Lasing of ambient air with microjoule pulse energy pumped by a multi terawatt IR femtosecond laser
报道了峰值功率达4 TW的800 nm飞秒激光脉冲泵浦大气的激光作用。在428 nm处的激光发射在泵浦激光功率的小范围内迅速增加，然后在~ 1.5 TW以上饱和。最大激光脉冲能量被测量为2.6 μ J，对应于MW范围内的发射功率，而在中等泵浦脉冲能量下测量到的最大转换效率为。灯丝等离子体内部的光学增益估计超过0.7/cm。激光发射示出了甜甜圈轮廓，反映了泵浦产生的白光连续体的空间分布，其充当激光的种子。我们把这种明显的饱和归因于等离子体放大区域中种子的散焦和种子强度的饱和。
2014-02-20 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
Sub-kHz lasing of a CaF_2 Whispering Gallery Mode Resonator Stabilized Fiber Ring Laser
利用高质量的氟化钙回音壁模谐振腔，将一台发射频率为196 THz（波长1530 nm）的简单环形腔掺铒光纤激光器稳定到650 Hz以下。这相当于16个\mus上的相对稳定性为3.3 x 10^（-12）。为了表征线宽，我们使用两个相同的自建激光器和一个商业激光器，通过三角帽法确定单独的激光线宽。
2012-08-01 physics.optics
Active control of emission directionality of semiconductor microdisk lasers
我们演示了激光模式选择在近圆形半导体微盘通过塑造光泵的空间分布。自适应抽运抑制了除目标模式外的所有模式的激光输出，尽管存在很强的模式重叠。由于腔体形状和边界粗糙度的轻微变形，每个激光模式具有不同的发射模式。通过选择不同的模式作为主激射模式，可以实现激射频率和输出方向的切换。在激光器制造之后通过外部泵浦的这种可调谐性增强了半导体微腔激光器的功能。
2014-04-27 physics.optics
Circularly Polarized Lasing from a Microcavity Filled with Achiral Single-Crystalline Microribbons
有机圆偏振（CP）激光器由于其在光电领域的应用前景而受到越来越多的关注。在这里，我们展示了CP激光器从一个纯有机晶体填充的微腔没有任何手性分子或手性结构。由于有机晶体的各向异性和高的激光增益，在这种微腔中可以诱导出光学Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合效应，这对CP激光器是有利的。具有相反螺旋度的CP激光的最大不对称因子高达1.2。这一策略为未来3D激光显示、信息存储等领域CP激光器的设计提供了新的思路。
2022-11-23 physics.optics
Tuning the shape of semiconductor microstadium laser
本文对不同形状的GaAs微场激光进行了详细的实验研究。与大多数变形微腔不同，激光阈值随体育场的长短轴比而非单调变化。在空间均匀光抽运下，第一激射模式对应于由多个不稳定周期轨道组成的高质量疤痕模式。通过调整GaAs场的形状，我们能够使激光阈值最小化。这一工作证明了控制混沌微腔激光器的可能性。
2007-05-07 physics.optics
Tunable and switchable multi-wavelength erbium-doped fiber ring laser based on a modified dual-pass Mach-Zehnder interferometer
提出并实现了一种基于新型可调谐梳状滤波器的可调谐、可开关多波长环形腔掺铒光纤激光器。通过调整偏振控制器，可以容易地实现信道间隔可调谐性和波长切换（交织）的双功能操作。在室温下，在3dB带宽内，获得了29条间距为0.4nm的稳定激光谱线和14个间距为0.8nm的激光波长。此外，激光输出，包括激光线的数量，激光的均匀性和激光的位置，也可以灵活地调整，通过波长相关的偏振旋转机制。
2010-04-16 physics.optics
Theory of Topological Corner State Laser in Kagome Waveguide Arrays
与传统激光器相比，拓扑激光器具有更强的鲁棒性，如果激光发生在拓扑保护态，则可以不受无序或缺陷的影响。以往报道的拓扑激光器几乎都是基于一阶光子拓扑绝缘体的。在这里，我们表明，在零维角状态下，可以实现激光的二阶光子拓扑绝缘体，这是基于Kagome波导阵列与菱形配置。如果增益存在于拓扑角态所在的结构的角处，则在存在均匀损耗和双光子吸收的情况下，以最低的可能阈值实现在该状态下的稳定激光。当增益作用在结构的其他角落时，激光可能发生在边缘或体状态，但它需要大得多的阈值和过渡到稳定的激光发生在更大的传播距离，有时是由于不稳定性，这是不存在的角落状态的激光。我们发现，增加双光子吸收对非线性激光态有很强的稳定作用。由噪声输入刺激的稳定激光的过渡示出。我们的工作展示了基于波导阵列实现的高阶拓扑绝缘体的角态激光器的现实设置。
2021-05-13 physics.optics
Edge mode bifurcations of two-dimensional topological lasers
拓扑激光器作为利用耦合谐振器阵列实现无序鲁棒单模激光的一种方式越来越受到关注。我们研究激光在一个二维耦合谐振器晶格表现出平凡和拓扑相位之间的过渡，这使我们能够系统地表征整个拓扑相位的激光模式。我们表明，与传统的拓扑鲁棒性，需要一个足够大的体带隙，分叉拓扑边缘模式激光可以发生，即使当带隙最大化。我们发现，从单模到多模激光的线性模式分叉可以发生在拓扑相位的深处，对泵浦形状和晶格几何形状都很敏感。我们建议的方法来抑制这些分叉，并保持单边缘模式激光。
2020-07-06 physics.optics
Backward air lasing actions induced by femtosecond laser filamentation: influence of population inversion lifetime
我们实验研究了使用800 nm飞秒激光脉冲在N2/Ar混合气体中产生后向357 nm N2激光，并基于泵浦-探测测量研究了所涉及的增益动力学。我们的研究结果表明，在激发的N2分子的粒子数反转的最小寿命所需的产生强烈的后向氮激光，这是在我们的实验条件下约0.8 ns。结果揭示了从环境空气中产生强后向激光的机制，这是高灵敏度遥感大气应用的高度需求。
2015-04-08 physics.optics
A lasing mechanism based on absorption boundary of gain materials
实验研究了一种新的激光机制。它与传统的带腔激光器和随机散射的随机激光器有很大的不同。在这种机制中，泵浦光的强度依赖性折射率效应和热透镜效应在增益材料中引起大的折射率梯度，这形成了被动等效边界，在激光系统中提供反馈。本文设计了一个实际的激光系统--液体圆盘激光器，它实现了二维全向辐射，效率高达28%，其辐射光谱特性可以用共振拉曼散射解释。
2013-06-27 physics.optics
Lasing modes in ZnO nanowires coupled to planar metals
半导体纳米线激光器可以经受由其环境的变化引起的其激光阈值的修改。一个有前途的选择是使用金属衬底来获得低体积表面等离子体激元（SPP）模式。我们介绍了一个简单的，但定量精确的模型，可以用来描述金属衬底上的纳米线激光器的模式竞争。我们发现，铝基板可以降低激光阈值的ZnO纳米线激光器，而银基板，阈值增加相比，电介质基板。从这些发现中概括，我们预测描述平面金属和半导体纳米线之间的相互作用，这允许指导未来的高度集成的激光源的改进。
2022-11-08 physics.optics
Narrow linewidth lasing and soliton Kerr-microcombs with ordinary laser diodes
窄线宽激光器和由锁模激光器产生的光学频率梳革新了光学频率计量学。在紧凑型晶体或集成环形光学微谐振器中出现的孤子克尔频率梳为应用开辟了新的视野。然而，这些梳齿，正如自然假设的那样，需要窄线宽的单频泵浦激光器。我们证明了一个规则的多频法布里-珀罗激光二极管自注入锁定到一个光学回音壁模式（WGM）微谐振器可以首先有效地转换为一个单频超窄线宽源，然后相干孤子梳状振荡器与低功耗和进一步集成的可能性。
2018-09-26 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
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
Residual pump diagnostics of lasing-state absorption in multipass pumped Yb:YAG thin-disk lasers
HiLASE Centre（HiLASE中心）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
利用残余泵浦功率诊断多通泵浦Yb:YAG薄片激光器中反转相关的吸收，通过准三能级速率方程模型精确再现了吸收分数和输出功率，并评估了热负载和功率缩放。
2026-06-23 physics.optics
Wave interference effect on polymer microstadium laser
研究了光抽运下完全混沌聚合物微体育场中的激光模式。激光模式在频率上有规律地间隔开，并且它们的振幅随频率振荡。数值模拟结果表明，激光模式是多轨道疤痕模式。沿组成轨道传播的分波的干涉导致品质因数在某些频率处出现局部极大值。观察到的激光模振幅随频率的调制是由品质因数的变化引起的，这为开放混沌微腔中的波干涉效应提供了直接证据。
2007-05-07 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
Photon localization laser
利用光子局域化理论，研究了随机放大层状介质中的低阈值随机激光。通过在泵浦激光波长处的局部模式的共振激发来促进激光发射，所述局部模式在样品内的深处达到峰值，具有大大增强的强度。发射发生在与局部增益区重叠的长寿命局部模式中。这种机制克服了一个基本的障碍，以减少激光阈值的扩散随机激光器，其中多重散射限制激发区域的样品表面附近。
2004-09-08 physics.optics
The degenerate band edge laser: a new paradigm for coherent light-matter interaction
我们提出了一类新的激光器的基础上的四阶例外点的简并（EPD）称为简并带边（DBE）。EPD已被发现在宇称时间对称的光子结构，需要损失和/或增益，在这里，我们表明，DBE是一种不同的EPD，因为它发生在周期性的结构，是无损和无增益。由于这种性质，一个小的增益水平是足以诱导单频激光的基础上同步操作的四个简并Floquet-Bloch本征波。这种激光方案构成了光-物质相互作用机制中的一个新范例，该机制也导致了激光阈值与激光腔长的五次方的倒数的前所未有的标度律。与常规带边激光器和具有相同加载质量（Q）因子和长度的腔中的常规激光器相比，DBE激光器具有最低的激射阈值。特别地，即使没有镜面反射器，DBE激光器也表现出比具有相同长度和非常高镜面反射率的均匀腔激光器低一个数量级的激射阈值。重要的是，这种新颖的DBE激光制度强制模式的选择性和相干单频操作，即使泵浦速率远远超过激光阈值，在对比传统的均匀腔激光器的多频性质。
2018-04-02 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
Lasing in 15 atm CO2 cell optically pumped by a Fe:ZnSe laser
在15 atm的CO_2-He气室中，用~50 mJ的Fe：ZnSe激光器泵浦，在4.3 μm波长处获得了10 μm激光输出。获得了产生10 μm激光的最佳抽运波长和CO2分压分别为4.4 μm和0.75atm。在没有腔优化的情况下，光-光转换效率在7个大气压的总压力下达到~10%。在10 atm以上的压力下，增益寿命约为1 μs，表明利用高压光泵CO2实现皮秒10 μm脉冲的高效放大是可行的。
2021-10-21 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
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
Ultraviolet photonic crystal laser
利用聚焦离子束刻蚀技术在氧化锌薄膜中制备了二维光子晶体结构。在光泵浦下，室温下实现了近紫外波段的激光输出。通过对激光频率和激光模空间分布的测量，以及光子能带结构的计算，我们得出激光发生在光子带隙边缘附近的强局域缺陷模中。这些缺陷模式起源于在制造过程中无意引入的结构无序。
2004-06-01 physics.optics
Random lasing in an Anderson localizing optical fiber
报道了在无序玻璃光纤中由横向安德森局域化介导的定向随机激光。先前的随机激光器的演示发现了有限的应用，因为它们的多方向性和激光发射的混沌波动。本文提出的随机激光器工作在安德森局域化区。无序诱导的局域态形成孤立的局域通道，使输出激光束具有高度的方向性和稳定的光谱。强的横向无序和纵向不变性导致孤立的激光模式与周围环境的相互作用可以忽略不计，在由空气-光纤界面形成的法布里-珀罗腔中来回传播。结果表明，如果一个局域化的输入泵浦扫描整个无序光纤输入面，输出激光信号遵循泵浦的横向位置。此外，在无序光纤的输入面上均匀分布的泵浦产生具有非常低的空间相干性的激光信号，这在包括利用光纤束的图像传输的许多光学平台中可能具有实际重要性。
2017-06-02 physics.optics
Anomalous single-mode lasing induced by nonlinearity and the non-Hermitian skin effect
单模工作对于高泵浦功率下工作的激光器来说是一种理想但难以实现的特性。典型地，单模激射接近阈值是可达到的，但是增加泵浦功率由于模间增益竞争而引起多个激射峰值。我们提出了一种具有相反行为的激光器：多模激射发生在低输出功率下，但泵浦超过一定值会产生单一激射模式，所有其他候选模式都经历负有效增益。这种行为出现在具有非微调非对称耦合的耦合光学谐振器的晶格中，并且是由非线性增益饱和和非厄米趋肤效应之间的相互作用引起的。在频域和时域模拟中观察到单模激射。它对现场无序是鲁棒的，并且可以扩展到大的晶格尺寸。这一发现可能有助于实现高功率激光器阵列。
2022-08-01 physics.optics
Localized modes revealed in Random Lasers
在足够强的散射介质中，光传输被抑制并且模式以指数方式局部化。类安德森局域态一直被认为是低阈值、低成本随机激光器的高Q光学模式的潜在候选者。然而，在这种情况下操作仍然是一个挑战，因为在光学中难以实现安德森局域化，并且非线性模式相互作用损害其观察。在这里，我们单独展示了每个激光模式的低维固态随机激光器通过施加非均匀的光学增益。通过取消增益竞争和交叉饱和，我们证明了所有的激光模式是空间本地化。我们发现，选择性激发显著降低了激光阈值，同时激光效率大大提高。我们进一步展示了它们的空间位置对提高激光功率效率的重要性。通过有效地抑制空间烧孔效应，我们可以开启最佳外耦合随机激光模式。我们的演示开辟了道路，探索线性和非线性模式的相互作用，增益的存在，以及激光应用的无序工程。
2021-06-23 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
Taming Randomness in Random Lasers: Programmable Disorder for Active Control of Random Lasing via Electric-Field-Directed Assembly of Nanowires
School of Electrical Engineering and Computer Science, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学电气与计算机工程学院）；Materials Research Institute, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料研究所）；Department of Chemistry, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学化学系）
本文提出了一种电可重构的随机激光平台，利用电场引导组装银纳米线，实现对随机激光特性实时调控，展示了降低阈值、调节发射强度和控制偏振态的能力。
2026-04-28 physics.optics
Random Laser Emission at Dual Wavelengths in a Donor-Acceptor Dye Mixture Solution
研究了以ZnO纳米粒子为散射中心，罗丹明-B（Rh-B）和恶嗪-170（O-170）为二元染料混合物的弱散射体系中同时产生两个波长的随机激光辐射。对单个Rh-B染料的随机激光性能进行了广泛的研究，以改变小信号增益/散射体密度，并发现激光阈值显着依赖于分散的纳米颗粒的数密度。尽管泵浦效率低，但我们证明了O-170染料溶液中由于Rh-B染料作为施主的共振能量转移而产生随机激光的可能性。在染料混合物溶液中的荧光团和散射体的最佳浓度，非相干随机激光有效地同时实现在两个波长中心相距90 nm。发现染料混合物溶液中供体和受体的双发射强度、激光阈值和放大率是相等的。
2016-08-26 physics.optics
Photon bursts at lasing onset and modeling issues in micro-VCSELs
在中尺度半导体激光器的输出中观察到自发光子爆发。它们的外观相比，从激光速率方程和随机激光模拟器获得的预测。虽然后者是能够预测所观察到的大光子爆发，光子数计算前者产生的噪声跟踪远低于实验检测的限制。我们解释了两种方法之间的差异的基础上的一个不正确的会计的发病受激发射的速率方程，而不是能够补充的物理描述，通过拓扑考虑。
2019-10-17 physics.optics
Semicoductor-metallic hybrid nano-disk laser
本文设计并制备基于 InGaAsP MQWs 或 InGaAs 体材料的半导体-金属混合纳米盘激光器，通过介质屏蔽层增强 SPP 模式，并验证不同尺寸与温度下的单模及多模激射。
2023-08-31 physics.optics
Self-consistent theory of random lasing in the time-domain
随机激光器是由于无序纳米结构中的重复散射而发生激光的独特系统。以前的描述随机激光是众多的，但是一个完整的依赖于时间的理论，描述了直接从第一原理的增益介绍是缺乏在文献中。这封信将提出一个分析的自洽含时随机激光理论，其中包含从著名的稳态从头计算激光理论的结果。该理论还可以描述在以前的实验中观察到的一些时间现象，并有助于将这些设备纳入其设想的实际应用中。
2019-11-20 physics.optics
Multi-line lasing in the broadly tunable ammonia quantum cascade laser pumped molecular laser
气态氨已经被证明是量子级联激光泵浦分子激光器（QPML）的一个引人注目的增益介质，表现出良好的功率效率，但有限的可调谐性。在这里，我们探讨了氨QPML产生强大的，广泛可调谐的太赫兹频率激光旋转和纯反转过渡的潜力。在理论上预测了可能的激光频率，泵浦阈值和效率后，我们实验上证明了前所未有的可调谐性-从0.762到4.5 THz以上-通过广泛可调谐的量子级联激光器泵浦Q和R分支红外跃迁。我们还展示了两种类型的多线激光：同时纯反转和旋转反转过渡从同一泵浦旋转状态，级联激光涉及以下泵浦旋转状态的过渡。我们报告的单频功率水平高达0.33毫瓦，从一个小体积的激光腔。
2022-02-07 physics.app-ph physics.optics
Onset of lasing in small devices: the identification of the first threshold
我们提出了一种简单而灵活的技术，用于识别激光器中的相干发射的开始，从中尺度到纳米尺度，它利用光子计数和一个小的振幅调制添加到泵。最佳调制频率是从未扰动激光发射的射频功率谱中获得的。激光起始的识别依赖于作为泵浦速率的函数绘制的零阶自相关函数（$g^{(2)}(0)$）的响应中的共振的出现。这种技术的内在简单性及其光子计数的使用使其成为证明纳米级源中激光发射开始的极好工具。
2018-03-01 physics.optics
Harmonic lasing of x-ray free electron laser: on the way to smaller and cheaper
通过利用波荡器辐射的高次谐波，谐波激光有助于小型X射线自由电子激光（FEL）的发展，即降低其成本和尺寸。在低增益自由电子激光振荡器中，从太赫兹、红外到紫外光谱范围内，实验证实了自由电子激光的谐波激射。本文根据国内外短波长自由电子激光的研究现状和发展趋势，综述了X射线自由电子激光谐波激射的研究进展，重点介绍了最近提出的X射线自由电子激光振荡器的谐波激射以及单程X射线自由电子激光放大器谐波激射的进一步设想。
2013-05-06 physics.acc-ph physics.optics
Transition to lasing induced by resonant absorption
本研究理论揭示恒定增益下吸收增强反而触发激光的AIL机制，证明其源于窄线宽吸收介质引入的新模式，并在两类谐振系统中验证了普适性与抗失谐稳健性。
2014-12-19 physics.optics
Multimode Lasing in Wave-Chaotic Semiconductor Microlasers
从理论和实验上研究了具有混沌射线动力学的介质微腔激光器的激射行为。实验表明，D形和体育场形的波混沌腔的多模激光。理论计算还发现了不同形状、尺寸和折射率的多模激光。虽然体育场和D-腔的理论激光光谱之间存在定量差异，但由于存在具有非常高的品质因数的疤痕模式，这些差异随着系统尺寸的增加而减小，并且当考虑到表面粗糙度的影响时，这些差异也大大减小。激光光谱的计算是基于稳态从头计算激光理论，并表明增益竞争是不足以导致在这些系统中的单模激光。
2019-08-14 physics.optics
Unconventional modes in lasers with spatially varying gain and loss
我们讨论了一类由空间非均匀增益分布产生的激光模式。这些激光模式是“额外模式”，除了传统的激光模式之外，并且与传统的激光模式非常不同，传统的激光模式由无源腔谐振引起。这些新的模式在整个增益区不具有高强度，而是在增益边界和整个无增益区局部化。它们是表面模式，起源于无增益区的传输谐振。使用S-矩阵描述，我们连接这些表面模式的PT对称（平衡增益损耗）腔的激光模式。
2011-06-15 physics.optics
Metasurface integrated Vertical Cavity Surface Emitting Lasers for programmable directional lasing emissions
垂直腔面发射激光器（VCSEL）为现代光电子技术的发展做出了不可或缺的贡献。然而，在紧凑的系统中任意的VCSEL光束整形仍然是不可实现的。新兴的超薄平面光学结构，即超颖表面，提供了一个强大的技术来操纵电磁场与亚波长的空间分辨率。在这里，我们表明，电介质超颖表面与VCSEL的单片集成，使显着的任意控制的激光束的轮廓，包括自准直，贝塞尔和涡旋激光器，具有高效率。通过VCSEL兼容技术的这种超颖表面的晶片级集成简化了组装过程并保持了VCSEL的高性能。我们设想，我们的方法可以在各种广泛的应用中实现，例如光纤通信、激光打印、智能手机、光学传感、人脸识别、定向显示和超紧凑型光探测和测距（LiDAR）。
2020-01-16 physics.optics
Photonic crystal microdisk lasers with exceptional spontaneous emission coupling to the lasing mode
微盘激光器长期存在的一个问题是微盘中小的自发发射耦合率（β）。我们发现，这是由于发射极自发发射耦合到竞争的法布里-珀罗（FP）模的微盘腔。在此基础上，我们提出了一种新型的光子晶体微盘（PCM）激光器，以大幅抑制在垂直FP模式的光子态密度。结果，我们获得了比先前报道的室温下最高β 0.15增加三倍的β。当周期数大于1时，截断光子晶体中的自发发射控制变得有效。我们还实现了低温下三叠层PCM激光器，其β高达0.72，比典型的单微盘（0.03）高24倍，阈值降低了50%。
2011-12-08 physics.optics
Theory of chiral edge state lasing in a two-dimensional topological system
本文从理论上研究了具有可饱和光学增益的玻色子Harper-Hofstadter模型中的拓扑激光运转。的激光边缘模式的手性的关键后果被突出，如急剧依赖的放大区域的几何形状上的激光阈值和超低弛豫时间和对流不稳定制度的可能性。不同的不稳定制度的特征在于由噪声维持的时空结构，并且预计在对流和绝对（激光）阈值之间发生传播探测束的强放大。评估了拓扑激光操作对静态无序的鲁棒性。
2019-11-04 physics.optics
Yellow diode-pumped lasing of femtosecond-laser-written Dy,Tb:LiLuF4 waveguide
Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学）；Lumibird Photonics Italia Srl（Lumibird光子意大利有限公司）
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
Exceptional points and lasing self-termination in photonic molecules
我们利用非厄米二聚体模型研究光子分子激光器的丰富物理。我们表明，最近使用严格的稳态从头计算激光理论（SALT）预测，可以捕捉到这个玩具模型的几个有趣的功能。特别是，我们证明了在泵浦选择性激光和激光自终止现象的特殊点所发挥的核心作用。由于其透明的数学结构，我们的模型提供了一个清晰的理解，不同的物理参数（光损耗，微腔和泵浦曲线之间的模式耦合）如何影响激光作用。有趣的是，我们的分析还证实，对于频率失配的腔，在例外点附近的操作（实际上没有穿过平方根奇点）仍然可以导致激光自终止。我们证实后一种预测的两个耦合板腔散射矩阵分析和SALT技术。此外，我们采用我们的模型来调查泵浦控制激光行动，我们表明，发射模式的例外点的增益参数空间中的位置。最后，我们将这些结果推广到多腔光子分子中，发现了高阶EP和泵浦诱导局域化的存在。
2014-04-04 physics.optics
Single mode lasing and spectral narrowing in photonic crystal line-defect cavities via spatially selected Bloch modes
College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University（浙江大学信息与电子工程学院）；State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University（硅与先进半导体材料国家重点实验室，浙大杭州全球科创中心，浙江大学）；Research Institute of Intelligent Computing, Zhejiang Lab（智能计算研究院，浙江实验室）；College of Integrated Circuits, Zhejiang University（浙江大学集成电路学院）
本文提出通过光学干涉空间泵浦特定布洛赫模式，实现光子晶体线缺陷腔激光器单模激射，边模抑制比超30dB，并改善线宽与噪声特性。
2025-10-26 physics.optics
Directing random lasing emission using cavity exciton-polaritons
随机激光是一种发生在具有光学增益的无序结构中的有趣现象。在这种激光器中，光的光的散射为激光作用提供了必要的反馈。由于光散射，随机激光系统在所有方向上发射，与常规激光器的定向发射相反。虽然在某些情况下可能需要这种特性，但大多数应用仍然需要控制发射方向性。此外，众所周知，腔激子-极化激元的激发具有内在的方向性。作为激子态和腔模的叠加的腔极化激元的每个波长（能量）对应于明确定义的传播方向。我们证明，在这篇文章中，耦合发射的二维随机激光与腔极化激元共振允许控制的随机激光的发射方向。这导致定向随机激射，其相对于微腔轴的发射角可以通过改变腔失谐而在大范围的角度内调谐。在这项工作中实验达到的发射角为15.8 $^\circ$和22.4 $^\circ$。
2020-01-30 physics.optics
Manipulating Random Lasing Correlations in Doped Liquid Crystals
本研究通过光泵浦掺金纳米颗粒与激光染料的MBBA液晶产生随机激光，证明可通过改变阈值附近泵浦能量调控模式强度关联，揭示其与激光持续性的相关性，为随机激光动态调控及相关应用提供支撑。
2023-04-30 physics.optics
CPA-laser effect and exceptional points in PT-symmetric multilayer structures
相干完全吸收（CPA）和激光的同时存在是非厄米光子学最有趣的特性之一。然而，CPA激光和PT对称性破缺在例外点（EP）之间的联系需要澄清。本文利用传输矩阵方法和Maxwell-Bloch方程的数值模拟研究了PT对称多层损耗增益结构中CPA激光效应的表现形式。我们发现，在不同的相位关系的输入波之间的吸收和放大之间的最大对比度达到远低于EP，因此是不连接到真正的激光。在这个政权，有一个很好的定性协议之间的计算方法。在EP之上，系统展示了激光发射，而不管输入波的参数如何。因此，吸收和放大之间的最大对比度对应于CPA放大器而不是CPA激光器。
2019-08-13 physics.optics
Universal single-mode lasing in fully chaotic two-dimensional microcavity lasers under continuous-wave operation with large pumping power
对于完全混沌的二维微腔激光器，在腔尺寸远大于波长和外部泵浦功率足够大的假设下，提出了一种既保证稳定单模激射态存在又保证稳定多模激射态不存在的理论.理论上表明，这些普遍的光谱特性产生于两种不同类型的非线性的协同效应：腔形状的变形和模式的相互作用，由于激光介质。我们的理论是基于麦克斯韦-布洛赫方程的定态的线性稳定性分析，并占单模激光现象中观察到的实际和数值实验的完全混乱的二维微腔激光器。
2017-12-16 nlin.CD 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
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
All Optical Flip-Flop Based on Coupled Laser Diodes
提出了一种基于两个耦合的相同激光二极管的全光置位-复位触发器。激光器被耦合，使得当其中一个激光器发射激光时，它抑制另一个激光器的激光发射。触发器的状态由当前发射激光的激光器决定。速率方程被用来模拟触发器，并获得稳态特性。该触发器的实验证明，通过使用镀膜激光二极管和自由空间光学。
1999-09-21 physics.optics
Controlling lasing around Exceptional Points in Coupled Nanolasers
本文通过可编程光激发研究显著高于阈值的耦合纳米激光器，绘制奇异点周围的模式演化并观测激射间隙，利用耦合实现阈值与波长控制及频率切换，为可编程片上激光源提供新平台。
2023-06-28 physics.optics
