器从顶部光学泵浦，而不需要精确对准。研究了基于螺旋环形腔和分布反馈腔的激光器几何结构。我们讨论了激光的性质，重点是它们在生物科学领域的应用。
2019-08-30 physics.app-ph physics.optics
Thermal lensing measurements of Ti: Sapphire crystal pumped at 80 MHz picosecond pulses by Shack-Hartmann wavefront sensor
当泵浦光聚焦到激光晶体上时，激光晶体中的热透镜效应占主导地位，从而引起局部加热效应。当晶体具有非均匀温度分布时，观察到的空间折射率变化。实验中采用中心波长为532 nm、重复频率为80 MHz、平均泵浦功率为25 ps的脉冲泵浦布儒斯特切割钛宝石晶体，通过衰减器控制泵浦功率，实现了晶体的热透镜效应。首先在~293 K温度下测量了热透镜效应，然后在~40 K温度下测量了热透镜效应。利用HASO 4夏克-哈特曼波前传感器，计算并测量了不同平均泵浦功率下的热透镜效应。
2019-04-25 physics.ins-det physics.optics
High gain backward lasing in air
对分子间隙探测的需求促使了远程泵浦、高增益空气激光器的发展，该激光器在反向方向上产生激光，并且可以在光束返回时对空气进行采样。用聚焦紫外激光泵浦后，在近红外波段获得了高增益。泵浦机制是氧分子的共振双光子解离和氧原子碎片的共振双光子泵浦。来自毫米长度聚焦区的高增益导致在前向和后向方向上同样强的激光发射。使用先前的激光火花解离实现进一步的后向放大。
2010-11-30 physics.optics
Polarization properties of laser-diode-pumped micro-grained Nd:YAG ceramic lasers
详细研究了不同微片腔结构下激光二极管泵浦（LD泵浦）微晶粒陶瓷Nd：YAG激光器的偏振特性。在外腔方案中观察到稳定的线偏振单频振荡，其偏振方向与LD泵浦光的偏振方向一致。然而，在薄片激光器计划与涂层反射端的情况下，椭圆偏振的单频操作发生在低泵浦功率制度和动态不稳定性出现，具有自感反相位调制之间的反向旋转的圆偏振组件具有略有不同的激射频率，随着泵浦功率的增加。
2008-04-28 physics.optics
Lasing from single, stationary, dye-doped glycerol/water microdroplets located on a superhydrophobic surface
我们报告激光发射从单一的，固定的，罗丹明B掺杂的甘油/水微滴位于超疏水表面。在实验中，一个脉冲，倍频Nd：YAG激光器工作在532 nm作为激发源。微滴的直径范围从几微米到20微米。在染料发射光谱的红移部分实现了激光发射，阈值能量密度低至750 J/cm 2。当微滴被泵浦到阈值以上时，观察到光漂白。在某些情况下，还观察到多模激光，并归因于属于不同回音壁模式的两个模式的同时激光。
2007-05-17 physics.optics
Low-spatial coherence electrically-pumped semiconductor laser for speckle-free full-field imaging
激光源的空间相干性由于相干伪影（诸如散斑）而限制了它们在并行成像和投影中的应用。相比之下，传统的非相干光源（诸如热源或发光二极管（LED））提供每独立空间模式相对低的功率。在这里，我们提出了一个芯片级，电泵浦半导体激光器的基础上的一种新的设计，展示了高功率每模式与低得多的空间相干性比传统的激光源。激光谐振腔的制造与混沌，D形腔优化，以实现高度多模激射。激光在约1000个模式中同时且独立地发生，因此总发射表现出非常低的空间相干性。利用混沌腔激光器作为照明光源，实现了无散斑全场成像。样品照明的每种模式的功率比LED或热光源高几个数量级。这种紧凑、低成本的光源结合了LED的低空间相干性和激光的高光谱辐射率，可以实现广泛的高速、全场成像和投影应用。
2014-10-05 physics.optics
An electrically pumped topological polariton laser
本研究利用垂直谐振腔极化激元微柱晶格构建拓扑Su-Schrieffer-Heeger缺陷，通过电激发p-i-n掺杂结构实现了拓扑缺陷的极化激元激光，验证了其拓扑特性保留与弱耦合区高效激射，推动了应用型拓扑激光器的发展。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Waveguiding-assisted random lasing in epitaxial ZnO thin film
采用脉冲激光沉积法在c-蓝宝石衬底上生长了氧化锌薄膜。表面发射光谱的泵浦功率依赖性，使用四倍266 nm激光器获得，揭示了室温下的受激发射（阈值为900 kW/cm 2）。时间相关的光谱分析加上增益测量的单发，侧发射，用氮激光器泵浦的光谱显示随机激射指示存在的自形成的激光腔。有人建议，在外延系统，而不是无序散射元素的三维配置中的随机激光，是由于在薄膜中的波导。波导使光在随机形成的闭环内被放大，闭环充当激光腔。
2013-06-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Lasing without population inversion in air
天空中的无腔激光器可能会导致大气科学光学遥感的革命性改进。氮分子在空气中含量丰富，是这种激光器的活性介质的主要候选者。氮分子，无论是中性或单离子化，表现出显着的光学增益在紫外制度时，由强烈的飞秒激光泵浦。尽管有许多工作，这种激光的物理起源仍然不清楚。在这里，我们提供了一个一致的解释，所有的实验事实，通过引入一个概念，从量子光学领域：瞬态激光无反转。我们的实验和模拟确定了氮离子激光系统中宏观相干性的关键作用，而不是粒子数反转。操纵宏观相干性提供了一个新的水平的控制氮空气激光，并提供了新的前景，产生非常短的波长激光粒子数反转是难以实现的。
2019-12-03 physics.optics
Continuous-wave Cascaded-Harmonic Generation and Multi-Photon Raman Lasing in Lithium Niobate Whispering-Gallery Resonators
我们报道了在毫米级的锂酸盐回音壁谐振腔中，在与激光兼容的红外波长泵浦下，连续波级联谐波产生和拉曼激光的实验演示。通过回音壁谐振腔中的多次再循环的强度增强和通过非均匀晶体极化的准相位匹配使得能够同时级联谐波产生高达四次谐波，伴随着受激拉曼、双光子、三光子，和四光子拉曼散射对应的分子振动波数632 cm-1和255 cm-1的z-在低至200 mW的泵浦功率水平下切割锂离子电池。我们演示了同时级联谐波产生和拉曼激光通过观察从谐振器的散射光的光谱，并通过捕获的图像的去耦光从谐振器上的彩色CCD相机。
2011-10-19 physics.optics
NV$^{-}$ Diamond Laser
首次在光泵金刚石样品中实现了NV $^{-}$中心的激光发射。使用纳秒训练的150 ps 532 nm激光脉冲来泵浦样品。激光脉冲的中心波长为720 nm，谱宽为20 nm，脉宽为1 ns，总能量约为10 nJ。在泵浦-探测方案中，我们研究了高功率激光脉冲泵浦金刚石晶体时，由于NV $^{-}$电离和NV $^{0}$浓度增长引起的激光条件和增益饱和。
2021-03-05 physics.optics
Nondegenerate two-photon lasing in a single quantum dot
本文提出在双模微腔中利用单个半导体量子点实现双模双光子微激光器，通过低温相干泵浦抑制单光子激射并增强双光子激射，还探讨了双光子共振泵浦产生稳态双模纠缠态。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
From Single to Multi Mode Lasing: The role of materials revealed in optical simulations
对不同材料制成的、外接固体激光器泵浦的胆甾相液晶（CLC）薄膜激光器的比较研究表明，CLC薄膜的激光行为（从选择反射带边的单模到多模激光）与其表面形貌和微结构有着显著的关系。所研究的材料属于两类：低摩尔质量液晶和聚合物。结果表明，个别手性域的取向和螺距的波动有助于显着的材料所显示的激光类型。不同的方式准备CLC细胞，导致主要是一种类型的激光进行了讨论。在产生单模和多模激光的螺距和畴取向的变化的重要性是合理的激光在多层样品的光学模拟（4x4矩阵法）。
2021-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Hot phonon effects and suppressed Auger recombination on 3 $μ$m room temperature lasing in HgTe-based multiple quantum well diodes
本研究提出能带结构经设计可抑制俄歇复合的HgTe基多量子阱电抽运激光二极管，建立考虑热声子的模型，预测其室温下可实现约3 μm波长激光发射，100纳秒脉冲输出功率可达600 mW。
2022-04-27 physics.optics
Room temperature electrically pumped topological insulator lasers
拓扑绝缘体激光器是近年来出现的一种新型激光器阵列，它通过合成规范场实现相位锁定。这些单频光源阵列在拓扑非平凡光晶格的空间扩展边缘模式中操作。由于拓扑模式对扰动和缺陷的固有鲁棒性，因此与其拓扑上微不足道的对应物相比，此类拓扑绝缘体激光器往往表现出更高的斜率效率。到目前为止，磁性和非磁性光泵浦拓扑激光器阵列以及电泵浦TILs，是在低温下工作已经证明。本文介绍了第一台室温电泵浦拓扑绝缘体激光器。该激光器阵列使用模拟光子的量子自旋霍尔效应的结构，产生电信波长的光并呈现单频发射。我们的工作有望导致激光科学和技术的进一步发展，同时开辟拓扑光子学的新的可能性。
2021-05-24 physics.optics
Nanoscale Mirrorless Superradiant Lasing
该研究预测了密集纳米级原子发射体在无光学谐振腔条件下，通过偶极-偶极耦合实现集体超辐射激光，并发现非泵浦原子比例可显著增强辐射并窄化谱线，为极简光学频率参考提供新方案。
2025-09-25 physics.optics quant-ph
Semiconductor ring laser frequency combs with active directional couplers
法布里-珀罗量子级联激光频率梳的快速发展使其从实验室设备转变为下一代快速分子光谱仪的关键部件。最近，自由运转的环形量子级联激光器允许产生新的频率梳状态诱导的相位湍流。在没有有效的光输出耦合的情况下，环形量子级联激光器不适合应用，因为它们的功率输出限于微瓦级。在这里，我们展示了电泵浦环形量子级联激光器与集成有源定向耦合器。这些器件产生自启动频率梳，在室温下输出功率超过10毫瓦。我们研究了低于激光阈值的环形波导谐振器系统的传输，这揭示了单独控制耦合谐振器中的模式指数，它们的品质因数和耦合系数的能力。当环形谐振器被泵浦到高于激射阈值时，腔内单向单模场参数地放大调谐到环形谐振之一的外部注入信号，通过四波混频产生空闲边带。将外部光信号注入到集成激光腔中的能力使环形半导体激光器中的频率梳状态的相干控制达到了目标。此外，可调谐耦合有源谐振器泵浦激光阈值以下，使一个通用的平台，从强耦合到宇称时间对称性破缺的谐振电磁效应的研究。
2022-06-08 nlin.PS physics.optics
Lasing from a Quantum-Dot-Like Buried Heterostructure in an InP Nanobeam Cavity
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton - Center for Nanophotonics, Technical University of Denmark（纳米光子学中心）
研究报道了在InP纳米光子晶体波导中，尺寸为(107nm)^2的埋藏异质结实现激光，探讨了异质结尺寸对激光阈值的影响，展示了量子点尺度埋藏异质结作为纳米光子激光确定性可扩展增益介质的潜力。
2026-07-15 physics.optics
Two-photon pumped lead halide perovskite nanowire lasers
溶液法制备的卤化铅钙钛矿在太阳能电池和微激光器中显示出非常光明的前景。最近，钙钛矿的非线性开始引起相当大的研究关注。二次谐波产生和双光子吸收已被成功地证明。然而，基于非线性的钙钛矿结构的微纳激光器等器件还没有出现.在这里，我们展示了来自钙钛矿纳米线的双光子泵浦纳米激光。采用一步溶液自组装法合成了钙钛矿型纳米线CH3NH3PbBr3，并将其分散在玻璃衬底上。在800 nm光激发下，在546 nm附近成功地观察到了具有周期性峰值的双光子泵浦激光效应。获得的双光子泵浦纳米激光器的品质因子约为960，相应的阈值约为674？J= cm 2。Q因子和阈值都与二维多边形微孔板中的传统回音壁模式相当。我们的研究是首次在钙钛矿纳米线中实现双光子泵浦的纳米激光。我们相信这一发现将极大地拓展钙钛矿在光限幅、光开关、生物医学成像等低成本非线性光学器件中的应用。
2015-10-14 physics.optics
A self-injected, diode-pumped, solid-state ring laser for laser cooling of Li atoms
基于Nd：YVO $_4$环形腔二次谐波激光器，我们研制了一台用于激光冷却锂原子实验的固体光源。单向激射，一个改进的模式选择，和一个高输出功率的环形激光器是通过弱耦合到一个外腔，其中包含单频操作所需的损耗元件。连续频率调谐是通过同时控制内、外腔中的两个PZT来实现的。该光源已被用来捕获和冷却费米锂原子进入量子简并制度。
2015-04-09 physics.atom-ph physics.optics
Broadband Continuous Spectral Control of a Single Wavelength Polymer-Based Solid-State Random Laser
本文通过温度控制实现了基于DCM掺杂PMMA染料的固态随机激光器中单波长随机激光的光谱连续可调谐，利用空间泵浦整形获得低阈值单模激射，并基于折射率的温度诱导变化实现了8nm带宽的波长蓝移连续调谐。
2023-09-15 physics.optics
Superfluorescent emission in electrically pumped semiconductor laser
报道了电泵浦InGaN/InGaN量子阱激光器中的超荧光发射。特别是，我们观察到的SF脉冲的峰值功率的超线性增长与注入电流脉冲的幅度增加，并将其归因于电子-空穴（E-H）辐射重组的合作配对。从放大的自发发射到超荧光再到激光的相变通过观察（i）峰值功率的突然增长伴随着光谱展宽，（ii）光谱形状为双曲正割包络，（iii）SF发射脉冲中心波长的红移得到证实。所观察到的SF发射的红移被证明是由间接合作X跃迁中的电子-电子对配对引起的。
2013-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Externally seeded backward lasing radiation from femtosecond laser filament in nitrogen gas
最近，S. Mitryukovskiy等人提出的实验证据表明，在337 nm处的后向受激辐射可以从由圆偏振800 nm飞秒脉冲泵浦的氮气中的等离子体细丝获得（Opt. Express，22，12750（2014））。在这里，我们报告说，这种反向受激辐射的种子脉冲的存在下，增强了16倍。这种增强的受激辐射可以是线性或圆偏振的，由播种脉冲决定，这与没有播种脉冲的ASE的非偏振性质不同。我们还测量了空间分布并估计了辐射的能量。这种播种效应明确地证实了等离子体细丝内氮分子的C3-Hu和B3-Hg态之间存在粒子数反转，并提供了一种可能的解决方案来控制这种后向受激辐射的性质。
2014-05-26 physics.optics
A Coupled Cavity Micro Fluidic Dye Ring Laser
我们提出了一个横向发射，耦合腔微流体染料环激光器，适合集成到芯片实验室微系统。微流控激光器已成功地设计，制造，表征和建模。谐振腔由两个等腰三角形反射镜包围的微流体通道形成。微流体激光器结构是使用光刻法在玻璃基板上的10微米厚的SU-8聚合物中限定的。微流体通道由玻璃盖密封，使用PMMA粘合剂粘合。激光器的特点是使用激光染料罗丹明6 G溶解在乙醇或乙二醇作为主动增益介质，这是通过微流体通道和激光谐振腔泵浦。染料激光器由脉冲倍频Nd：YAG激光器在532 nm处垂直于芯片平面光泵浦，并且观察到具有约55微焦耳/平方毫米的阈值泵浦脉冲能量通量的激光发射。激光是多模的，并且激光器具有耦合到集成聚合物平面波导中的可切换输出。通过改变染料/溶剂性质来调谐激光波长是可行的。
2004-11-23 physics.flu-dyn physics.optics
Optically Pumped AlGaN Double Heterostructure Deep-UV Laser by Molecular Beam Homoepitaxy: Mirror Imperfections and Cavity Loss
我们展示了第一个光泵浦的子300 nm紫外激光结构生长的等离子体辅助分子束外延单晶体氮化铝。用AlN/AlGaN异质结制备的边发射激光器结构具有多模发射，峰值增益在~284 nm。考虑到电注入连续波深紫外AlGaN激光二极管的目标，以及实现足够光学增益的固有材料挑战，激光二极管的光学腔损耗应最小化。我们推导出一个表达式来量化的影响，包括倾斜和表面粗糙度的法布里-珀罗腔的光学镜损耗的反射镜的缺陷。结果表明，光学缺陷损耗是端面粗糙度均方根值和端面倾斜角的超线性函数，并且与主激射模式的波长平方成反比。这突出了器件工艺优化的重要性，因为法布里-珀罗腔耦合到较低的波长。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Room-temperature Continuous-wave Lasing from Monolayer Molybdenum Ditelluride with a Silicon Nanobeam Cavity
单层过渡金属二硫属化物（TMD）提供了最有效的光学增益材料，并有可能使纳米激光器具有最小的增益介质和最低的能量消耗。但是基于TMD的激光演示到目前为止仅限于低温。在这里，我们展示了第一个室温下的激光操作在红外波长从一个单层的硅光子晶体纳米束腔的二碲化钼。我们的演示是通过一个独特的选择TMD材料与硅吸收以下的发射波长，结合高Q腔设计的硅纳米梁。在1132 nm的激光表现出在室温下泵浦的连续波激光，阈值密度为6.6 W/cm 2。0.202 nm的室温线宽是最窄的，相应的Q值为5603，这是TMD激光器观察到的最大值。该演示确立了TMD作为实用的纳米激光材料。硅结构为重要红外波长中的硅兼容纳米光子应用提供了额外的益处。
2017-01-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanophotonic enhanced two-photon excited photoluminescence of perovskite quantum dots
全无机CsPbBr 3钙钛矿胶体量子点最近已成为各种光电应用的有前途的材料，其中包括多光子泵浦激光。然而，这种多光子过程通常需要高辐照度水平。增强多光子吸收的一种策略是利用光子纳米结构的高局部光强度。本文研究了硅光子晶体平板上CsPbBr 3钙钛矿量子点的双光子激发光致发光。通过使用脉冲近红外激光束的光学共振的系统激发，我们观察到双光子泵浦的光致发光的增强超过一个数量级时，使用体硅膜相比。实验和数值分析允许将这些发现与纳米结构硅表面上的近场增强效应相关联。结果表明，一个有前途的方法，显着降低所需的辐照度水平的多光子过程中的应用，如低阈值激光，生物医学成像，照明和太阳能的优势。
2018-08-03 physics.optics
Ultra-low threshold, electrically pumped quantum dot photonic crystal nanocavity laser
高效、低阈值和紧凑的半导体激光器源正被研究用于高速通信、信息处理和光学互连中的许多应用。最好的边缘发射和垂直腔面发射激光器（VCSEL）具有大约100 \muA的阈值[1，2]，但是对于许多应用（特别是光学互连）来说，耗散太多的功率而不实用[3]。光泵浦的光子晶体（PC）纳米腔激光器代表了低阈值激光器的最新技术水平[4，5];然而，为了实用，必须开发电泵浦这些结构的技术。在这里，我们展示了一个量子点光子晶体纳米腔激光器在砷化镓由离子注入形成的横向p-i-n结泵浦。在高达150K的温度下观察到连续波激光。在50 K和150 K下观察到的阈值分别为181 nA和287 nA，这是在任何类型的电泵浦激光器中观察到的最低阈值。
2011-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Surface-Plasmon-Polariton Laser based on an Open-Cavity Fabry-Perot Resonator
近年来，人们对小尺寸激光器的开发越来越感兴趣，这些激光器在小体积传感和片上光通信中具有潜在的应用。表面等离子体激元是一种被限制在金属-电介质界面上的电磁模式，它提供了一种有效的途径，当与增益介质接触时被共振放大时，可以实现纳米尺度的激光发射。在这里，我们实现了可见光频率超窄线宽激光在室温下利用表面等离子体在一个开放的法布里-珀罗腔中传播形成的平坦的金属表面涂有亚波长厚层的光泵浦增益介质和正交约束的一对平坦的金属侧壁。低微扰传输配置采样的激光等离子体激元模式是通过一个渐逝耦合凹进的纳米缝，开辟了道路，高品质因数的折射率与开放腔相互作用的分析物的传感。
2016-10-12 physics.optics
Levitated droplet dye laser
我们提出的第一个观察，据我们所知，激光从悬浮，染料液滴。悬浮液滴通过计算机控制的皮升分配到驻超声波（100 kHz）的一个波节中而产生，液滴在该波节中被捕获。自由悬挂的液滴形成高质量的光学谐振腔。我们的750 nL激光液滴由溶解在乙二醇中的罗丹明6G组成，浓度为0.02 M。液滴在532 nm的光从脉冲，倍频Nd：YAG激光器的光泵浦，和染料激光发射的固定光栅光谱仪进行分析。通过这种设置，我们已经实现了可重复的激光光谱在可见光波长范围从610 nm到650 nm。悬浮液滴技术先前已成功地应用于单细胞水平的各种生物分析应用。结合激光液滴，这种高精度设置的能力在高灵敏度腔内吸光度检测中具有潜在的应用。
2006-05-18 physics.optics
Low threshold, room-temperature microdisk lasers in the blue spectral range
微腔谐振器内的InGaN基有源层提供了在蓝色光谱范围内的低阈值激光器的潜力。在这里，我们展示了光泵，室温下激光在高品质因数GAN微盘腔含有InGaN量子点（QD）的阈值低至0.28 mJ/cm 2。这项工作，第一次演示的激光作用，从GAN微盘腔与量子点在有源层，提供了一个关键的一步，实现低阈值的量子点和光学腔之间的有效耦合的光子器件的氮化物。
2012-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Gain measurement and low-threshold laser operation in non-doped thin films made of a small-molecule organic red-emitter
在高染料浓度下，小分子有机膜中的受激发射通常受到荧光猝灭的阻碍，特别是在光谱的红色区域。在这里，我们证明了在热蒸发的4-二（4 '-叔丁基联苯-4-基）氨基-4'-二氰基乙烯基苯的非掺杂薄膜中在640 nm附近实现了高净增益（高达50 cm-1），这使得这种材料适用于绿光泵浦的单模有机激光器，具有低阈值和优异的稳定性。在DBR谐振腔结构中，以及在高泵浦强度下的随机激射形式下，激光效应得到了证实。
2009-07-15 physics.optics
Quantum noise of white light cavity using double-pumped gain medium
激光干涉引力波探测器采用法布里-珀罗腔来提高其峰值灵敏度。然而，这是以降低它们的检测带宽为代价的，这源于光的传播相位延迟。首先由Wicht等人[Optics Communications 134，431（1997）]提出的“白光腔”概念是通过引入异常色散来规避这种限制，使用双泵浦增益介质来补偿这种相位延迟。本文从原子与光相互作用的哈密顿量出发，应用输入输出理论计算了系统的量子噪声。我们发现，除了与其他人注意到的参数放大过程相关的额外噪声，整个系统的稳定性条件构成了一个额外的约束。通过测量增益介质保持稳定（不激射）和静止的参数区域，我们发现散粒噪声限制灵敏度没有净增强。因此，要实现白光腔，还需要探索其他增益介质或不同的参数范围。
2015-01-07 physics.optics quant-ph
Theory of femtosecond strong field ion excitation and subsequent lasing in N$_2^+$
用波长为800 nm的飞秒激光脉冲泵浦空气或纯氮，在最近的实验中观察到了波长为391和428 nm的延迟无腔前向激射。产生激光的机制是非常有争议的。在这篇文章中，我们解释了延迟发射的存在下，同时耦合基态X $^2Σ_g^+$的单电离氮分子N $_2^+$的状态A $^2Π_u$和B $^2Σ_u^+$的长寿命偏振。中性氮分子在强激光场中的电离和随后的离子激发由布洛赫方程系统描述，该方程系统提供了在激光脉冲结束时处于基态和激发态A和B的离子分布。B-X跃迁波长处的延迟信号放大由麦克斯韦-布洛赫方程组描述，偏振耦合由弱激光后脉冲维持。两个制度的信号放大被确定：在低气压下的几个ps的持续时间和在高气压下的短（亚皮秒）信号的信号。理论模型与实验结果进行了比较。
2020-03-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Condensation of Thresholds in Multimode Microlasers
我们表明，从从头算激光理论，通过选择一个适当的空间泵浦分布，许多不同的空间模式的一个典型的微激光器可以打开在相同的泵浦能量，大大增加了数量，N，同时激射模式。当系统被均匀泵浦到第N个模阈值时，可以简单地从空间相关的饱和增益分布的知识获得最佳泵浦分布。我们通过将其应用于二维扩散随机激光器和微盘激光器来检验这个一般结果。在合理的泵浦功率下实现高度多模激光发射对于降低激光源的空间相干性是有用的，使得它们适合用于无斑点成像和其他应用。
2016-07-27 physics.optics
