Long-path formation in a deformed microdisk laser
非对称谐振腔可用于形成比腔尺寸长得多的路径。我们证明了这种能力的变形微盘配备了两个线性波导，通过构建一个多反射周期轨道，该轨道是由变形微盘内的全内反射和耦合输出的两个线性波导。谐振模式分析表明，对应于周期轨道的模式具有高的品质因数。从测量的光谱和远场数据，我们证实，制造的设备可以形成一个路径约9.3倍的变形微盘的平均直径长。
2017-03-15 physics.optics
Demonstration of an erbium doped microdisk laser on a silicon chip
利用硅基片上的$\mathrm{SiO_{2}}$微盘谐振器实现了掺铒微激光器。无源微盘谐振器表现出回音壁型（WGM）模式，具有高达$6\times{10^{7}}$的固有光学品质因子，并且使用MeV离子注入掺杂有三价铒离子（峰值浓度$\mathrm{\sim3.8\times{10^{20}cm^{-3})}}$）。通过使用锥形光纤实现了与微盘谐振器的基波WGM的耦合。在1450 nm处泵浦$^{4}% I_{15/2}\longrightarrow$ $^{4}I_{13/2}$铒跃迁时，在1550 nm波段观察到从自发发射到受激发射的逐渐跃迁。泵浦输出功率关系的分析产生43 $\mathrmμ$ W的泵浦阈值，并允许测量自发发射耦合因子：$β\approx1\times10^{-3}$。
2006-08-27 physics.optics
Inversed Vernier effect based single-mode laser emission in coupled microdisks
近年来，片上单模激光器因其广泛的应用而引起了人们的广泛关注。耦合微盘或微环中的单模激光现象大多数已被定性地解释为游标效应或逆游标效应，但没有一个得到实验证实。在这里，我们研究了耦合微盘的单模操作机制。我们发现，在从阈值到增益饱和的大泵浦功率范围内，模式数已显着减少到接近单模。详细的激光光谱表明，最大增益和第一激射峰主要由一个圆盘产生，激光强度与频率失谐量成正比。相应的理论分析表明，实验观测结果主要是由一个腔体内的内部耦合决定的，这与最近探索的两个耦合微环中的逆游标效应相似。我们相信，我们的发现将是重要的理解以前的实验结果和片上单模激光器的发展。
2015-04-14 physics.optics
Terahertz beat freuquency generation from two-mode lasing operation of coupled microdisk laser
我们提出了一个耦合微盘激光器作为一个紧凑的和可调谐的激光源产生的相干连续波太赫兹辐射的光混频。利用考虑激活介质非线性效应的薛定谔-布洛赫模型，我们得到了单模和双模激光随泵浦强度的变化规律。我们用共振模来解释激光模的跃迁，共振模是没有激活介质和非线性相互作用的薛定谔-布洛赫模型的解。特别是，一个两个模式的激光产生太赫兹振荡频率起源于两个几乎退化的谐振模式具有不同的对称性的光拍。
2012-07-05 physics.optics
Fabrication of three-dimensional microdisk resonators in calcium fluoride by femtosecond laser micromachining
我们报道了利用水辅助飞秒激光微加工技术在芯片上制作氟化钙（CaF2）微盘谐振器。聚焦离子束（FIB）铣削用于产生超光滑侧壁。在1550 nm附近测得所制造的微谐振器的品质（Q）因子为4.2 × 10^4。的Q因子主要是有限的从磁盘的粗糙度仍然很高，由于飞秒激光微加工过程的底部表面的散射。该技术有利于在各种体晶材料上形成片上微谐振器，这可以有益于广泛的应用，例如非线性光学、量子光学和光子器件的芯片级集成。
2014-01-13 physics.optics
On-Chip Integrated Quantum-Dot Silicon-Nitride Microdisk Lasers
在直径为7μm的无源SiN输出波导上实现了SiN-QD混合微激光器，并获得了27 μ Jcm-2的低阈值密度。从SiN/QD/SiN堆叠开始的新设计和独特的加工方案提供了长期稳定性，并有助于深入激光表征。这种方法为光通信、芯片实验室、气体传感以及潜在的片上腔量子电动力学和量子光学开辟了新的途径。
2019-01-18 physics.optics
Directional waveguide coupling from a wavelength-scale deformed microdisk laser
我们展示了从波长尺度变形的微盘到波导的激光发射的单向倏逝波耦合。这是由于古斯-汉兴位移和菲涅耳滤波效应导致顺时针（CW）和逆时针（CCW）传播的射线轨道的空间分离。通过将波导切向地放置在腔边界的不同位置处，我们可以选择性地将CW（CCW）波耦合出，将CCW（CW）波留在腔内，这也减少了空间烧孔效应。利用全波模拟工具对器件的几何结构进行了优化，并从实验上证实了激光行为和定向耦合。
2011-10-14 physics.optics
Pump-Controlled Modal Interactions in Microdisk Lasers
我们证明了一个有效的控制激光模式的非线性相互作用的半导体微盘腔通过塑造泵的轮廓。通过增加它们的激光阈值或抑制它们的功率斜率高于激光阈值，以牺牲其竞争模式为代价来选择目标模式。尽管在磁盘边界的激光模式的强烈的空间重叠，自适应泵浦使任何激光模式的有效选择是占主导地位的，导致激光频率的开关。理论分析说明了选择性泵浦的线性和非线性效应，并量化了它们对激光模式选择的贡献。研究表明，自适应抽运不仅为多模激光器的非线性过程控制提供了一个强有力的工具，而且还可以在激光器制成后对激光特性进行调谐。
2014-12-29 physics.optics
The combination of directional outputs and single-mode operation in circular microdisk with broken PT symmetry
单色性和方向性是激光器的两个关键特性。然而，定向发射和单模操作的组合是相当具有挑战性的，特别是对于片上器件。在这里，我们提出了一个微盘激光器与单模操作和定向发射利用最近的发展与宇称时间（PT）对称性。这是通过将一维周期性增益和损耗引入到圆形微盘中来实现的，这引起了具有不同径向数的回音壁模式之间的耦合。在初始波长差最小的位置处选择最低阈值模式。利用增益区和损耗区的周期性分布引入额外的光栅矢量，形成定向辐射。我们相信这项研究将影响片上微盘激光器的实际应用。
2015-05-18 physics.optics
Near-IR Subwavelength Microdisk Lasers
本文报道了亚波长GaAs介质在光抽运下的单模激射。该磁盘是由标准的光刻和两个步骤的湿化学蚀刻。这种简单的制备方法可以制备出圆度好、边界光滑、侧壁垂直的亚微米圆片。最小的激光盘直径为627 nm，厚度为265 nm。圆盘直径与真空激射波长的比值约为0.7。数值模拟结果表明，激光模式为回音壁模式，其方位角数仅为4，模式体积很小。
2008-10-15 physics.optics
Photoluminescence measurements of quantum-dot-containing semiconductor microdisk resonators using optical fiber taper waveguides
采用光纤锥形波导提高了嵌入自组装InAs量子点的AlGaAs微盘谐振腔的室温光致发光测量效率。作为一种近场收集光学器件，与传统的垂直入射自由空间收集技术相比，光纤锥形将微盘激光器的收集效率提高了约15-100倍。此外，光纤锥形可以作为一种有效的手段，用于泵浦这些设备，并采用光纤泵浦和收集的初步测量。这项工作对基于芯片的腔量子电动力学实验的影响进行了讨论。
2005-06-11 physics.optics quant-ph
Suspended single mode microdisk lasers
微型半导体激光器由于其作为光子电路或传感器中的高度集成元件的潜力而吸引了大量的兴趣。特别是，微盘激光器利用回音壁模式已被视为一个重要的候选人，因为他们相对较小的足迹和低阈值。然而，它一直是具有挑战性的微盘工作在单模操作和激光在一个预选模式。我们报告的亚波长微盘谐振器悬浮在空气中连接桥梁，并提出了一个简单的方法，利用桥梁的数量和对称性，以提高或减少回音壁腔中的波限制。此外，与没有桥的微盘谐振器相比，桥的适当选择增加了微盘的品质因数。使用这种方法，我们演示了电信波长处预选模式的单模激光。
2018-10-29 physics.app-ph physics.optics
A full free spectral range tuning of p-i-n doped Gallium Nitride microdisk cavity
通过在去离子水中用紫外激光（380 nm）照射p-i-n掺杂GaN微盘腔，成功地证明了在一个自由光谱范围内嵌入InGaN量子点的p-i-n掺杂GaN微盘腔的回音壁模式（WGM）的有效、永久调谐。对于150和960 nW之间的入射激光功率，调谐速率线性变化。蚀刻的腔的顶面提出的驱动力所观察到的移位WGM，并支持实验。GAN/InGaN微盘腔的调谐是确定性地实现研究腔量子电动力学的新型纳米光子器件的重要一步。
2012-06-23 physics.optics
On-chip erbium-doped lithium niobate microdisk lasers
采用紫外光曝光、电感耦合等离子体反应离子刻蚀和化学机械抛光工艺，批量制备了掺铒钛酸锂高Q微盘腔。在974 nm窄带激光泵浦下，在掺铒锂氧化物微盘腔中获得了1531.6 nm的受激发射，阈值可达400 μW，转换效率为3.1{ \times }10^{-4} %，为LNOI集成光源的研究奠定了基础。
2020-10-08 physics.app-ph 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
A thulium-silicon hybrid microdisk laser
硅光子技术通过利用几十年来为集成硅电子器件开发的材料和先进制造方法，实现了紧凑，低功耗和成本效益的芯片上光学微系统。硅代工厂现在提供高性能光学电路所需的许多标准构建模块，包括光波导、滤波器和多路复用器等无源元件以及高速调制器、开关和光电探测器等有源光电元件。然而，由于硅是一种较差的发光材料，因此片上光源仍然是代工产品的重大挑战。目前的光源集成方法被认为是复杂的，需要不兼容和/或昂贵的材料和处理步骤。在这里，我们报告了一个超紧凑的硅光子激光器组成的铥-硅混合微盘谐振器。微盘的设计是简单的，并与所有硅光子铸造厂可用的制造步骤和器件尺寸兼容，而增益介质是在后端（最后一步），室温溅射沉积中添加的。这种方法允许低成本和大批量的晶圆级制造以及光源与硅无源和有源器件的共集成，而不需要对标准工艺流程进行调整。混合激光器在1.6 μ m左右的标准电信波长下泵浦，发射约1.9 μ m，这是一个新兴的光谱区域，对通信，非线性和量子光学以及硅上的传感非常感兴趣。
2021-04-21 physics.optics
Symmetry, degeneracy and optical confinement of modes in coupled microdisk resonators and photonic crystal cavities
基于Muller围道积分方程和三角-三角Galerkin离散技术，提出了一种快速、高精度的方法，用于回音壁（WG）模式微盘谐振腔和光子晶体（PC）缺陷腔的光谱设计和微调。结果表明，结构的对称性对耦合腔群中自然模的简并度和近简并度以及模的光限制有显著的影响。通过利用分子几何的对称性和调节腔间耦合距离，设计出了具有极大提高的品质因数的光子分子。光谱工程耦合谐振腔结构的低阈值微盘激光器，光学生物传感器，和随机粉末激光器的潜在应用进行了讨论。
2005-09-23 physics.optics
On-Chip Neodymium-Doped Lithium Niobate Microdisk Laser with Self-Induced Pulsing
Shandong University（山东大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文报道了首个片上掺钕LNOI微盘激光器，实现了1094.17nm激光发射，展示了低阈值和高斜率效率，并观察到自诱导脉冲现象，拓展了LNOI激光器的操作自由度。
2026-04-24 physics.optics
Erbium-ytterbium co-doped lithium niobate single-mode microdisk laser with an ultralow threshold of 1 uW
本文在铒镱共掺薄膜铌酸锂上制备高Q微盘，利用高增益、低损耗及多边形模式抑制多模，实现1530纳米单模激光，阈值低至1微瓦，转换效率达0.406%，均为同类最优。
2023-09-19 physics.app-ph physics.optics
Monolithic integration of a high-quality factor lithium niobate microresonator with a free-standing membrane waveguide using femtosecond laser assisted ion beam writing (FLAIBW)
我们展示了一个高品质因数的锂酸盐微盘谐振器与一个独立的薄膜波导集成。我们的技术是基于飞秒激光直写产生的预结构，然后通过聚焦离子束铣削，降低了制造的结构的侧壁的表面粗糙度到纳米级。实现了集成波导与微盘之间的高效光耦合，测得微谐振器的品质因数高达1.67* 10 ^5。
2017-01-19 physics.optics
Visible Brillouin-quadratic microlaser in a high-Q thin-film lithium niobate microdisk
本文通过色散工程在高Q值TFLN微盘中实现片上可见布里渊–二次微激光器，获得254 Hz线宽、1.81 mW阈值及780 nm高效SHG。
2025-06-10 physics.optics
Enhanced GeSn Microdisk Lasers Directly Released on Si
GeSn合金是互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的可调谐激光器的有前途的候选者。外延GeSn中残余压应变的弛豫最近显示出改善激光性能的希望。然而，迄今为止引入的用于放松应变的悬置器件配置注定会限制热耗散，从而阻碍器件性能。在这里，我们证明了无应变GeSn微盘激光器设备完全释放在Si上优于典型的悬浮设备。这种方法允许同时放松极限压缩应变，同时提供优异的热传导。光学模拟证实，尽管GeSn和Si之间的折射率对比相对较小，但Si上的无应变GeSn光学腔中的光学约束优于悬浮在空气中的常规无应变GeSn腔中的光学约束。此外，热模拟表明，我们的设备中的温度增加可以忽略不计。相反地，在所采用的光泵浦条件下，悬挂装置中的温度显著增加，在75 K的基础温度下达到例如120 K。这样的改进使工作温度提高了~40 K，并使激光阈值降低了30%。这种方法奠定了基础，以实现新的设计，在寻求室温锗锡激光器的硅。
2021-06-16 physics.app-ph physics.optics
Cavity Q, mode volume, and lasing threshold in small diameter AlGaAs microdisks with embedded quantum dots
研究了嵌入量子点的微盘腔的品质因数、模体积和室温激光阈值。微盘内驻波模式的有限元方法模拟显示，Veff可以小到2（λ/n）^3，同时保持辐射限制的Qs超过10^5。直径D=2微米的微盘在含有单层InAs QD的AlGaAs材料中制造，其峰值发射在λ = 1317 nm处。对于Veff ~2（λ/n）^3的器件，使用光纤锥形波导在1.4微米波段被动测量的Qs高达1.2 × 10^5。光泵浦产生1.3微米波段的激光发射，室温下，连续波阈值低至1微瓦的吸收泵浦功率。输出耦合的激光发射也被证明是通过使用光纤锥显着增强，与激光差分效率高达xi~16%和输出耦合效率超过28%。
2005-11-17 physics.optics quant-ph
Broadband highly efficient nonlinear optical processes in on-chip integrated lithium niobate microdisk resonators of Q-factor above 10^8
我们展示了宽带高效的光学非线性过程中的片上集成的锂（LN）微盘谐振器。采用飞秒激光写入和化学机械抛光方法制备的微谐振器的Q值稳定在10^8以上，接近LN的本征材料吸收极限。利用毫米级X切LN微盘的自然准相位匹配和密集的光谱模式，在不引入畴反转的情况下，在同一个LN微盘中观察到了宽带非线性过程，包括光学参量振荡（OPO）、二次谐波（SHG）、三次谐波和四次谐波。OPO阈值和倍频绝对转换效率分别为19.6微瓦和66%，均超过目前片上LN微谐振器的最高水平。超高Q LN微盘谐振器实现的宽带和高效的非线性频率转换有望实现频率转换器和纠缠光子源等非线性光子器件的高密度集成。
2021-03-11 physics.optics
Integration of fiber coupled high-Q silicon nitride microdisks with atom chips
在近可见光区，我们研制出了Q = 3.6 × 10^6，有效模体积为15（λ/ n）^3的微米级氮化硅（SiN_x）微盘光谐振器。氢氟酸湿蚀刻提供了微盘谐振的灵敏调谐，并且光纤锥的坚固安装提供了到微盘的有效光纤耦合，同时允许用于激光冷却和原子捕获的自由光学访问。测量结果表明，铯在SiN_x表面的吸附对微盘共振有明显的红失谐作用。一个技术的并行集成的多个（10）微盘与一个单一的光纤锥也证明了。
2006-09-27 physics.optics quant-ph
Reduced lasing thresholds in GeSn microdisk cavities with defect management of the optically active region
GeSn合金被认为是最有前途的材料，以建立在硅（Si）上的IV族激光源，在一个完全互补的金属氧化物半导体兼容的方法。最近的GeSn激光器发展依赖于通过增加在Si上的锗（Ge）虚拟衬底（VS）上生长的厚GeSn层中的Sn含量来增加能带结构直接性。然而，这些激光器缺乏缺陷管理并且具有高阈值密度。本文研究了锡含量为7%~ 10.5%的GeSn合金的激光特性。GeSn层被图案化成具有4- \SI{8 }{\micro\meter}范围内的不同直径的悬浮微盘腔。我们证明了直接带隙的GeSn与7 \%的Sn和激光在2- \SI{2.3 }{\micro\meter}波长下的光注入与可重复的激光阈值约\SI{10 }{\kilo\watt\per\square\centi\meter}，降低了一个数量级的文献相比。这些结果是在去除GeSn微盘腔的有源区中的失配位错的密集阵列之后获得的。研究结果为今后的GeSn基激光光源设计提供了新的思路。
2020-12-21 physics.app-ph physics.optics
Integrated multi-color Raman microlasers with ultra-low pump levels in single high-Q lithium niobate microdisks
本研究利用色散工程在单高Q薄膜铌酸锂微盘中实现超低泵浦的集成多色拉曼微激光器，泵浦阈值较现有体谐振器记录低两个数量级以上，可应用于光谱、显微分析及生物检测领域。
2023-12-16 physics.optics
Tunable single-mode laser on thin film lithium niobate
绝缘体上掺铒锂氧化物激光器（LNOI）在完整的光子集成电路（PIC）中起着重要的作用。在这里，我们展示了一个集成的可调谐耳语厨房单模激光器（WGSML），利用一对耦合的微盘和microwave的LNOI。974 nm单模泵浦光在所设计的微盘中可以产生良好的谐振，有利于产生耳语廊模激光。在1560.40 nm处获得了最大边模抑制比为31.4 dB的WGSML。通过调节温度，WGSMLs的输出功率得到提高，中心波长可从1560.30 nm变化到1560.40 nm。通过改变微盘与微片之间的耦合间隙宽度，获得了1560.60 nm和1565.00 nm波长的WGSMLs。在进一步的研究中，我们还可以利用LNOI的电光效应来获得更精确的可调WGSMLs。
2021-08-29 physics.app-ph physics.optics
Strain-relaxed GeSn-on-Insulator (GeSnOI) microdisks
GeSn合金为CMOS兼容光源和电子-光子集成电路的实现提供了一条有前途的途径。提高GeSn激光器的激光性能的一个策略是使用高Sn含量，这提高了直接性。另一种流行的方法是使用低到中等的Sn含量，具有压缩应变松弛或拉伸应变工程，但是这些应变工程技术通常需要光学腔悬浮在空气中，这导致差的热管理。在这项工作中，我们开发了一种新型的双绝缘体GeSn-绝缘体（GeSnOI）材料平台，用于生产应变弛豫GeSn微盘贴在衬底上。通过底切仅一个绝缘层（即，Al 2 O3），我们制造的微盘坐在SiO2上，它达到了三个关键性能的高性能GeSn激光器：有害的压缩应变，体面的热管理，以及良好的光学限制。我们相信，在我们的平台上增加GeSn层的Sn含量可以实现改善的激光性能。
2021-08-03 physics.app-ph physics.optics
Accumulation and control of spin waves in magnonic dielectric microresonators by a comb of ultrashort laser pulses
磁微谐振器中的自旋波是现代磁振子学的核心。在这里，我们展示了一种新的方法，可调谐的激励不同的自旋波模式的磁性微盘通过使用训练的激光脉冲的重复率高于自旋进动的衰减率。微盘被蚀刻在透明的铋铁石榴石薄膜中，光脉冲通过逆法拉第效应对自旋产生非热影响。10 GHz的激光激励的高重复率在频域和动量域中建立了自旋波共振之间的相互作用。结果，聚焦的激光光斑在盘边界附近的扫描改变了磁振子的干涉图案，并导致自旋波振幅对外部磁场的共振依赖。除此之外，我们还通过改变外加磁场实现了体自旋波和表面自旋波的转换。
2022-01-18 physics.optics
Distinctive Signature of Indium Gallium Nitride Quantum Dot Lasing in Microdisks Cavities
在紧凑、高质量的光学腔中实现的低阈值激光器使各种纳米光子学应用成为可能。含有氮化铟镓（InGaN）量子点和量子阱的氮化镓（GAN）材料为研究光物质相互作用和实现高效发光二极管和纳米激光器等实用器件提供了出色的平台。尽管在InGaN量子点的生长和表征方面取得了进展，但它们作为低阈值激光器中的增益介质的优势尚未得到明确证明。这项工作旨在更好地理解这些限制的原因，通过专注于更简单的，有限模式的微盘腔，并通过在这些腔中使用不同的增益介质，包括InGaN量子阱，碎片量子阱，和碎片量子阱与量子点的组合进行激光动力学的比较。对于每种增益介质，我们利用腔的独特的高质量（Q~5500）模式，以及作为泵浦功率的函数的最高强度模式的变化来更好地理解主导辐射过程。阈值功率和激射波长随增益介质的变化有助于我们确定量子点激活介质对低阈值激射的可能限制。此外，我们已经确定了一个独特的激光签名的量子点材料，始终激光波长短于室温增益发射的峰值。这些发现不仅提供了更好的理解激光在氮化物基量子点腔系统，但也揭示了更基本的问题，轻物质耦合在这样的系统。
2014-07-28 physics.optics
An on-chip tunable micro-disk laser fabricated on Er3+ doped lithium niobate on insulator (LNOI)
本文报道了一种C波段波长可调谐的微激光器，它采用掺Er ~（3+）的高质量（~ 1.02 × 10^6）掺铒锂微盘谐振腔。在976 nm连续泵浦下，室温下泵浦阈值功率低至250 μW时，可观察到激光振荡现象。此外，通过改变泵浦功率，可以实现对激光波长的调谐，在低泵浦功率13 mW以下时，调谐效率为-17.03 pm/mW，在高泵浦功率13 mW以上时，调谐效率为10.58 pm/mW。
2020-09-18 physics.app-ph physics.optics
Second-harmonic generation using 4-bar quasi-phasematching in a GaAs microdisk cavity
在诸如GaAs的材料中的4条晶体对称性可以实现准相位匹配以用于有效的频率转换，而没有极化、孪生或其他工程畴反转。4-棒对称意味着90度旋转等同于晶体学反转。因此，光绕4-bar轴循环的传播几何形状产生有效的畴反转，这对准相位匹配有用。微盘光学腔还提供共振场增强和出色的空间重叠，从而在微米级体积中实现高效的频率转换。这些器件可以作为紧凑的辐射源或纠缠光子集成在光子电路中。高效的二阶频率转换是非线性半导体微盘谐振器的一种新功能，它以前已经被探索用于全光电路，如开关，信号路由器和光学逻辑门。微谐振器阵列可以产生慢光和鲁棒的光学延迟线。在这里，我们提出了有效的二次谐波产生在微盘腔利用4杆准相位匹配的第一个实验观察。
2012-10-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wurtzite InP Microdisks: from Epitaxy to Room-Temperature Lasing
半导体的亚稳纤锌矿晶体相由于其扩展的可调谐直接带隙范围而包含用于高性能电光器件的巨大潜力。然而，以良好的质量合成这些材料并超越纳米线尺寸限制仍然是难以捉摸的。在这项工作中，纤锌矿InP微盘和相关的几何结构的绝缘体上的光学应用的外延进行了探索。这是通过鳍片的选择性区域生长和拉链诱导的外延横向过生长的精心组合来实现的，这使得能够在精确位置处共集成双折射形状的晶体。用STEM和$μ$ -PL表征了生长的材料具有高的相纯度和优良的光学质量。在室温下的光泵浦激光在微盘中实现，激光阈值为365 $μJ/cm^2$，从而展示了广泛的光子应用的前景。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
A Nanomembrane-Based Bandgap-Tunable Germanium Microdisk Using Lithographically-Customizable Biaxial Strain for Silicon-Compatible Optoelectronics
应变工程已被证明是至关重要的锗基光子学，特别是光发射。然而，对锗施加大的永久双轴应变一直是一个挑战。我们提出了一个简单的，CMOS兼容的技术，方便地诱导一个大的，空间均匀的应变在微磁盘图案内锗纳米膜。我们的技术通过将预先存在的小应变集中和放大到微盘区域来工作。双轴应变高达1.11%的拉曼光谱观察，并进一步证实了光致发光测量，这表明增强和红移的光发射从应变的microdisks。我们的技术允许量的双轴应变光刻定制，允许不同的微盘的带隙在一个单一的掩模过程中独立调整。我们的理论计算表明，该平台可以提供实质性的性能改进，包括在激射阈值降低> 200倍，双轴应变锗激光器的硅兼容光学互连。
2014-11-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Free-space-coupled wavelength-scale disk resonators
具有低品质因数（$Q$）的光学微谐振器可以被自由传播的光波有效地激发并散射，但是具有高$Q$的光学微谐振器通常不能。在这里，我们提出了一个通用的模型谐振器与自由传播的波相互作用，并表明存储的能量的谐振器激发的平面波是成比例的产品的$Q$和方向性。在这个结果的指导下，我们设计了一种在其圆周上具有周期性突起的微盘，该微盘有效地耦合到垂直入射的平面波。我们通过实验演示了几种微盘设计，包括半径为$0.75{λ_0}$和半径为15，000的$Q$。我们的观察热致双稳态在这个谐振器在输入功率低至0.7 mW确认强激发。他们的小足迹和模式体积和简单的激发和制造，使波长尺度，自由空间耦合微盘有吸引力的传感，增强发射和非线性，并作为微激光腔。
2022-04-12 physics.optics
Demonstration and Non-volatile Trimming of a Highly-Parallel, High-Capacity Silicon Microdisk Transmitter
本文利用CMOS光子平台，通过64微盘调制器系统实现1.2 Tb/s片外带宽，并开发了激光微调技术，降低33%热调谐能耗，实现5通道DWDM发射机，为下一代光互连奠定基础。
2025-10-24 physics.app-ph physics.optics
Photonic quantum ring laser
我们报道了一种在垂直腔型有源微盘平面上自然形成的量子环形腔，这种环形腔是由回音壁模式的瑞利带引起的。的$\sqrt{T}$依赖的红移和微安范围的阈值电流下降到2 $μ$ A的平方律属性是一致的光子量子线的观点，由于回音壁模式诱导的维数减少。
1998-12-20 physics.optics
Visible Photoluminescence from Cubic (3C) Silicon Carbide Microdisks Coupled to High Quality Whispering Gallery Modes
我们提出了立方（3C）碳化硅微盘谐振器的设计，制造和表征具有高品质因数模式在可见光和近红外波长（600 - 950 nm）。利用激光扫描共聚焦显微镜在室温下测量了品质因数高达2,300的回音壁模式和相应的模式体积V ~ 2（λ/n）^3。我们得到了良好的对应关系的横磁（TM）和横电（TE）极化共振使用时域有限差分法（FDTD）模拟和实验中观察到的。这些基于3C-SiC谐振器中光学活性杂质的集合体的结构可以在非线性和量子光子学的各种应用中发挥重要作用，包括低功率光开关和量子存储器。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Mode Competition in Gas and Semiconductor Lasers
气体激光器和半导体激光器的输出光谱通常包含一个以上的频率。气体激光器和半导体激光器的多模工作源于不同的物理机制。在气体激光器中，不同能量的电子布居数的缓慢平衡使每个频率成为独立的单模激光。半导体激光器中的慢电子扩散与模式的空间变化的光学强度图案相结合，使得空间的每个区域成为独立的单模激光器。我们开发了一个速率方程模型的光子数在每个模式，捕捉所有这些效果。绘制光子数与泵浦速率的竞争模式，在亚阈值和阈值以上的操作，说明了激光输出光谱的变化，由于缓慢的平衡或缓慢的电子扩散。
2003-09-09 physics.optics
Suppression of coherence collapse in semiconductor Fano lasers
我们表明，半导体法诺激光器强烈抑制动态不稳定性引起的外部光反馈。与传统的法布里-珀罗激光器相比，反馈稳定性提高了几个数量级，在许多情况下甚至完全抑制了相干崩溃，这对集成光子学的应用至关重要。本文用推广的Lang-Kobayashi模型分析了有外反馈的半导体激光器的激光动力学，导出了临界反馈能级的解析表达式。
2019-11-06 physics.optics
Quantum well-based waveguide for semiconductor lasers
本文研究了在半导体激光器中利用有源量子阱制作波导的可能性。实验证明了这种波导的效率为InP结构与In 0.53Ga 0.47As量子阱。在此基础上实现了光泵激光器。
2012-11-19 physics.optics
Coupled-waveguides for dispersion compensation in semiconductor lasers
通过半导体激光器的直接电泵浦产生光学频率梳在紧凑性、鲁棒性和可集成性方面是成熟的锁模激光源的有吸引力的替代方案。然而，体半导体材料的高色散会阻止频率梳的产生或导致不期望的脉冲延长。本文提出了一种用于半导体激光器腔内色散补偿的新型双波导结构。我们将这一概念应用于工作在第一大气窗口（λ $ \approx$ 4.6 μm）的中红外短波长量子级联激光器。结果，在该装置中实现了在全动态范围上的稳定梳状操作。与以前提出的方案不同，双波导方法可以应用于各种类型的半导体激光器和材料系统。特别是，它可以在近红外波长处实现有效的群速度色散补偿，其中半导体材料表现出该参数的大值。
2017-11-24 physics.optics
Nonlinear Dynamics of Semiconductor Lasers Subject to Optical Feedback
这篇博士论文的三个目标是提高对半导体激光器在外部光反馈下观察到的动态不稳定性的机制的理解，提出一种抑制这些不稳定性的技术，并最终利用它们，例如用于安全通信或产生微波时间周期振荡。
2009-09-23 physics.optics
On phase noise of self-injection locked semiconductor lasers
本文讨论了我们最近在利用自注入锁定高Q回音壁模谐振腔的一个模来改善半导体激光器相位噪声方面的进展。分析了工作在690 nm、1060 nm、1550 nm和2000 nm的半导体分布反馈（DFB）和法布里-珀罗（FP）激光器的锁定效率。通信DFB激光器实现了300 Hz以下的瞬时线宽。证明了激光器的可调谐性。制造可商购获得的封装的“即插即用”装置。
2014-03-25 physics.optics
Nonlinear Effects in CW Mode-Locked Solid-State Lasers with Semiconductor Saturable Absorbers
研究了半导体可饱和吸收体的非线性特性对超短脉冲产生的影响。结果表明，线宽增强、二次和线性交流斯塔克效应对连续固体激光器的锁模起着重要作用，它们能提高脉冲稳定性，缩短脉冲宽度，降低锁模阈值
2000-09-21 physics.optics
A Simple Model to Measure Linewidth Enhancement Factor (α) for Multi-wavelengths Semiconductor Laser
提出了一种新的测量多波长半导体激光器线宽增强因子α的简单模型。它是基于一个任意模式的抑制特性，而其他模式的光学注入锁定单独。该模型可用于测量大模间距多波长激光的各模α值。作为这一概念的证明，该模型被用于实验测量开槽法布里-珀罗激光源的模式的α。
2011-06-18 physics.optics
Chaotic Microcavity Laser with Low threshold and Unidirectional Output
在这里，我们报告的激光作用，在利马松形GaAs微盘与量子点（QD）嵌入。虽然腔内射线动力学主要是混沌的，但由于波局部化，高$Q$模式集中在区域$χ> χ_c$中。全内反射的强光约束导致非常低的激光阈值。我们的测量结果表明，所有的激光模式输出在同一方向上，无论其波长和腔内模式结构。这种普遍的发射方向是由开放混沌腔中光线的定向相空间流动决定的。输出光束的发散角小于40度。单向性被证明是强大的对实际腔的形状和尺寸从设计值的小偏差。
2008-10-21 physics.optics
Single-Frequency High-Power Continuous-Wave Oscillation at 1003 nm of an Optically Pumped Semiconductor Laser
报道了光泵外腔半导体激光器在1003.4 nm处的单频激光振荡。通过使用结合到高导电性衬底上的增益结构，我们从理论上和实验上证明了有源半导体介质的热阻的强烈降低，导致高功率激光发射。还解释了激光的光谱-时间动力学。此外，腔内倍频晶体被用来获得一个稳定的单模产生的蓝色（501.5 nm）与输出功率约60 mW。
2006-06-26 physics.optics
Enhanced longitudinal mode spacing in blue-violet InGaN semiconductor laser
对InGaN半导体激光器中观察到的纵模间距增大现象提出了一种新的解释。研究表明，在一定的驱动条件下，激光活性层中存在的电子-氢等离子体振荡是产生模式聚集效应的原因。等离子体振荡的共振激发由于纵模拍频而发生。模式群的分离通常比单独的模式间隔大一个数量级。
2012-01-13 physics.optics
Soliton Generation and Picosecond Collapse in Solid-State Lasers with Semiconductor Saturable Absorber
基于自洽场论，研究了半导体可饱和吸收体连续固体激光器中孤子的产生。预测了孤子的各种不稳定性，即飞秒到皮秒的转换（“皮秒转换”），自调制机制，孤子产生的崩溃和滞后行为。
2000-09-03 physics.optics
Phase Instability as a Source of Modal Dynamics in Semiconductor Lasers
由于对控制半导体激光器在其阈值附近的多模动力学的基本方程进行了新的推导，我们确定了纯相位不稳定性的存在区域（以及混合相位-振幅湍流区域），这些区域对某些器件中观察到的确定性多模动力学给出了另一种令人满意的解释。由相位不稳定性产生的本征噪声的存在在相同的描述中调和了半导体动力学的确定性和随机特征。
2014-02-10 physics.optics
Shaping Current Waveforms for direct Modulation of Semiconductor Lasers
我们展示了一种用于数字通信的半导体激光器的直接调制的整形电流输入的技术。整形电流输入的引入允许抑制弛豫振荡并避免物理激光器设备中的动态记忆，即，输出不会受到之前传达的信息的影响。在时间优化位的例子中，数值示出了高数据速率通信的可能的性能增强。
2004-04-27 physics.optics
Realization of a semiconductor-based cavity soliton laser
报道了一种利用垂直腔面发射半导体增益结构与选频元件耦合的腔孤子激光器。通过注入外光束实现了对代表小型微激光器的双孤子发射态的全光控制。该控制方案是相位不敏感的，因此预计将是鲁棒的全光处理应用。这些结构的运动性也得到了证实。
2007-09-17 physics.optics
