Deviation from Snell's Law for Beams Transmitted Near the Critical Angle: Application to Microcavity Lasers
我们表明，当一个狭窄的光束入射到一个介电界面附近的临界角的全内反射，它将被传输到远场的角度偏转从斯涅耳定律预测的方向，由于一种现象，我们称之为“菲涅耳滤波”。这种效应对于与介质微腔激光器相关的参数范围可以是相当大的。
2001-09-24 physics.gen-ph physics.optics
Strong coupling regimes of an organic exciton mirror in a microcavity
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Fraunhofer-Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所）；University of Bonn（波恩大学）；University of Iceland, Science Institute（冰岛大学理学院）
研究光腔模式与超薄激子镜耦合导致的强光-物质耦合新机制，通过12 nm J-聚集薄膜实现从弱耦合到超强耦合的调控，揭示了激子镜改变边界条件并连接不同阶光腔模式的现象。
2026-06-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Inverse solving the Schrödinger equation for precision alignment of a microcavity
本研究针对光学微腔镜对准问题，提出通过薛定谔方程逆运算从腔模图样重建有效势以确定镜倾斜量的方法，结合正则化提升稳定性，实现约100纳弧度的角度分辨率。
2024-04-11 physics.optics quant-ph
Giant Rabi splitting and polariton photoluminescence in an all solution-deposited dielectric microcavity
本文首次制备全溶液加工的罗丹明6G介电极化激元微腔，实现超过400 meV拉比分裂，并发现强耦合使双分子湮灭临界激发密度提升逾10倍。
2024-10-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interaction between dual cavity modes in a planar photonic microcavity
从理论上研究了光通信波长范围内平面光子微腔结构中双腔模之间的相互作用。结合实际的微腔结构，分析了腔模的合并和分裂。通过改变两个腔之间的层数，实现了双腔谐振到单腔谐振的合并。通过增加微腔结构前后反射镜的反射率，实现了单腔谐振向双腔谐振的分裂。从结构参数的角度建立了腔模合并和分裂的阈值条件。根据微腔结构中的电场强度分布，讨论了双腔模合并为单腔谐振的物理根源。双腔模微腔结构可用于产生纠缠光子对，实现激子与光子的强耦合，以及用于光通信中的高分辨率多波长滤波器。
2014-11-27 physics.optics
Bragg-like microcavity formed by collision of single-cycle self-induced transparency light pulses in a resonant medium
本文提出通过在二能级介质中心碰撞两个单周期阿秒自诱导透明脉冲，可形成参数可快速调整的类Bragg微腔，实现了亚周期时间尺度上的介质动态特性控制。
2024-02-14 physics.optics
Nanoantenna-Microcavity Hybrids with Highly Cooperative Plasmonic-Photonic Coupling
纳米天线通过将光能集中到远低于衍射极限的程度来提供对光的最终空间控制，而它们的品质因数（Q）受到大的辐射和耗散损耗的限制。另一方面，介电微腔能够通过延长的光子存储时间产生高Q因子，但具有衍射限制的光学模式体积。在这里，我们桥接两个世界，通过研究一个示例性的混合系统集成等离子体金纳米棒作为纳米天线与谐振介电光子晶体（PC）板作为低损耗微腔，更重要的是，通过协同结合它们的优势，产生更强的局部场增强比单独的实体。为了实现两种极性相反类型的纳米光子谐振元件之间的这种协同作用，我们表明，协调纳米天线的耗散损耗和低损耗腔的Q因子是至关重要的。与使用法布里-珀罗谐振器的天线-腔耦合方法相比，该方法已被证明成功地用于天线的局部场强度的谐振放大，我们从理论和实验上表明，耦合到适度Q PC引导谐振可以产生至少一个数量级的更大放大。协同纳米天线-微腔混合策略为进一步增强纳米级光-物质相互作用开辟了新的机会，从而使许多领域受益，例如非线性光学、纳米激光器、等离子体激元热载流子技术以及表面增强拉曼和红外吸收光谱。
2018-11-15 physics.optics
Bose-Einstein condensation of photons with nonlocal nonlinearity in a dye-doped graded-index microcavity
我们考虑由梯度折射率（GRIN）玻璃制成的微腔，掺杂染料分子，放置在两个平面镜中，并研究光子的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。镜子的存在导致了有效的光子质量，折射率梯度提供了有效的捕获频率;光子气体在形式上等价于被捕获在各向同性谐波势中的二维玻色气体。包含非线性效应提供了光子之间的有效相互作用。我们讨论，特别是，热透镜效应和非局域非线性，并定量比较我们的结果与实验数据。
2014-06-24 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Broadband wide-view all-dielectric handedness-preserving mirror
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；Osipyan Institute of Solid State Physics RAS（奥西皮扬固体物理研究所）；PN Lebedev Physical Institute of RAS（列别捷夫物理研究所）
本研究提出了一种宽带全介质镜，通过优化实现手性保持反射，适用于手性光的法布里-佩罗共振腔
2026-01-13 physics.optics
Inverse Design of All-dielectric Parallel-Plane Mirror Resonator
在本研究中，我们利用平行平面镜共振腔类比法，以目标优先逆设计法来设计全介质光学共振腔。通过预定义的目标函数成功地限制光，以创建用于基本横向电极化的强度模式的对称反射镜区域。该算法在随机结构中产生带隙，在所需波长处获得谐振峰，而无需对参数空间进行任何直观的扫描。一阶模被限制在预定波长的腔区域上。所得到的结构进行了分析，通过使用二维时域有限差分法。所提出的结构具有紧凑的配置，占用面积为$13.394 \times 0.592 μm^2$。
2019-03-11 physics.optics
Chiral Optical Tamm States at the Interface between a Cholesteric and an All-Dielectric Polarization-Preserving Anisotropic Mirror
手征光学Tamm态是光在保偏各向异性镜和光学手征介质（如胆甾相液晶）之间的界面处的一种新的局域态。在这项研究中，无金属保偏镜用于有效的谐振控制。强调了全介质结构在获得高Q值方面的优势。光在界面附近局部化，并且场随着离界面的距离呈指数衰减。场到手性介质中的穿透在对应于光子带隙的波长处并且接近螺旋的节距处几乎被阻挡。保偏镜还具有另一个光子带隙。我们的分析与精确计算非常吻合，可实现激光和传感应用的智能设计。
2018-08-19 physics.optics
Non-Hermiticity and conservation of orthogonal relation in dielectric microcavity
近年来，开放量子系统的非厄米性质及其应用引起了人们的广泛关注。虽然大多数的研究都集中在非厄米特系统的特征性质上，但在这里我们关注以下问题：一个非厄米特系统可以是厄米特系统的一个子系统，正如人们可以在Feshbach投影算子（FPO）形式主义中清楚地看到的那样。在这种情况下，尽管子系统（非厄米特）的本征向量满足双正交条件，但总（厄米特）系统的本征向量的正交性必须保持。因此，我们可以预言，一定存在一些显著的过程，这些过程将非厄米子系统与其余部分联系起来，并最终保持整个系统的厄米性。在本文中，我们研究这样的过程中开放的椭圆微腔。腔的内部是一个非厄米系统，外部是FPO形式的耦合池。我们调查的内部和外部的行为与避免共振交叉（ARC）之间的相关性，并分析结果的自能和集体兰姆位移的相对差异之间的权衡。这些结果来自于全厄米量子系统的正交性守恒。
2018-07-17 physics.optics quant-ph
Lateral beam shifts and depolarization upon oblique reflection from dielectric mirrors
本文研究介质镜在斜入射下对聚焦光束产生的横向位移、形状畸变和退偏振效应，通过模拟与实验测量揭示其波长、角度和偏振依赖性，并呼吁供应商公开相关产品信息。
2022-11-25 physics.app-ph physics.optics
Nanoparticle detection in an open-access silicon microcavity
我们报告在微机械，开放式法布里-珀罗微腔中检测游离纳米粒子。当镜间距为$130\,μ$ m，曲率半径为$1.3\,$ mm，束腰半径为$12\,μ$ m时，对称红外谐振腔的模体积小于$15\,$ pL.小的束腰，加上超过34，000的精细度，使得能够在高真空中检测纳米尺度的介电颗粒。该装置允许实时监测单个$150\,$ nm半径二氧化硅纳米球的运动。我们观察到粒子和腔场之间的强耦合，这是光机控制的先决条件。我们讨论了光学冷却和检测的电介质粒子小于$10\,$ nm的半径和$1\times10^7\,$ amu的质量的前景。
2017-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Metamaterial Coatings for Broadband Asymmetric Mirrors
我们报道了具有高反射不对称性的纳米复合金属-介质薄膜涂层的设计和制备。应用基本的色散工程原理来模拟宽带和大反射率的不对称性，我们得到了一个模型的超材料膜的介电函数，非常类似的无序金属介电纳米复合材料的有效介电常数。使用沉积在玻璃衬底上的无序纳米晶银膜实现的涂层证实了理论预测，表现出对称的透射率，大的反射率不对称性和独特的平坦反射率不对称性。
2007-03-10 physics.optics
Silicon microcavity arrays with open access and a finesse of half a million
光学谐振腔是科学技术中越来越重要的工具。它们的应用范围从激光物理、原子钟、分子光谱学和单光子产生到原子或纳米尺度物体的检测、捕获和冷却。这些应用中的许多受益于强模式限制和高光学品质因数，使得高表面质量的小反射镜是理想的。在硅中构建这样的设备在电信波长处产生超低吸收，并使微结构与机械，电气和其他功能集成。在这里，我们通过制造具有超光滑表面、小且良好控制的曲率半径、超低损耗和高反射率的光刻对准硅镜，将光学谐振器技术推向新的极限。我们建立大型阵列的微腔的精细度大于F = 500，000和330毫微微升的模式体积在1550 nm附近的波长。这种高质量的微镜开辟了一个新的光学领域，使人们能够对光与物质之间的强耦合进行前所未有的探索。
2019-01-16 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Group delay of electromagnetic pulses through multilayer dielectric mirrors beyond special relativity
本文研究了光脉冲通过多层介质镜（MDM）与引力波（GW）耦合后的群延迟。我们发现对于透射波包，延迟随MDM长度线性增加，而哈特曼效应消失。我们的研究提供了深入了解量子隧穿和GW的性质。
2012-11-27 gr-qc physics.optics
Computation and optimization of the Purcell factor of an open tunable Fabry-Perot microcavity
原子的自发发射可以通过把它们放在两个形成光学腔的镜子之间来控制。在过去的10年中，材料加工技术的快速发展使得制造可以被精细地调谐到与发射器共振的微观光学腔成为可能。这使得单光子源、纳米激光器和新纳米发射体（如半导体量子点和金刚石中的氮空位中心）的光谱学方面取得了进展。在这里，我们介绍了一个逐步的方法来计算最新一代的开放式可调谐法布里-珀罗微腔用于微光致发光研究的Purcell因子。我们讨论了如何可以优化作为腔的几何形状的函数的Purcell因子，并找到与发射器的共振的条件。微妙之处，如发射器的光学特性和穿透深度的电场到腔镜也被认为是。
2022-04-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Low-loss amorphous dielectric metasurface mirror for precision optical cavities
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文设计并实验实现了1064 nm波长下低损耗非晶介质超表面反射镜，峰值反射率99.10%，损耗0.26%，可将涂层布朗噪声降低3-5倍，有望提升精密光学腔性能。
2026-09-30 physics.ins-det physics.optics
Radiation Pressure on Submerged Mirrors: Implications for the Momentum of Light in Dielectric Media
对浸没在介电液体中的反射镜的辐射压力测量一致地显示了液体中光子的有效闵可夫斯基动量。使用精确的理论计算的基础上麦克斯韦方程组和洛伦兹定律的力量，我们表明，这一结果是一个事实，即传统的镜子赋予，反射后，180度相移的入射光束的后果。如果镜子被设计成赋予不同的相位，那么有效动量将在闵可夫斯基动量和亚伯拉罕动量的两个极端之间的任何地方。由于在这两个极端之间的范围内的所有值在实验中同样可能被发现，我们认为，在一个电介质主机内的光子动量有亚伯拉罕和闵可夫斯基动量的算术平均值。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
Dissipative and dispersive cavity optomechanics with a frequency-dependent mirror
本文研究了包含悬浮 Fano 镜的光力学系统，构建了包含色散与耗散耦合的量子模式理论，发现通过强光学模式耦合实现有效边带分辨，可在未分辨边带区实现室温基态冷却。
2024-03-06 physics.optics quant-ph
Monolithic semiconductor hemispherical micro cavities for efficient single photon extraction
我们提出了一种单片半导体微腔设计，用于增强嵌入式量子发射器（如量子点或色心）的光-物质相互作用和光子提取效率。微腔是由平面后镜和顶部曲面镜组成的半球形法布里-珀罗设计。通过降低曲面镜的高度来抑制结构中的高阶模式，从而导致有效的光子提取到具有高斯远场辐射图案的基模中。通过改变反射镜的反射率可以很容易地改变腔的精细度，并且我们考虑两种具体情况：用于增强自组装量子点的宽带光子提取的低精细度结构和用于增强金刚石中色心的零声子线的单光子提取的中等精细度腔。我们还考虑了结构缺陷对腔性能的影响。最后，我们提出了单片GaAs半球形微腔的制作和光学特性。
2019-05-24 physics.app-ph physics.optics
Fabrication and Optical Properties of a Fully Hybrid Epitaxial ZnO-Based Microcavity in the Strong Coupling Regime
为了实现室温下的极化激元激光，提出了一种新的平面微腔制备方法：在AlGaN/AlN/Si衬底上外延生长ZnO基微腔，并使用两个介质镜。这种方法允许同时获得高质量的有源层以及高光子限制，如通过宏观和微观光致发光（μ-PL）和反射率实验所证明的。由于μ-PL，证明了品质因数为675和在k=0处的最大PL发射，揭示了即使在低激发功率下也有效的极化激元弛豫。
2011-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Overlapping two standing-waves in a microcavity for a multi-atom photon interface
我们开发了一个光-物质界面，使冷原子链和光腔光子之间的强而均匀的耦合成为可能。这个接口是一个光纤法布里-珀罗腔，双共振的原子跃迁的波长和一个几何相称的红失谐腔内捕获晶格。满足强而均匀的原子-光子耦合的条件需要优化腔中两个驻波之间的空间重叠。在强耦合腔中，当模腰和瑞利范围都很小时，我们导出了考虑Gouy相位的最佳陷波波长的表达式。控制驻波重叠的主要参数是在两个波长之间的腔镜上的反射的相对相移，我们推导出最佳值。我们已经建立了一个根据这些结果优化的微腔，采用定制的反射镜与工程反射相位的两个波长。我们提出了一种高精度测量反射时相对相移的方法，这使我们能够确定该腔中两个模式的空间重叠。
2020-03-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Specular-reflection photonic hook generation under oblique illumination of a super-contrast dielectric microparticle
最近，我们的工作报告的可能性，克服临界条件的平面光波衍射介电颗粒，这是通常所知的“折射率对比度小于2”的局域光子纳米射流。为此，提出了一种新的基于超反差微粒（n~2）的反射模式光子纳米射流产生的几何方案。在本文中，通过数值FDTD计算的光学近场结构的二维和三维介质微粒（圆柱体，球体），我们扩展我们的考虑的情况下，倾斜的粒子在镜照明，并提出新的物理现象所考虑的光子几何。这些是准逆行光子纳米射流的产生后，倾斜的粒子照明和形成的“镜面反射光子钩”（S-钩）的形式的光场局部化的曲线空间区域。通过改变入射光的方向和平面镜的旋转，分析了两种不同的制度的s-钩形成。
2020-09-25 physics.optics
High-precision and low-noise dielectric tensor tomography using a micro-electromechanical system mirror
本研究提出一种基于微机电系统镜的增强照明策略，实现了高精度、低噪声的介电张量层析成像，为各向异性材料的双折射研究提供了强大工具。
2024-02-14 cond-mat.soft physics.optics
Degradation of Ta$_2$O$_5$ / SiO$_2$ Dielectric Cavity Mirrors in Ultra-High Vacuum
本文研究超高真空中Ta$_2$O$_5$/SiO$_2$介质腔镜的退化问题，发现高温烘烤导致表面粗糙度增加，归因于氧还原和钽亚氧化物缺陷生长，并提出避免退化的建议以促进腔耦合量子系统的应用。
2023-08-31 physics.atom-ph physics.optics
Electrically pumped WSe$_2$-based light-emitting van der Waals heterostructures embedded in monolithic dielectric microcavities
原子级薄层状材料的垂直堆叠为制造具有良好光电性能的异质结构开辟了新的可能性。石墨烯、六方氮化硼和半导体过渡金属二硫属化物的组合允许制造与宽范围的衬底兼容的电致发光（EL）器件。在这里，我们展示了一个完整的集成的电致发光范德华异质结的单片光学微腔制成的两个高反射率介质分布布拉格反射器（DBR）。由于在顶部反射镜沉积期间保护WSe $_2$的石墨烯和六方氮化硼的存在，我们完全保留了器件的光电行为。两个明亮的腔模式出现在EL光谱特征的Q-因子分别为250和580：第一个是直接归因于单层面积，而第二个是归因于WSe $_2$岛外引导的发射部分。通过将EL器件嵌入微腔结构内部，实现了发射光的方向性的显著修改，与没有顶部DBR的相同EL器件相比，在最大发射的角度处峰值强度增加了近两个数量级。此外，WSe $_2$ EL与具有色散的腔模的耦合允许通过改变从微腔观察EL的角度来调谐超过35 nm（80 meV）的峰值发射波长。该工作为基于范德华异质结构的小型垂直腔面发射器件的研制提供了一条途径。
2020-06-04 physics.app-ph physics.optics
Deterministic Transferable Planar Dielectric Mirrors for Investigating Strong Light-Matter Coupling
Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）
本文提出一种确定性干转移方法，用于制造完整的介电微腔，采用上下SiO₂/TiO₂布拉格镜，无需后生长剥离工艺，实现Q因子达4×10³，利用单层WS₂作为活性介质，在室温及低温下观察到强激子-光子耦合信号。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Proton irradiation robustness of dielectric mirrors for high-finesse Fabry-Pérot resonators in the near-infrared spectral range
我们表明，质子辐照与注量的$3.6\times10^{10}$ /cm $^{2}$在低能量（$<$ 36 MeV）和$1.46 \times 10^{10}$ /cm $^{2}$在高能量（40 MeV和90 MeV的组合）的介质镜的法布里-珀罗腔的精细度约为700 000的原因小于5%的精细度的变化。此外，没有观察到对腔的耦合效率的影响，效率约为70%。辐照使用的光谱近似于为时空探测器和量子等效空间测试（STE-QUEST）任务[ \url{http://sci.esa.int/ste-quest/} ]提出的持续时间为5年的高度椭圆地球轨道的质子能谱。
2013-10-02 physics.ins-det physics.optics
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
Wavelength-tunable open double-microcavity to enhance two closely spaced optical transitions
由于微腔在增强光提取和光与物质相互作用方面的作用，微腔一直被认为是量子光子学研究中不可或缺的元素。传统的高Q腔结构通常仅允许单个光学跃迁被调谐到与特定模式的谐振中。然而，向更先进的双腔结构的过渡引入了新的和有趣的可能性，例如用两种不同的腔模式同时增强两个光谱接近的光学跃迁。在这里，我们调查的腔结构组成的单片平面腔封闭在两个半导体分布式布拉格反射器（DBR）和顶部介质镜沉积在光纤尖端。当底部腔由两个DBR形成时，光纤尖端上的反射镜和半导体芯片的顶部DBR产生第二可调谐腔。这些耦合腔在调谐到共振时表现出模式杂交，并且它们的分裂可以通过合适的样品设计来调整以与紧密间隔的光学跃迁的光谱分离相匹配。此外，我们报告的同时共振调谐的激子和双激子跃迁的半导体量子点，每一个到一个单独的模式的开放光纤为基础的双腔。在同时共振的衰减时间测量表明，Purcell因子为$F_P^X$ =1.9 $\pm$ 0.4的激子跃迁。
2022-09-01 physics.optics quant-ph
Mirror-backed dielectric metasurface sensor with ultrahigh figure of merit based on super-narrow Rayleigh anomaly
具有大的局部场增强的等离子体纳米结构已经被广泛研究用于传感应用。然而，由于相对高的欧姆损耗，品质因数以及因此感测品质因数受到限制。在这里，我们提出了一种新的等离子体传感器的基础上超窄瑞利异常（RA）的反射镜背介电超颖表面的质量因数。模拟结果表明，在这样的超颖表面的RA可以有一个超高的品质因数的16000在可见光区，这是一个数量级大于最高值的等离子体纳米结构。我们将这种惊人的性能归因于远离金属膜的增强的电场。超高的品质因数和限制在覆盖区的极大增强的场使得反射镜背衬的电介质超颖表面成为用于感测的理想平台。我们表明，这种基于RA的元表面传感器的品质因数可以高达15930/RIU。此外，我们揭示了基于RA的等离子体传感器具有一些典型的特征，为结构设计提供指导。我们希望这项工作能够推动高性能等离子体超颖表面传感器的发展。
2021-11-27 physics.app-ph physics.optics
Tunable bilayer dielectric metasurface via stacking magnetic mirrors
功能可调性、环境适应性和易于制造是超颖表面中高度期望的特性。在这里，我们提供了一个由两个堆叠的相同电介质磁镜组成的可调双层超表面，它们由主导电偶极和其他磁多极激发，在界面附近表现出非局部电场增强和高反射。与通过两种不同功能的结构直接叠加实现的可调谐性不同，我们通过控制两个磁镜界面附近的层间耦合实现了高反射和高透射的可逆转换。当层间距较小时，磁镜效应增强了层间耦合。减小双层超颖表面的层间距导致更强的层间耦合和超原子的散射抑制，这导致高透射率。相反，增加间距导致层间耦合减弱和散射增强，从而导致高反射。双层超颖表面的高透射率具有良好的鲁棒性，这是由于具有层间耦合的元原子可以保持对相邻元原子运动和无序位置扰动的散射抑制。该工作为设计可调谐超颖表面提供了一种简单的方法（即堆叠磁镜），为高性能光开关在通信和传感领域的应用提供了新的思路。
2022-03-18 physics.app-ph physics.optics
Mirror Surface Nanostructuring via Laser Direct Writing -- Characterization and Physical Origins
本文研究在介电镜上添加吸收层实现激光直写纳米结构化的方法，表征其可逆与永久成分的物理机制，为光学微腔和光子玻色-爱因斯坦凝聚实验提供新功能镜面。
2022-11-09 physics.optics
Exciton-polaritons in a monolayer semiconductor coupled to van der Waals dielectric nanoantennas on a metallic mirror
本文利用金衬底上的高折射率范德华WS₂纳米天线调控Mie模式，实现与单层WSe₂激子的室温强耦合，观测到Rabi劈裂超80 meV的Mie-极化激元，并展示其非线性比金上单层WSe₂激子高一个数量级。
2025-06-05 physics.optics
Resonant state expansion applied to planar waveguides
本文将电动力学中新近发展起来的共振态展开方法推广到光非垂直入射的平面开放光学系统。该方法的说明和验证上完全可解的例子，如介质板和布拉格反射器微腔，显式的解析公式。这种比较证明了该方法的准确性和收敛性。有趣的是，根据谐振状态的介质板的频谱分析揭示了波导模式在传输中的影响。这些在共振时不耦合到外部光的模式令人惊讶地耦合到外部光以用于非共振激发。
2013-10-21 physics.optics
Fabry-Perot microcavity spectra have a fine structure
光学腔可以支持许多横模和纵模。傍轴标量理论预测，这些模式的共振频率集群在不同的顺序。一个非傍轴矢量理论预测，这些集群内的频率简并被解除，使每个订单获得光谱精细结构，原子光谱中观察到的精细结构。在本文中，我们计算了这种精细结构的微腔，并显示它是如何起源于各种非傍轴效应，是共同决定的镜面像差。所提出的理论，它适用于微扰理论与边界条件的麦克斯韦方程组，被证明是非常强大的。它将法布里-珀罗腔的一维有效描述推广到三维多横模描述。因此，它提供了新的物理见解，在几个模式整形效应和详细的预测的精细结构的法布里-珀罗光谱。
2022-03-03 physics.ins-det physics.optics
Circularly polarized electroluminescence from a single-crystal organic microcavity light-emitting diode based on photonic spin-orbit interactions
有机电致发光器件的圆偏振（CP）电致发光由于其在未来显示和光子技术中的潜力而引起了人们的广泛关注。手性发光体是CP-OLED发展的关键，但由于设计和合成的困难，手性发光体的数量很少，而且限制了其电致发光性能。当光子的极化自由度（赝自旋）与其轨道角动量相互作用时，就会产生光子自旋轨道相互作用（SOI），如Rashba-Dresselhaus（RD）效应。在这里，我们展示了一个手性无发射极微腔CP-OLED与高不对称因子（gEL）和高亮度通过嵌入薄的二维有机单晶（2D-OSC）之间的两个银层，作为两个金属镜形成一个微腔，同时也作为两个电极在OLED架构。在RD效应存在的情况下，双折射2D-OSC微腔中的SOI导致具有CP色散的可控自旋分裂。由于OSC的高发射效率和高载流子迁移率，已经证明了无手性发射极的CP-0 LED表现出1.1的高gEL和约60000 cd/m2的最大亮度，这使我们的器件成为性能最好的CP-0 LED之一。这一策略为片上微腔CP-OLED的实际应用开辟了新的途径。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Epitaxial lift-off for solid-state cavity quantum electrodynamics
我们提出了一种新的方法，将自组装的量子点到Fabry-Pérot-like微腔。由此，外延去除包含量子点的3 $λ$ /4 GaAs层，并通过范德华键合将其附接到微腔镜之一。我们达到了高达4,100的精细度，这种配置受到介质镜反射率的限制，而不是受到半导体-镜界面处散射的限制，表明外延剥离过程是固态腔量子电动力学的一个有前途的过程。作为在这个方向上的第一步，我们证明了一个明确的腔量子点相互作用在弱耦合制度与Purcell因子在3的顺序。通过珀塞尔因子的耦合强度的估计表明，我们接近强耦合制度。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tuning Multipolar Mie Scattering of Particles on a Dielectric-Covered Mirror
本文提出将硅微球置于介质覆盖反射镜上，通过 Mie 共振与驻波、波导模式耦合来调控多极散射，并展示中红外单粒子分子指纹检测与光排斥力应用。
2023-11-11 physics.app-ph physics.optics
Designing a low-loss high reflectivity mirror for gravitational waves detectors by combining a dielectric metasurface and a multilayer stack
Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, Institut Fresnel（艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心、中央理工学院马赛分校、费斯尼尔研究所）；Laboratoire des Matériaux Avancés—IP2I, Université de Lyon, CNRS/IN2P3（先进材料实验室—IP2I、里昂大学、法国国家科学研究中心/法国国家核子和粒子物理研究所）
本文提出结合超材料和多层堆叠的新型镜面设计，以降低热噪声并提高反射率，通过减少层的数量和优化材料，显著降低热噪声性能。
2026-07-29 astro-ph.IM physics.optics
Lower bound on the thickness of broadband dielectric mirrors
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究推导了宽带无损耗介质镜总厚度的下界，明确了影响下界的因素及材料品质因数，发现可实现厚度约为下界的两倍。
2026-08-28 physics.app-ph physics.optics
First-Principles Prediction of Nonlinear Optical Response in TiO$_2$ for High-Power Dielectric Mirror Applications
Kobe University（神户大学）；Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology (ORIST)（大阪产业技术研究所）；The University of Osaka（大阪大学）
本研究采用TDDFT第一性原理模拟，揭示TiO₂在10¹³ W/cm²激光强度下的非线性光学响应，对比其不同晶相的光学特性，为高功率介质镜应用提供微观光学退化机制的见解。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tight Non-Radiating Bends of 3D-Printed Dielectric Image Lines Based on Electromagnetic Bandgap Mirrors
本文提出利用紧凑易制的电磁带隙单元实现140-220 GHz频段3D打印介质镜像线的无辐射窄弯曲，避免传统方法的大曲率或介电常数渐变需求，实现宽带低损耗传输并提升线间隔离度达30 dB。
2024-03-07 physics.app-ph physics.optics
Photo-Thermal Transfer Function of Dielectric Mirrors for Precision Measurements
以膜系设计为输入，计算了入射到介质镜上的吸收功率到有效反射镜位置的光热传递函数。的效果被发现改变对应于扩散长度的涂层厚度的频率的振幅和符号。计算了Advanced LIGO中使用的$Ti$掺杂的${\rm Ta_2O_5:SiO_2}$涂层和结晶${\rm Al_xGa_{1-x}As}$涂层的传递函数。在高频率下的传递函数的形状被示出是有效吸收深度的敏感指标，提供了一个潜在的强大的工具，以区分涂层内部吸收与表面污染相关的吸收。光热效应的符号变化也可以用于稳定基于辐射压力的光机械系统。还提供了对先前公布的热光噪声估计的高频校正。最后，估计质量的热光噪声消除发生在微调${\rm Al_xGa_{1-x}As}$涂层需要详细的热流分析，本文完成。
2015-01-07 gr-qc physics.ins-det physics.optics
Strong light-matter coupling in two-dimensional atomic crystals
石墨烯和过渡金属二硫属化物的二维（2D）原子晶体已经作为一类显示出强的光-物质相互作用的材料出现。这种相互作用可以通过将这种材料嵌入光学微腔中来进一步控制。当相互作用被设计成比光和物质实体的耗散更强时，人们接近强耦合状态，导致形成称为微腔极化激元的半光半物质玻色子准粒子。在这里，我们报告的证据，强烈的光-物质耦合和形成的微腔极化激元在二维二硫化钼（MoS 2）的原子晶体中嵌入在一个电介质微腔在室温下。由于2D激子和腔光子之间的耦合，从MoS 2微腔观察到46 meV的拉比分裂和高度定向发射。在室温下实现无无序势场中的强耦合效应是发展实用极化激子电路和开关的核心。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Development of High-Quality Polymer/Air-Bragg Micromirror Structures for Nanophotonic Applications
本文开发了基于双光子聚合的聚合物/空气布拉格微镜，实现快速原型、宽波段兼容，反射率近99%，支持混合纳米光子器件。
2023-08-31 physics.app-ph physics.optics
Enhancement and speed-up of carrier dynamics in a dielectric nanocavity with deep sub-wavelength confinement
本研究实验探究了尺寸低至12nm的拓扑优化硅基蝴蝶结纳米腔的超快动力学，证实其深亚波长光局域可增强双光子吸收载流子产生速率、缩短载流子恢复时间并提升消光比，为新型低功耗超快光学器件奠定基础。
2024-12-11 physics.optics
Substrate-induced maximum optical chirality of planar dielectric structures
本研究针对平面介质结构增强光学手性需打破面外镜面对称的难题，发现低折射率衬底可在非手性超构结构中诱导最大光学手性，通过谐振态展开微扰分析揭示其机制，并经光子晶体膜光透射实验验证。
2024-08-20 physics.optics
High-$β$ lasing in photonic-defect semiconductor-dielectric hybrid microresonators with embedded InGaAs quantum dots
本文提出一种基于掩埋光子缺陷的准平面半导体-介质混合微腔设计，在嵌入InGaAs量子点的腔中实现低至0.28 μm³的模式体积和高β激射，无需复杂横向纳米加工，并展现出优异的温度稳定性。
2023-09-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid Photonic-Plasmonic Cavities based on the Nanoparticle-on-a-Mirror Configuration
混合光子-等离子体腔已经作为一种新的平台出现，以增加光-物质相互作用，能够以单独的光子或等离子体腔无法实现的单一方式增强Purcell因子。在迄今为止提出的主要由金属蝴蝶结天线组成的混合腔中，由光刻以可重复的方式限定的等离子体间隙尺寸被限制为最小值\approx 10 nm。镜面上纳米粒子（NPoM）腔在实现最小可能模式体积方面要优越得多，因为可以产生小于1 nm的间隙。在这里，我们设计了一个混合腔，它结合了NPoM等离子体腔和介电纳米束光子晶体腔在横磁（TM）偏振操作。金属纳米颗粒可以放置在非常靠近（< 1 nm）介电腔的上表面，其充当低反射率镜。我们通过数值计算证明，这种混合等离子体-光子腔结构具有高于10^{3}的品质因数Q和低至10^{ \num{-3} }的归一化模体积V，从而导致高的Purcell因子（FP \approx 10 ^5），同时利用当前技术在实验上是可行的。我们的研究结果表明，具有亚纳米间隙的混合腔应该为增强纳米光子系统中的光-物质相互作用开辟新的途径。
2021-06-03 physics.optics
Comparative numerical studies of ion traps with integrated optical cavities
我们研究了一系列的射频离子阱的几何形状，并调查其捕获电位的集成介质腔镜的效果。我们的目标是确定离子阱和腔的配置，最适合实现小腔体积，从而大的离子-光子耦合所需的可扩展的量子信息网络。特别是，我们调查的捕获电位失真所造成的介质材料的腔镜为不同的反射镜取向相对于捕获电极，以及反射镜错位。分析了反射镜材料的介电常数、表面电导率等对反射镜性能的影响，并研究了表面电荷对反射镜性能的影响。最小的捕获电位失真被发现，如果腔沿电极几何形状的主要对称轴对齐。这些腔配置也似乎是最稳定的任何镜子失调。
2016-10-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Broadband, High-Reflectivity Dielectric Mirrors at Wafer Scale: Combining Photonic Crystal and Metasurface Architectures for Advanced Lightsails
针对星际光帆需米级、超轻、宽带高反射的难题，设计制备了覆盖4英寸晶圆的双层介质光子晶体光帆，实现加速全多普勒波长范围>70%反射，米级质量仅几克，为星际探索提供关键技术支撑。
2023-12-07 physics.app-ph physics.optics
