Energy focusing inside a dynamical cavity
本文研究了腔体内实标量场的精确经典解，腔体的运动由场自身的压强自洽决定。我们发现，无论系统参数，长时间的解决方案总是成为非绝热和字段的能量集中到狭窄的峰值，我们解释通过一个简单的机械系统。我们指出量子化理论的影响。
2000-08-16 nlin.PS physics.optics
Photonic Crystal Nanobeam Cavity Strongly Coupled to the Feeding Waveguide
提出并实验验证了一种确定性设计的波长尺度模体积光子晶体纳米梁腔。利用这种方法，设计了Q>10^6和谐振透射率T>90%的腔。在Si中制造并用低折射率聚合物覆盖的器件具有Q= 80，000和T= 73%。据我们所知，这是在确定性设计的波长尺度高Q腔中测得的最高透射率。
2010-02-07 physics.optics quant-ph
Strain tuning of a quantum dot strongly coupled to a photonic crystal cavity
我们演示了强耦合到光子晶体腔的量子点的可逆应变调谐。我们观察到的平均红移为0.45 nm的量子点位于腔膜内，实现与电场为15 kV/cm施加到压电致动器。利用这种技术，我们证明了在强耦合机制下，量子点与光子晶体腔发生共振的能力，从而产生了明显的反交叉。裸腔共振对应变的敏感性低于量子点，并且在最大施加电场下仅偏移0.078 nm。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strongly coupled single quantum dot in a photonic crystal waveguide cavity
嵌入在光子晶体波导中的腔为量子电动力学应用的耦合谐振器的大规模集成提供了一条有前途的途径。在这封信中，我们演示了一个强耦合系统形成的一个单一的量子点和这样的光子晶体腔。从沿光子晶体波导的面外散射信号的光致发光映射中清楚地识别出源自腔的谐振。通过温度控制将量子点激子调谐向腔模。在共振时观察到~ 140 \mueV的真空拉比分裂。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Resonant Tunneling Diodes Strongly Coupled to the Cavity Field
我们展示了嵌入在双金属腔中的谐振调谐二极管，与腔场强耦合，同时保持其电子特性。我们测量的极化激元色散，并找到一个相对真空拉比分裂为16%，这明确符合强耦合制度。此外，我们表明，电子输运有一个显着的影响，通过调制耦合强度的极化激元。电子输运和极化激子物理在我们的器件中的融合开辟了腔量子电动力学和集成光子学的新方面。
2020-04-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Non-reciprocal Cavity Polariton with Atoms Strongly Coupled to Optical Cavity
本文实验展示了多原子与法布里-珀罗腔强耦合的手性腔QED系统，通过极化原子内态打破时间反演对称性，在线性区实现单光子级超过30 dB的光学隔离，并验证了零磁场工作和隔离方向可重构性，非线性区还观察到非互易非经典统计。
2023-04-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Cavity-funneled generation of indistinguishable single photons from strongly dissipative quantum emitters
本文从理论上研究了置于光腔中的强耗散量子系统中不可分辨单光子的产生。计算了腔体发射光子的不可逆性程度与发射极-腔体耦合强度和腔体线宽的函数关系。对于一个受强纯退相的量子发射体，我们的计算表明，一个非常规的制度，高不稳定性，可以达到中等发射极腔耦合强度和高品质因数腔。在这种状态下，耗散量子系统的宽光谱被汇集到腔的窄线形中。相关的效率被发现大大超过光谱滤波效果。我们的研究结果开辟了在室温下工作的芯片上可扩展的不可分割的光子发射器件的道路。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nanofiber-induced losses inside an optical cavity
光学高精腔是一种众所周知的增强光与物质相互作用的手段。尽管在实现强耦合光物质系统方面取得了很大进展，但在腔模式中控制单个固体发射器的定位仍然是一个挑战。我们追求的想法是使用亚波长直径的纳米纤维作为这种发射器的基板。本文讨论了如何强烈的光学纳米纤维的影响腔模式的问题。我们分析了不同光纤直径的光纤位置对腔的精细度和模的形状的影响。
2021-07-12 physics.optics quant-ph
Coupling Light to Higher Order Transverse Modes of a Near-Concentric Optical Cavity
在近同心制度的光学腔具有近简并横模，在这个制度的紧聚焦横模，使强耦合与原子。这些特征为探索原子与光的多模相互作用提供了一个有趣的平台。在这里，我们使用一个空间光调制器（SLM）的形状的入射光束的相位匹配几个拉盖尔-高斯（LG）模式的近同心光学腔。我们证明了耦合效率接近理论预测的单一LG模式和明确的组合，主要是由腔对齐的缺陷限制。
2020-10-27 physics.optics quant-ph
Influence of direct dipole-dipole interactions on the optical response of 2D materials in strongly inhomogeneous infrared cavity fields
本文研究了直接偶极-偶极相互作用对2D材料在强非均匀红外腔场中光学响应的影响，通过完整对角化系统哈密顿量，发现在极端场限制下包含该相互作用对正确捕捉光学响应至关重要，并提出判断条件方程。
2023-10-19 physics.optics quant-ph
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
Disorder-enhanced transport in a chain of lossy dipoles strongly coupled to cavity photons
我们研究了无序和光物质耦合之间的相互作用，通过考虑一个无序的一维链耦合到一个多模光学腔的损耗偶极子，通过微观推导的哈密顿量。这样一个系统，托管极化激子激发，可以在实验上实现在很大范围的平台下，强烈的光-物质耦合。通过分析我们系统的本征谱和驱动耗散输运性质，我们发现，在强耦合制度，增加无序导致几乎未耦合的暗态获得光子部分，使他们继承极化激元长程输运特性。至关重要的是，我们表明，这种无序增强的传输机制是越来越明显时，所考虑的偶极子是lossier。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Collective Multi-Photon Blockade In Cavity Quantum Electrodynamics
研究了单模腔中相干驱动原子的集体多光子阻塞效应。考虑两个原子与光腔的强耦合，我们证明了在光腔中可以同时观察到双光子阻塞和双光子反聚束，以及三光子阻塞和三光子反聚束。三光子封锁探测了双光子和三光子空间中的修饰态。在强耦合区，双光子和三光子阻塞强烈依赖于两个原子的位置。原子-腔耦合常数的不对称性为多光子阻塞开辟了新的途径，这也被证明是敏感的原子衰变和泵浦强度。由于原子的集体行为，本文的工作预测了许多新的量子统计特征，并可用于产生非经典光子对。
2017-03-07 physics.optics quant-ph
All-optical switching in a continuously operated and strongly coupled atom-cavity system
实验研究了超冷~（85）Rb原子在暗磁光阱（DMOT）中与光学法布里-珀罗腔耦合后的集体强耦合、光学双稳和全光开关。强耦合是通过测量弱同轴探测光束的真空拉比分裂（VRS）来建立的。测量了VRS对探测光功率的依赖关系，观察到了腔传输的双稳态。我们演示了使用自由空间离轴控制光束通过原子-腔系统的探测光束的传输控制，并表明使用微瓦控制功率可以在微秒的时间尺度内打开和关闭腔传输。设想该系统可作为一种工具，进行灵敏、现场和快速的测量。
2016-11-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Observation of Nonlinear Mode in a Cylindrical Fabry-Perot Cavity
本文报道了在圆柱形非线性法布里-珀罗腔中首次观测到的非线性模。从腔的建设，以及大的chi 3光学非线性由于共振激发Rb-85蒸汽的字段增强，允许非线性模式形成在低入射光功率小于毫瓦。观察到的模式发生的自聚焦和自散焦的非线性。
1999-10-01 physics.optics
Tunable Graphene Metasurface Reflectarray for Cloaking, Illusion and Focusing
我们提出了一种基于石墨烯的超颖表面，可以通过应用静电门控而不修改超颖表面的几何形状，在不同的操作机制之间进行主动调谐，例如异常光束转向和聚焦，隐身和错觉光学器件。通过将石墨烯纳米带（GNR）放置在介电空腔谐振器上来设计超颖表面，其中带中的几何等离子体共振与空腔中的法布里-珀罗共振之间的相互作用用于实现2个$π$相移。作为一个概念的证明，我们证明，波前的场反射从一个三角形的凸块覆盖的超颖表面可以通过施加电偏置，以便类似于裸平面和球形物体。此外，还示出了上述情况下的反射聚焦和反射方向的改变。
2017-12-12 physics.optics
High flux cold Rubidium atomic beam for strongly coupled Cavity QED
本文提出了一种能够产生高通量冷铷原子连续束的装置，用于强耦合区的腔QED实验。在干膜涂覆的蒸气室中通过铷吸气剂加载的2个$D^+$ MOT以1.5 × $10^{10}$原子/秒的速率进料次级移动糖蜜MOT（MM-MOT）。MM-MOT提供了一种速度可调的连续光束。然后将该光束引导通过280 $μ$ m腔的腰部，导致拉比分裂大于+/-10 MHz。在腔模式中存在足够数量的原子也使得能够在垂直于输入的偏振中分裂。腔处于强耦合状态，参数（g，$κ$，$γ$）/2 $π$等于（7，3，6）/ 2 $π$ MHz。
2012-08-01 physics.atom-ph physics.optics
Multiple polaritonic edge states in a Su-Schrieffer-Heeger chain strongly coupled to a multimode cavity
本研究针对与多模腔强耦合的偶极发射体二聚化链，通过积掉光子自由度重构为SSH模型变体，发现强耦合下带隙内边缘态并入极化子体带后，会形成多个具有高效边到边输运、宽频谱范围及强抗位置无序特性的极化子边缘态。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Non-planar femtosecond enhancement cavity for VUV frequency comb applications
外部无源飞秒增强腔（fsEC）被广泛用于提高非线性转换过程的效率，如高重复频率下的高谐波产生（HHG）。它们的性能往往受到光束椭圆度的限制，椭圆度是由倾斜入射到球面聚焦镜上引起的。我们介绍了一种新型的三维折叠的典型的平面蝴蝶结谐振器的几何形状，保证圆形的光束轮廓，保持线性偏振，并允许一个显着更紧密的焦点，以及一个更大的光束横截面上的腔镜的变体。该计划被应用于改善聚焦在钛：蓝宝石为基础的真空紫外频率梳系统，针对第五谐波约160 nm（7.8 eV）的低能量异构态的钍-229的高精度光谱。这在具有甚至更高种子和腔内功率的fsEC应用中也将是有益的，其中反射镜的损伤阈值成为主要关注点。
2016-01-11 physics.optics
Stable planar mesoscopic photonic crystal cavities
该研究利用介观光子晶体的自准直效应和高反射率平面PhC反射镜，构建稳定紧凑的类Fabry-Perot腔，并在5周期优化结构中实现超过10^4的Q因子。
2014-05-15 physics.optics
Cavity polariton optomechanics: Polariton path to fully resonant dispersive coupling in optomechanical resonators
半导体纳米结构中的共振光弹耦合为光机械谐振器中强烈增强的光-声相互作用开辟了新的前景。然而，一个潜在的问题是当接近谐振时，由耗散引起的腔Q因子的降低。在这封信中，我们表明，光-物质过程中的腔极化激元调解克服了这一限制，允许一个强烈增强的光子-声子耦合没有显着的寿命减少强耦合制度。设想在PetaHz/nm范围内的巨大光机耦合因子，比由腔镜的机械位移产生的反作用大三个数量级。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Complete Coherent Control of a Quantum Dot Strongly Coupled to a Nanocavity
强耦合量子点-腔系统提供了一种具有良好量子光学应用前景的光-物质杂化态的非线性结构。本文研究了强激光脉冲与量子点-腔极化激元的相干相互作用。极化激元态的共振激发及其与声子的相互作用使我们能够观察到相干拉比振荡和拉姆齐条纹。此外，我们证明了基于量子比特的量子点-光子晶体腔的完全相干控制。通过控制双脉冲激励方案中的激励功率和相位，我们实现了对完整布洛赫球的访问。量子光学模拟与我们的实验结果吻合良好，并提供了深入了解退相干机制。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Focusing polychromatic light through strongly scattering media
我们展示了空间相干多色光通过强散射介质传输后的反馈优化聚焦，并描述了优化聚焦强度和初始远场散斑对比度之间的关系。使用具有基于相机或基于光谱仪的反馈的MEMS空间光调制器来执行优化。我们观察到，优化焦点的光谱带宽取决于反馈信号的特性。我们解释这种依赖性的样品传输的光谱模式的数量的修改，并介绍了一个简单的模型多色焦点增强，通过实验与校准的样品证实。
2013-04-24 physics.optics
Design and analysis of photonic crystal coupled cavity arrays for quantum simulation
我们在光子晶体平台上进行了耦合光腔阵列的实验研究。我们发现腔之间的耦合显着大于腔频率中制造引起的无序。满足这一条件是利用腔阵列产生强关联光子的必要条件，这在多体系统的量子模拟中具有潜在的应用价值。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity optomechanics with surface acoustic waves
我们报告的电光机械系统的发展的基础上的表面声波（SAW），其中具有大的光弹性敏感性的压电材料用于耦合的无线电波和光学光的SAW。在光域中，我们利用张量性质的光弹效应，以显示偏振依赖的光子SAW相互作用。本文讨论了用于耦合增强和光腔增强光子-声子散射的二维声表面波聚焦电路的结构。我们估计了系统的光机耦合率$g_0$，并讨论了未来的耦合强度的改善方向。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhancements to cavity quantum electrodynamics system
我们展示了腔QED实验装置的升级计划。该系统由一个光学腔和一个耦合到其模式的超冷$^{85}$ Rb原子系综组成。我们建议对两者进行改进。首先，我们记录了一个新腔的建造过程，计划的精细度为$\sim$ 20000。我们解决了在安装过程中保持反射镜完整性和改善隔振的问题。其次，我们提出了改进的冷原子源，以实现更好的光泵浦和控制的原子通量。我们考虑了2-D光学糖蜜原子束偏转，并显示计算机模拟结果评估的设计。我们还研究了全光学原子束聚焦的可能性，但发现它需要不合理的实验参数。
2011-08-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Blind focusing through strongly scattering media using wavefront shaping with nonlinear feedback
散射阻止光在混浊介质中聚焦。当局部形式的反馈可用时，可以通过波前成形技术来消除散射的影响。即使在不存在这种局部报告子的情况下，当反馈响应是非线性的时，波前成形也可以盲目地形成单个衍射限制焦点。我们开发并实验验证了一个模型，该模型准确描述了这种盲聚焦过程的统计数据。我们表明，最大化的非线性反馈信号并不总是导致形成一个焦点。使用我们的模型，我们可以计算出通过强散射介质盲聚焦光的最低要求。
2019-02-07 physics.optics
Demonstration of strong coupling of a subradiant atom array to a cavity vacuum
本研究实验证明，在未驱动高精细度腔中，冷原子阵列通过相消干涉实现亚辐射，强集体耦合导致真空拉比劈裂及显著偏振旋转，展示了强耦合真空场的独特效应。
2025-06-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Polaromechanics: cavity-magnon polaritons strongly coupled to phonons
本文提出一种新颖的极化力学混合系统，实现了极化激元与声子的三重强耦合，利用相干完美吸收将极化力学协同度提升至9.4×10^3，为多功能混合量子系统的构建和相干量子控制铺平了道路。
2025-05-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity dark mode mediated by atom array without atomic scattering loss
本文利用结构因子最大化的可配置原子阵列与环形腔强耦合，实现无原子散射损耗的腔暗模，并支持两光学模式高效转换、任意相移调控及单原子寻址。
2024-10-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Strongly Enhanced and Directionally Tunable Second-Harmonic Radiation by a Plasmonic Particle-in-Cavity Nanoantenna
二次谐波在非线性传感、显微镜和通信系统中具有重要的应用价值。当前设计的最大挑战之一是增强SH信号并同时以高方向性调谐其辐射方向。与以体偶极模式为主的线性等离子体散射相比，在加倍频率下的复杂表面诱导多极源设置了基本限制以控制来自金属纳米结构的SH辐射。在这项工作中，我们利用等离子体杂化机制与一个特殊的选择规则管理的SH辐射，实现高强度和可调方向的发射由金属粒子在腔纳米天线（PIC NA）。纳米天线建模与第一原理，自洽边界元法，它考虑了泵波的损耗。巨大的SH增强来自于小颗粒和大腔体之间的杂化间隙等离子体共振，该腔体用作聚光器和反射器。PIC-NA的中心对称性破缺不仅改变了间隙等离子体激元模式，增强了SH信号，而且使SH波重定向，具有单向发射。与现有文献相比，PIC-NA具有显著更大的SH转化效率。通过调整粒子的位置，辐射图案的主光束可以在宽角度上转向。
2016-11-15 physics.optics
Integrated optical force sensors using focusing photonic crystal arrays
机械振荡器是许多传感器应用的核心。最近，几个研究小组已经开发出了由高应力氮化硅薄膜制成的光学探测振荡器。它们表现出几个aN/Hz $^{1/2}$的出色力灵敏度，并且还可以制成高反射性，用于有效检测。光学读出通常需要复杂的实验设置，包括定位平台和庞大的腔体，这使得它们在实际应用中不切实际。在本文中，我们提出了一种基于带有光子晶体反射器的低损耗氮化硅机械谐振器构建完全集成的全光学力传感器的新方法。我们可以通过模拟一个纯粹由氮化硅制成的悬浮聚焦光子晶体来规避以前在稳定性和复杂性方面的限制。我们的设计可以实现全集成传感器，由集成完整Fabry-Pérot腔的单个模块构建而成，无需组装或对准。所提出的模拟将允许基于高Q氮化硅膜的传感器的彻底简化。我们的研究结果包括，据我们所知，第一次模拟的聚焦镜由机械悬挂的平膜与亚波长厚度。几百$μ$ m和mm之间的腔长度应该是直接可实现的。
2017-04-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Squeezing Classical Antiferromagnets into Quantum Spin Liquids via Global Cavity Fluctuations
ICFO--Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学与技术研究院）；The State University of New York at Buffalo（纽约州立大学布法罗分校）；Q-Block Computing Inc.（Q-Block计算公司）
通过全局腔体波动将经典反铁磁体转化为量子自旋液体，揭示了腔量子电动力学在诱导强相关量子物质中的潜力。
2025-12-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Non-invasive optical focusing inside strongly scattering media with linear fluorescence
散射介质内的非侵入式光学聚焦仍然是一个很大的挑战，因为非均匀介质散射入射光子用于聚焦和出射光子用于观察。已经报道了利用非线性荧光或超声的各种方法来解决这个困难。然而，这些方法的实施是复杂且非常昂贵的，因为必须采用超快激光系统或光声设备。在这里，我们展示了一种波前整形技术，仅使用线性荧光信号实现散射介质内的非侵入性聚焦（NiF）。利用线性荧光产生的非相干散斑的对比度和平均值作为反馈信号来优化输入波前。虽然增加散斑对比度使焦点更紧，增加散斑平均值增强强度，但在我们的两步优化中微调这两个因素的贡献是必不可少的。一个最佳的波前被发现同时实现微米焦斑大小（下至20微米直径）和高强度（超过100倍的增强）内的散射介质。我们的方法有望在生命科学中开辟一条新的途径，即用线性荧光剂聚焦、成像或操纵生物组织。
2020-02-04 eess.IV eess.SP physics.optics
