Multifunctional Control of On-chip Generated Photons by a Single Collective Mode in Monolithically Integrated All-Dielectric Scalable Optical Circuits
最近，我们提出了使用布置在元结构中的耦合介电谐振器的单个集体米氏模式，所述元结构被设计为同时增强发射速率、控制方向以及从嵌入式单光子源（SPS）发射的光子的传播[J. Opt. Soc. Am. B33（12），2414（2016）; J.Appl.Phys.120，243103（2016）]。在这里，我们扩展的分析，包括必要的额外的两个功能的光束分裂和控制梳的光子从两个不同的芯片上的干扰源。因此，所设计的系统的相同的单Mie模式在片上集成光学电路的不同空间区域中提供了所有所需的五种功能，从而能够完全控制用于经典和量子光学信息处理的光子干涉。讨论了适合这种片上可扩展集成的单光子源架构。
2018-09-14 physics.optics
Collective scattering from quantum dots in a photonic crystal waveguide
我们演示了激光从耦合到光子晶体波导的两个InAs量子点的散射，这是通过应变调谐点的光学跃迁到相互共振来实现的。通过测量调谐点共振前后透射激光的强度和光子统计，我们表明集体散射增强了非线性。除了提供一种操纵少光子光学非线性的方法外，我们的方法还为固态平台中的多发射器量子光学提供了新的机会。
2022-05-11 physics.optics quant-ph
Collective and synchronous dynamics of photonic spiking neurons
近年来，脉冲神经网络的非线性动力学作为理解大脑中可能的信息处理并将其应用于人工智能的一种方法引起了人们的极大兴趣。由于信息可以通过神经元的集体尖峰动力学来处理，因此尖峰动力学的精细控制是神经形态设备所期望的。在这里，我们表明，光子尖峰神经元实现成对的非线性光学振荡器可以控制产生两种模式的生物现实的尖峰动力学通过改变光泵的振幅。当它们耦合在一个网络中时，我们发现光子神经元之间的相互作用会导致泵浦幅度的有效变化，这取决于表征同步的序参量。实验结果表明，这种有效的改变会引起簇内神经元放电模式和放电率的自发改变，这种集体动力学可以用来实现求解NP难组合优化问题的高效算法.
2020-09-24 cs.ET nlin.AO physics.optics
Harnessing collective radiative phenomena on a photonic kagome lattice
本文通过实验研究光子 kagome 晶格，利用单个或同相、反相双格点激发控制集体辐射，实现局域态与准连续谱弥散态间的可控转变，为量子光学模拟和全光开关提供平台。
2023-10-31 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Connecting steady-states of driven-dissipative photonic lattices with spontaneous collective emission phenomena
最近的实验进展使得能够制造光子晶格，其中光以非平凡的能量色散传播。当与量子发射器连接时，这样的系统产生强烈的集体自发发射现象，例如完美的亚辐射，其中衰变到浴中被完全抑制，形成连续体中的束缚态。由于这种光子晶格通常是有损耗的，探测它们的另一种方法是相干地将它们驱动到稳定状态，从中可以提取光致发光。在这里，我们将这两种看似不同的情况之间的联系形式化，并使用这种直觉来预测一维和二维非平凡光子稳态的形成。特别是，我们表明，subradiant发射器配置的出现，稳态光本地化的驱动耗散设置，其中光功能相同的形式比自发形成的束缚态在连续。此外，我们还发现了导致相反行为的配置，即光的反局域化，也就是说，它分布在整个系统中，除了驱动激光器之间定义的区域。这些结果为最近报道的极化激元晶格中的光腔提供了理论依据，并可指导进一步的实验研究。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Mean-field electron-vibrational theory of collective effects in photonic organic materials: bistability
具有负介电常数和近零介电常数的有机磷材料可以很容易地制备，并且表面极化激元在材料/空气界面处的传播被证明。在此，我们发展了一个考虑集体效应的光子有机材料光致光学性质的平均场论。该理论描述了孤立分子的共振频率的红移，根据克劳修斯-莫索蒂洛伦兹-洛伦兹机制，以及与分子聚集成J-或H-聚集体有关的光谱的广泛变化。我们表明，H-聚集体的实验吸收光谱可以正确地描述，只有当一个考虑到这两种机制。用电子振动模型证明了凝聚相中有机物的电子响应。我们表明，使用具有长寿命的三重态T1的分子在激发单重态S1附近，并且快速的系间穿越S1->T1使我们能够减少观察薄有机膜的损伤阈值以下的双稳态所需的CW光强度。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Unidirectional and collective emission of integrated quantum emitters
针对自发辐射随机性导致单向发射难的问题，提出等频轮廓平直度指标与傅里叶变换分析评估光子晶体平板发射方向性，通过结构优化提升单发射器效率，并利用多发射器阵列协同效应实现强度放大与超辐射，实现时空相干性控制。
2025-09-16 physics.optics quant-ph
Programmable Non-Hermitian Synchronization of Light on a Silicon Photonic Processor
KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Vaasa（瓦萨大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
本文提出利用非厄密希耗散实现光子域内同步，通过硅光子处理器实现多模光场的集体态同步，同步速率和总光功率可独立编程，展示了耗散作为功能资源的应用。
2026-05-14 physics.optics
Millisecond optical coherence and strong collective coupling in an integrated telecom rare-earth photonic platform
Centre for Quantum Technologies（量子技术中心）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本研究将相干性优化的Er³⁺:CaWO₄晶体无粘合剂键合到电光可调薄膜铌酸锂微环谐振器，实现了电信波长下的强集体耦合、毫秒级相干性与原位光谱调谐，为可扩展电信量子网络提供了异质集成方案。
2026-08-11 physics.optics quant-ph
Asymmetric leader-laggard cluster synchronization for collective decision-making with laser network
The University of Tokyo（东京大学）
该研究通过定量稳定性分析探讨激光网络集体决策的关键结构，并以非对称领导者-滞后者集群同步扩展CMAB问题的实际应用能力。
2023-12-05 cs.LG nlin.CD physics.optics
Self-trapping of polychromatic light in nonlinear photonic lattices
研究了周期光子晶格中多频分量的集体非线性自作用对多色光束的动态整形，并预测了光谱间隙中光的局域化促进了多色离散孤子的形成。我们发现，新兴的多色间隙孤子的自陷效率和结构依赖于输入光束的光谱，由于晶格增强的色散，包括从本地化到衍射在离焦非线性介质中的交叉的效果。
2006-04-28 physics.optics
Spatiotemporally Interleaved Homodyne Photonic Tensor Core
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
提出一种基于薄膜铌酸锂平台的时空交错零差光子张量核心，通过集成零差光子矩阵与总线读出时间积分阵列，将光子矩阵运算所需的高速数模和电光转换硬件开销从O(n^2)降至O(n)，并采用正交纵横线独立路由数据与权重信号，消除固有光束组合损耗，实现可扩展的高带宽光子处理器。
2026-06-16 physics.app-ph physics.optics
Slow light enhanced correlated photon pair generation in photonic-crystal coupled-resonator optical waveguides
我们演示了硅光子晶体耦合谐振腔光波导中量子相关光子对的产生。利用高Q、小模体积的光子晶体腔的集体共振实现的慢光超模成功地提高了自发四波混频过程的效率。与无慢光效应的光子晶体线缺陷波导相比，光子对的产生率提高了两个数量级。
2013-04-03 physics.optics quant-ph
Exploiting the Photonic Non-linearity of Free Space Subwavelength Arrays of Atoms
本文研究亚波长原子阵列的内在光子非线性，提出利用双激发散射在一维阵列中制备单激发暗态并在平行阵列间实现纠缠，同时给出抑制质心涨落误差的方案。
2023-04-23 physics.optics quant-ph
Nanophotonic control of collective many-body states in Kerr solitons
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
研究通过纳米光子学控制Kerr微谐振腔中的集体多体光态，实现非平衡Mott绝缘体到超流相变，揭示多体物理在驱动耗散系统中产生集体态的作用。
2026-04-23 physics.optics
Broadband Waveguide-Coupled Photodetectors in a Submicrometer-Wavelength Silicon Photonics Platform
本文报道在代工厂制造的短波长硅光子学平台中单片集成的波导耦合光电探测器，两种变体覆盖400–955 nm，并实现高效率、低暗电流、18 GHz带宽及374 GHz增益带宽积。
2025-09-27 physics.app-ph physics.optics
Spectral-isolated photonic topological corner mode with a tunable mode area and stable frequency
本研究在二维光子晶体中提出并实验验证了兼具可调模式面积与稳定频率的谱孤立光子拓扑角模式，该模式由大面积均匀模式与带隙拓扑角模式杂交产生且具鲁棒性，推动高阶拓扑研究拓展至多晶格系统。
2024-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Collective super- and subradiant dynamics between distant optical quantum emitters
光子发射是光与物质相互作用的标志，也是光子量子科学的基础，为量子通信和计算提供了先进的光源。虽然单发射器辐射可以根据光子环境进行调整，但多发射器的引入扩展了这一图景。然而，一个根本的挑战是，辐射偶极-偶极耦合随着空间分离而快速衰减，通常在光波长的一小部分内。我们实现了远距离偶极-偶极辐射耦合与嵌入在纳米光子波导的固态光量子发射器对。我们动态地探测集体响应，并确定超辐射和次辐射发射以及通过适当的激发技术来控制动力学的手段。我们的工作构成了可扩展的量子信息处理的多发射器应用的基础一步。
2023-01-29 physics.optics quant-ph
Nonequilibrium transport and the fluctuation theorem in the thermodynamic behaviors of nonlinear photonic systems
本研究利用全计数统计理论分析非线性多模光子系统在正、负温区的粒子与能量非平衡输运，揭示环流效应并数值验证涨落定理。
2024-05-10 cond-mat.stat-mech physics.optics
Collective Excitation of Spatio-Spectrally Distinct Quantum Dots Enabled by Chirped Pulses
对于产生纠缠光子的可扩展光子器件，期望在可以被共同激发的系综中具有多个量子发射器，而不管它们的光谱可变性。对于量子点，拉比旋转，最流行的共振激发方法，不能保证一个通用的，高效的激发态制备，因为它的激发参数的敏感性。相比之下，依赖于啁啾光脉冲的绝热快速通过（ARP）不受量子点光谱不均匀性的影响。在这里，我们提倡ARP的鲁棒性，同时激发多个量子点的双激子态。对于正啁啾，我们发现，也有制度的声子优势，扩大了容忍范围的光谱失谐。使用相同的激光脉冲，我们证明了能量和空间上不同的量子点的同时激发。能够产生空间复用纠缠光子对是朝着光子器件的可扩展性迈出的一大步。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photonic Flatband Resonances in Multiple Light Scattering
本文提出光子平带共振概念，利用多重Mie散射理论证明短程与长程相互作用共同决定集体共振和平带形成，并预测其与电热点杂化可显著增强电偶极发射体的Purcell因子。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Experimental Realization of a Reflections-Free Compact Delay Line Based on a Photonic Topological Insulator
当介质的电磁特性在单个波长的尺度上变化时，通过非均匀介质传播的电磁（EM）波不可避免地散射。这种基本现象限制了光学结构的设计和相互连接。最近的理论工作表明，统称为光子拓扑绝缘体（PTIs）的电磁结构可以用来克服这一基本限制，从而为超紧凑的光子结构铺平了道路，不再需要波长尺度的平滑。在这里，我们提出了第一个实验演示的光子延迟线的基础上拓扑保护的表面电磁波（TPSWs）之间的两个PTIs，这是电磁对应的量子自旋霍尔拓扑绝缘体在凝聚态物质。与不受益于拓扑保护的传统的引导EM波不同，TPSW被示出为当绕尖锐弯曲的路径绕行时经历多波长无反射时间延迟，从而为紧凑且高效的波缓冲器和其他设备提供了独特的范例。
2016-02-21 physics.optics
Collective Radiative Enhancement of Rare-Earth Ions in Lithium Niobate via Engineered LargeArea Nanohole Arrays
Northwestern University（西北大学）
本研究通过在掺铥铌酸锂上制备亚波长金纳米孔阵列，实验实现了几何工程化的稀土离子集体辐射增强，为固态平台中宽带、可扩展的几何控制量子光学接口开辟了新途径。
2026-05-27 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Photonic bands and normal mode splitting in optical lattices interacting with cavities
本文研究原子-腔耦合系统，分别用开放 Dicke 模型和转移矩阵模型分析低、高光学密度下的简正模分裂及光子带隙，并提出其可用于见证 Wannier-Bloch 振荡。
2024-09-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Multifunctional all-dielectric nano-optical systems using collective multipole Mie resonances: Towards on-chip integrated nanophotonics
我们提出了一种分析的光学响应的一类芯片上集成的纳米光子系统，包括全电介质构建块为基础的多功能光操纵单元（LMU）集成量子点（QD）光源。使用构成单个结构单元LMU的电介质构建块（DBB）的偶极和高阶多极模式的集体Mie共振同时实现多个功能（诸如聚焦激发光、QD发射速率增强、光子引导和无损传播）。使用基于Mie理论的解析公式，我们证明了激发光的增强，同时从与基于DBB的LMU集成的QD发射器发射的光的引导和传播。量子点DBB集成结构可以作为构建经典和量子领域光信息处理纳米光学有源电路的基本元件。
2016-07-29 physics.optics
Hybridized/Coupled Multiple Resonances in Nacre
我们报告说，珍珠层（也被称为珍珠母），一个奇妙的纳米复合材料在自然界中发现，是一个丰富的光子纳米材料允许实验实现的集体激发和光放大通过耦合状态。三维复杂介质中的局域模式通常在频率和空间上是孤立的。然而，多个局部共振可以在珍珠层的多层纳米结构中混合，使得用于高效无序共振器的有效腔尺寸按比例增大。珍珠层中处于杂化态的局域模在频率上重叠，空间形状相似，从而被集体激发并协同放大。这些杂化态增强了光放大，导致在低激发能下稳定和规则的多模激光。通过模仿珍珠层来改善无序谐振器的简单性可以进一步作为开发具有成本效益的光子系统的平台，并为复杂介质的基础研究提供材料
2014-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonclassical Driven-Dissipative Dynamics in Collective Quantum Optics
本论文研究了集体光物质系统中的合作现象，通过双光子共振和分层绝热消除方法揭示了非线性合作效应，并发现频率分辨Purcell效应可稳定纠缠态，为量子传感和技术提供新途径。
2025-09-12 physics.optics quant-ph
Long-range optical trapping and binding of microparticles in hollow-core photonic crystal fibre
光学悬浮的微米和纳米粒子为研究宏观距离上的光子-声子相互作用提供了一个理想的场所。在这里，我们报告的观察远程光学绑定的多个微粒，介导的模间散射和干涉内的空芯光子晶体光纤（HC-PCF）的抽真空的核心。三个直径为1 μm的聚苯乙烯颗粒稳定地结合在一起，颗粒间距离约为40 μm，或比捕获激光波长长50倍。被束缚的粒子阵列可以沿着纤维来回移动超过厘米的距离。当抽真空到6 mbar气压时，可以观察到束缚粒子阵列的集体力学模式。所测得的粒子间的平衡和机械本征频率的距离支持一种新的分析形式主义建模的结合过程的动态。HC-PCF系统提供了一个独特的平台，用于在隔离良好和受保护的环境中研究悬浮粒子阵列的丰富光机械动力学。
2017-09-12 physics.optics
Airy Resonances in Photonic Crystal Superpotentials
本文在二维硅基光子晶体中观测到源于晶格常数线性变化的艾里共振，通过映射为含线性势的非厄米薛定谔方程，揭示了面外辐射导致的复数有效质量对集体光学响应的根本影响。
2025-10-08 physics.optics
Limit Cycles in a Photonic Dimer with Tuneable Non-Hermitian Interactions
Universität Bonn（波恩大学）；Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn（波恩大学应用物理研究所）；Kirchhoff-Institut für Physik（基尔霍夫物理研究所）
本文在光子二聚体中实验实现可调非厄米相互作用，发现其与相干隧穿共同稳定极限环，并绘制相图揭示Hopf分岔，验证了耗散相互作用可组织集体非线性动力学。
2026-09-09 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Lithium Niobate Metasurfaces
锂离子电池是一种多功能材料，被认为是最有前途的多用途光学元件和光子电路的平台之一。针对微型光学元件和系统，锂离子酸盐微结构已被证明具有几微米到几百微米的特征尺寸，如波导、光子晶体、微腔和调制器等。本文提出了在晶体锂离子酸盐薄膜上制备亚波长纳米光栅超颖表面，其具有进一步缩小具有新光学功能的光子器件的覆盖区的可能性。由于孤立脊共振之间的集体晶格相互作用，观察到不同的透射光谱共振，这可以通过改变结构参数进行调谐。此外，我们的超颖表面能够显示出由于结构共振和在可见光谱范围内的锂的固有高透明度而产生的高效透射结构色。我们的研究结果将为基于锂离子的新型超紧凑光子器件的研究铺平道路。
2018-10-29 physics.optics
Synchronization of silicon thermal-free-carrier oscillators
本文研究硅热自由载流子振荡器对外部激励的高度顺应性，证明其可用弱种子光同步至第16次谐波，并实现两个振荡器之间的稳健同步，为可扩展光子振荡器阵列的集体行为研究提供基础。
2023-05-02 physics.optics
Emulating the local Kuramoto model with an injection-locked photonic crystal laser array
仓本模型是描述耦合振子集体同步现象的数学模型。我们从理论上证明了耦合的光子晶体激光器的阵列模拟仓本模型与非延迟最近邻耦合（本地仓本模型）。我们的新策略采用间接耦合激光器之间通过额外的冷腔。通过在激光腔之间设置冷腔，避免了激光器之间的强耦合，实现了理想的互注入锁定，实现了有效的无延迟耗散耦合。首先，在讨论了激光振荡的极限环解释之后，我们通过数值模拟耦合模方程，证明了两个间接耦合激光的同步。其次，通过进行相位缩减分析，我们表明，在拟议的设备中的激光动力学可以映射到本地仓本模型。最后，我们简要地证明了一个链的间接耦合光子晶体激光器实际上模仿的一维本地仓本链。我们还认为，我们提出的结构，其中包括周期性排列的冷腔和激光腔，将最好地实现通过使用国家的最先进的掩埋多量子阱光子晶体。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall nlin.AO physics.optics
Topological Photonics
拓扑光子学是一个新兴的研究领域，利用几何和拓扑的思想来设计和控制光的行为。从凝聚态物质中量子霍尔效应和拓扑绝缘体的发现中汲取灵感，最近的进展表明如何设计光子的类似效应，从而导致光的鲁棒单向传播等显着现象，这些现象具有很大的应用前景。由于光子学系统的灵活性和多样性，这一领域也为实现奇异拓扑模型以及以新的方式探索和利用拓扑效应开辟了新的机会。本文综述了拓扑光子学在各种实验平台上的实验和理论发展，包括光子晶体、波导、超材料、腔体、光力学、硅光子学和电路QED。讨论如何改变光子系统的维数和对称性，允许实现不同的拓扑相位，并在理解拓扑结构与非厄米效应，如耗散的相互作用的进展进行了审查。作为一个令人兴奋的观点，拓扑光子学可以与光学非线性相结合，导致新的集体现象和新的强相关光态，如分数量子霍尔效应的模拟。
2019-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Fully symmetric controllable integrated three-resonator photonic molecule
光子分子可以用来实现复杂的光学能量状态和模式，类似于分子中发现的那些，具有对光谱工程和量子光学等应用有用的特性。期望使用高品质因数光子集成环形谐振器来实现光子分子，这是由于它们的窄的类原子光谱谐振、可调谐性以及缩放光子电路上的谐振器的数量的能力。然而，为了充分利用分子光谱复杂性和调谐自由度，谐振器结构在可扩展的集成平台中应在谐振器间耦合和谐振器-波导耦合以及独立谐振调谐和低功耗操作方面具有完全对称性。到目前为止，光子分子对称性已被限制到双腔和三腔的几何形状耦合到单或双总线，和共振调谐限于双谐振器分子。在本文中，我们展示了一个三谐振腔光子分子，由对称耦合的811万本征Q氮化硅环，其中每个环耦合到其他两个环。每个环的谐振和集体分子的谐振使用低功耗、单片集成的薄膜锆钛酸铅（PZT）致动器来控制，该致动器与超低损耗氮化硅谐振器集成。这种性能是在没有底切波导的情况下实现的，从而产生了PZT控制谐振器迄今为止的最高Q。这一进展导致在晶片级集成平台中完全控制复杂的光子分子共振光谱和分裂。由此产生的六个可调谐的超模可以完全控制，包括简并，位置和分裂以及设计的模型，可以准确地预测能量模式和透射光谱和可调谐共振分裂。
2021-05-22 physics.optics
Theoretical treatment of the interaction between two-level atoms and periodic waveguides
研究了光在周期波导中与二能级原子的耦合输运。利用光学布洛赫方程和光子模式理论，导出了囚禁在周期波导中的单原子散射矩阵的半解析表达式。推导是通用的，因为表达式适用于任何周期性光子或等离子体波导。它为研究周期波导中光子介导的多原子相互作用产生的集体效应提供了基本的基础。
2015-06-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Narrowband vacuum ultraviolet light via cooperative Raman scattering in dual-pumped gas-filled photonic crystal fiber
许多领域，如生物光谱学和光化学通常需要真空紫外（VUV）脉冲源，其特征在于窄线宽和在宽频率范围内可调谐。然而，大多数可用的VUV光源不能同时满足这两个要求，并且很少有真正紧凑，具有成本效益且易于非专业人员使用的光源。在这里，我们介绍了一种新的方法，可以很好地应对这一挑战。它是基于充氢空芯光子晶体光纤的同时泵浦两个光谱远脉冲。受激拉曼散射能够产生气体中集体分子运动的相干波，这与仔细的色散工程和对泵浦光的模态内容的控制一起，促进了两个单独的拉曼梳之间的合作，从而产生深入到VUV的光谱。使用该系统，我们证明了双拉曼梳的窄带线延伸到141 nm，仅使用100 mW的输入功率提供的商业固体激光器的产生。该方法可以使任何实验室都能够获得可调谐的VUV光，从而促进多个学科的许多研究领域的进展。
2020-06-10 physics.optics
Super spontaneous four-wave mixing in an array of silicon microresonators
复合光学系统可以表现出引人注目的集体动力学。例如，量子发射器合作衰变到共同辐射模式可以导致超辐射，其中系综的发射速率大于单个发射器的速率之和。在这里，我们报告的实验证据的超自发四波混频（超SFWM），一个类似的效果产生的光子对在一个参数的非线性过程中的集成光子器件。我们研究了这种现象在一个硅光子芯片耦合到总线波导的微谐振器阵列。我们测量了一个合作对产生率，总是超过个别谐振器的速率的非相干总和。我们调查这种集体行为背后的物理机制，澄清损失的影响，并解决我们的结果的基本和技术相关性方面。
2022-09-26 physics.optics quant-ph
Emergence of collective spectral features in finite arrays of dielectric rods
本文通过耦合偶极子近似建立解析模型，研究有限介电棒阵列中集体光谱特征的演化，并用全波数值模拟验证了模型结果。
2024-04-02 physics.class-ph physics.optics
Chiral emission of vortex microlasers enabled by collective modes of guided resonances
本文提出利用光子晶体平板中导模共振的集体模式，实现具有低阈值和单模特性的紧凑型手性涡旋微激光器，并通过偏振成像验证了实空间涡旋光场。
2024-07-23 physics.optics
Light-matter interactions near photonic Weyl points
当两个具有线性色散的三维光子带在一个动量点简并时，即外尔点，就会出现外尔光子。这些点有显着的属性，如鲁棒的拓扑单极的Berry曲率，以及相关的消失态密度。在这项工作中，我们报告了系统的理论研究的量子光学后果，这样的外尔光子。首先，我们分析了耦合到Weyl光子浴的单个量子发射器的动力学，作为其相对于Weyl点的失谐的函数，并使用微扰和精确处理来研究相应的发射模式。我们的计算显示了一个不对称的动力学行为时，发射器失谐远离外尔频率，以及不同的制度，高度准直的发射，最终转化为各种方向的集体衰变。此外，我们还发现在浴哈密顿量中加入交错质量项和跳跃项不仅丰富了观测到的唯象，而且增加了相互作用的可调谐性。最后，我们分析了两个发射器的情况下的动力学的相干和耗散组件之间的竞争，并推导出一个有效的相互作用自旋模型描述是有效的条件。
2020-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Attosecond tracking of light absorption and refraction in fullerenes
物质的集体响应是普遍存在的并且被广泛利用，例如在等离子体、光学和电子设备中。在这里，我们跟踪阿秒时间尺度的诞生集体激发在有限的系统，并发现在这个政权的独特的新功能。结合量子化学计算与量子动力学方法，我们计算了随时间变化的光吸收和折射的富勒烯，作为集体模式出现的指标。我们解释了数值计算的新的瞬态特性的分析模型，并指出超快光子和电子应用的相关性。提出了一种利用突现阿秒计量学测量预测效应的方案。
2012-06-29 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.optics
Strong coupling of ionising transitions
我们证明，电离过渡可以强烈耦合到光子共振。强耦合表现出一个狭窄的光学活性共振低于电离阈值的外观。这样的共振是由于电子过渡到由电子气与光子共振器的真空场的集体耦合产生的新的束缚态。将我们的理论应用到微腔嵌入掺杂量子阱中的束缚到连续跃迁的情况下，我们展示了如何利用这些强耦合特性作为一种新的旋钮来调节半导体异质结构的光学和电子特性。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strong Coupling of Light to Collective Terahertz Vibrations in Organic Materials
几年前，研究表明有机分子中的电子跃迁与共振光子结构之间的强耦合可以改变分子的电子结构并影响其化学行为。从那时起，这个新概念已经发展成为一个新的领域，称为极化激元化学，它采用强耦合作为控制材料性质和分子化学的新工具。这一领域进展的一个重要因素是最近证明了分子振动与中红外共振器的强耦合，这使得能够修改在材料的电子基态发生的化学过程。在这里，我们证明了第一次强耦合与集体，分子间振动发生在太赫兹频率区域的有机材料。使用一个可调的，开放的腔的几何形状，我们测量的时间演变和观察相干拉比振荡，对应于分裂的68 GHz和接近的超强耦合制度。这些结果将强烈的光-物质耦合纳入一类新材料，包括聚合物，蛋白质和其他有机材料，其中集体，空间扩展的自由度参与动力学。
2019-01-23 physics.optics quant-ph
Non-Hermitian dynamics and nonreciprocity of optically coupled nanoparticles
本研究利用可调非互易光学相互作用，研究两个悬浮纳米粒子的集体非厄米动力学，观察到宇称-时间对称性破缺和机械激射转变，开辟了非平衡多粒子集体效应研究新途径。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Role of Near-Field Interaction on Light Transport in Disordered Media
理解无序光子介质中的光-物质相互作用使人们能够操纵光散射，并利用看似混乱的介质实现令人兴奋的应用。随着散射粒子浓度的增加，它们在深亚波长尺度上有进入彼此近场的趋势。涉及无序和近场相互作用（NFI）之间相互作用的基本物理学仍然没有完全理解。我们从理论上研究NFI的作用，通过分析潜在的多重散射机制。我们发现，NFI导致了一个更强的集体行为涉及更多的粒子和扩大的光子赝带隙的无序介质。它还激发更弱的衰减的纵向模式，并导致更高的局域态密度。通过引入粘性短程序，我们证明了增强多次散射过程的离动量壳层非均匀性的可能性。我们的研究结果对理解和利用纳米尺度的光-物质相互作用来制造新型无序光子器件具有深远的意义。
2018-07-26 cond-mat.dis-nn physics.optics
