Dielectric microwave resonator with large optical apertures for spin-based quantum devices
本文展示了一种具有大光学孔径且品质因子达2.30×10^4的低损耗介电微波谐振器，通过金红石的高介电常数解决了高Q值与大孔径的矛盾，并成功用于DPPH和钻石P1中心的连续波与脉冲ESR光谱测量。
2024-03-13 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Enhancing magnetic near-field intensities with dielectric resonators
我们测量强磁场强度在一个亚波长的间隙分开两个介质谐振器。这种二聚体磁性天线的特点是在GHz的频谱制度时，考虑三个条件的照明。我们详细讨论了近场增强过程中所涉及的不同磁电耦合，并推导出了磁场强度的解析表达式。这里报告的GHz域中的结果可以扩展到其他谱域，因为它们是用介电常数16获得的，该介电常数16可以在从光学到射频的非常宽的频谱中观察到。
2013-07-30 physics.optics
Modes of wave-chaotic dielectric resonators
介质光学微谐振器和微激光器代表了波混沌系统的实现，其中谐振器形状中缺乏对称性导致不可积的射线动力学。这种谐振器的模式显示出丰富的空间结构，并且不能通过模式指数进行分类，这将需要射线动力学中的额外运动常数。理解和控制这种谐振器的发射特性需要调查谐振器内部的射线运动的经典相空间结构和波动方程的谐振解之间的对应关系。我们首先讨论了传统程函近似在短波长极限下的失效，并激发了相空间光线追迹和相空间分布的使用。接下来，我们介绍了一种有效的数值方法来计算介质谐振器的准束缚模式，它只需要两个对角化每N个状态，其中N是大约等于沿周长的半波长的数量。经典的相空间结构和模式之间的关系显示通过Husimi投影技术。与谐振器的发射模式的观测计算效率高。
2003-08-04 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.optics
Hexagonal dielectric resonators and microcrystal lasers
为了深入了解一类微晶激光器的物理特性，我们研究了六边形介质谐振器中的长寿命谐振（最低损耗模式）。谐振位置和寿命，近场强度图案，远场发射图案，和圆角的影响的数值结果。大多数功能解释的半经典近似的基础上pseudointegrable射线动力学和边界波。半经典模型也适用于其他多边形几何形状的微激光器。
2002-11-08 nlin.CD physics.optics
Nanometer-resolution 3D Tomographic and Vectorial Near-field Imaging in Dielectric Optical Resonators
State Key Laboratory of Surface Physics, Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures (MOE), and Department of Physics, Fudan University（复旦大学表面物理国家重点实验室、微纳光子结构教育部重点实验室和物理系）；Shanghai Key Laboratory of Metasurfaces for Light Manipulation, Fudan University（复旦大学光调控超材料上海市重点实验室）
针对介电纳米谐振器内部近场全三维实验表征难题，提出基于高阶边带产生的成像技术，在硅anapole谐振器内实现纳米分辨率三维层析与矢量近场成像，可推广至多种介电超材料表征。
2025-02-27 physics.optics
Experimental Observation of Localized Modes in a Dielectric Square Resonator
我们在微波实验中研究了方形介质谐振器的频谱和场分布。由于这类系统不能用解析的方法来处理，因此对它们的性质的实验研究是必不可少的。测量的场分布的动量表示表明，所有的共振模式是本地化的特定的经典环面的方形台球。基于这些观测，我们建立了一个半经典模型。它显示出良好的协议，但一个单一的类的测量场分布，将被单独处理。
2013-12-07 physics.optics
Design of racetrack ring resonator based dielectric laser accelerators
本文提出了一种利用跑道环形谐振腔结构的倏逝电场的介质激光驱动加速器（DLA）的设计方案。在激光的驱动下，通过正确设计的光学相位窗口，电子可持续加速并可控制偏转。在此基础上，利用级联的11级环形谐振腔，计算了104.655 μm波段30 keV到148.312 keV的加速度。这种新的想法提出了一种解决方案，片上集成的许多DLA级，同时保持高的平均加速梯度，提供了一个潜在的实际实现的“加速器在一个芯片上”。
2017-01-31 physics.optics
Thermo-optic bistability in 2D all-dielectric resonators
本文提出一种耦合模理论方法，研究二维介电谐振腔高品质模式共振激发下的热光双稳态，模型准确描述了入射角和强度变化下的双稳态效应，并发现通过调节入射角可在低强度下实现双稳态。
2025-04-03 physics.optics
Metaphotonics with subwavelength dielectric resonators
本文总结了米氏谐振元光子学的关键概念，以高折射率介质亚波长颗粒为例，并探讨了高Q值元件在光时空控制方面的进展与趋势。
2024-09-20 physics.optics
Application of a trace formula to the spectra of flat three-dimensional dielectric resonators
通过微波实验，测定了圆形平面三维介质谐振器的长度谱。将它们与基于有效折射率近似的二维模型中得到的半经典迹公式进行了比较，发现它们符合得很好，说明在二维近似中必须考虑有效折射率的色散。此外，有效折射率近似的系统误差导致了实验长度谱与迹线公式预测值之间的微小偏差。总之，在这篇文章中开发的方法，使应用程序的二维介质谐振器的轨迹公式也现实的，平坦的三维介质微腔和激光器，允许解释其光谱的经典周期轨道。
2012-02-01 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
Minimum Dielectric-Resonator Mode Volumes
我们表明，全球下界的介质谐振器的模式体积可以通过拉格朗日对偶计算。国家的最先进的设计依赖于尖锐的提示，但这样的结构似乎是高度次优的纳米尺度的特征尺寸，我们证明了计算逆设计提供了数量级的可能的改进。我们的边界可以应用于几何形状，同时在多个频率谐振，高效率的非线性光学应用，我们确定了不可避免的处罚，必须伴随着这样的多谐振结构。
2020-08-30 physics.comp-ph physics.optics
Switchable invisibility of dielectric resonators
基于二维Mie散射问题，研究了高折射率介质杆的不可见性，发现宽谱非共振波和窄谱Mie共振模之间的Fano干涉对散射有很强的抑制作用。然而，当介质棒具有有限的延伸时，它变成支持法布里-珀罗模式的谐振器，其引入额外的散射并最终破坏不可见性。在这里，我们发现，对于较短的杆与适度的纵横比r/L值（其中r和L分别是杆的半径和长度），散射抑制的最低光谱窗口完全恢复，因此，即使是有限尺寸的谐振器可能变得不可见。我们提出了一个直接的实验验证的概念，在微波使用圆柱形有限尺寸的谐振腔具有高折射率的可切换的不可见性。
2017-01-31 physics.optics
Quasi-Babinet principle in dielectric resonators and Mie voids
本文将巴比涅原理推广到介质系统，提出准巴比涅原理，并在球形及一般形状Mie谐振器中验证，为从互补结构设计复杂功能介质谐振器提供简单规则。
2023-12-07 physics.optics
Experimental Realization of Deep Subwavelength Confinement in Dielectric Optical Resonators
具有强电场增强的高度局部化光的能力对于实现更高效率的太阳能电池、光源和调制器至关重要。虽然深亚波长模式可以用等离子体共振器实现，但这些金属结构中的大损耗排除了大多数实际应用。我们开发了一种替代方法来实现亚波长限制，不伴随着抑制性损失。我们实验证明了一种介电蝴蝶结光子晶体结构，该结构支持与等离子体元件相称的模体积和揭示超低损耗的品质因数。我们的方法打开了大门，同时超低模体积和超高品质因数，一直在光学谐振器中难以捉摸的极强的光-物质相互作用制度。
2017-07-15 physics.optics
Integrated molecular optomechanics with hybrid dielectric-metallic resonators
分子光力学起源于使用腔光力学形式主义描述存在光学谐振器时的拉曼散射。我们扩展的分子光力学形式主义的混合介质等离子体共振器的情况下，与多个光学共振和自由空间和波导寻址。我们演示了如何拉曼增强的泵浦增强和修改的LDOS的产品，简单地依赖于复杂的响应函数的混合系统。由宽带和窄带模式的混合产生的Fano线形允许达到具有高Q共振的强拉曼增强，为边带分辨分子光学力学铺平了道路。该模型允许预测到不同的输出端口的拉曼发射比，并能够演示一个完全集成的高Q值拉曼谐振器利用耦合到同一波导的多个腔模式。
2021-05-26 physics.optics
Overcoming the diffraction limit on the size of dielectric resonators using an amplifying medium
用于在纳米级定位光的现有方法使用具有负介电常数的结构，通过利用亚波长等离子体共振，或者使用具有高折射率的介电结构，其减小了波长。在本文中，我们提供了一种替代这两种方法的基础上修改的介质谐振器的模式，通过一个有源介质。我们表明，一个活跃的介质可以促进亚波长光的介电结构中的本地化。我们认为一个电介质层的大小基本上小于半波长的光在电介质中，并证明，在一定值的增益在有源介质中，在反射层边界处的相位变化补偿的相位变化，由于在该层上的传播。在该增益值处，形成增益辅助模式，其中在电磁波的往返行程期间的相移为零。这种增益辅助模式仅在电介质中的正增益下存在，并且可以用于创建亚波长尺寸的电介质激光器和传感器。
2022-01-23 physics.optics
Dielectric Square Resonator Investigated with Microwave Experiments
我们提出了一个详细的实验研究的对称性和动量空间表示的介质方形谐振器的场分布，以及与半经典模型的比较。实验是在平面陶瓷微波谐振器上进行的。测量了共振谱和场分布。后者的动量空间表示证明了共振态各自与特定的经典环面相关，从而导致光谱的规则结构。此外，它们允许精确测定折射率。进行了测量与不同的安排的发射和接收天线和它们的影响的场分布的对称性进行了详细的研究，显示具有特定的对称性的共振可以有目的地选择。此外，在半经典模型的框架下，讨论了由实测谐振谱推导出的长度谱和介质方形谐振器的迹线公式。
2014-11-12 physics.optics
Topological edge states in all-dielectric square-lattice arrays of bianisotropic microwave resonators
本研究利用双各向异性介质谐振器的镜像对称性破缺在方形晶格中打开带隙，通过实验与数值模拟验证了两类界面的拓扑边缘态及其鲁棒传播特性，建立格林函数模型分析其拓扑性质，为相关光学/微波结构设计提供新思路。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dielectric perturbations: anomalous resonance frequency shifts in optical resonators
高质量回音壁模式谐振器周围的介电环境中的小扰动通常导致谐振器模式的频率偏移，该频率偏移与扰动的极化率成正比。在这里，我们报告的实验观察到的强烈的频率变化，可以是相反的，甚至超过扰动的极化率的贡献。使用折射率范围从1.50到4.22的衬底来移动锂酸盐回音壁模式谐振器的模式频率。观察到蓝移和红移，以及模式线宽的增加，当基板移动到回音壁模式的倏逝场。我们将实验结果与Foreman等人的理论模型进行了比较，并根据光域的古斯-汉欣位移提供了一个额外的直观解释。
2020-12-23 physics.optics
Trace formula for chaotic dielectric resonators tested with microwave experiments
我们测量了两个体育场形介质微波谐振器的谐振谱，并测试了Bogomolny等人提出的混沌介质谐振器的半经典迹公式[Phys.Rev.E78，056202（2008）]。我们发现实验数据和痕量公式的预测之间有很好的定性一致性。偏差可归因于根据先前实验[Phys. Rev. E 81，066215（2010）]测得的光谱中缺少共振。数值长度谱的研究表明，与迹线公式有良好的定性和定量一致性。然而，它表明需要对迹线公式进行高阶修正。曲率修正的应用程序的菲涅尔反射系数进入跟踪公式产生了更好的协议，但偏差仍然存在，表明进一步调查的必要性。
2012-05-22 nlin.CD physics.optics
3D Uniform Manipulation of NV Centers in Diamond Using a Dielectric Resonator Antenna
金刚石中氮空位（NV）色心的集合体有望成为与SQUID探测器竞争的超精密磁强计。通过利用介电材料的优点，例如非常低的电磁场损耗，因此可以创建具有强集中场的高品质因数谐振器，我们实现了一种介电谐振器天线，用于金刚石中NV中心的大集合的相干操纵。在中等泵浦功率下，在7立方毫米的体积内，平均拉比频率达到10 MHz，标准偏差小于1%。这一结果为提高切削刃NV基磁强计的灵敏度提供了途径，使之提高了两个数量级，实际上达到了SQUID的灵敏度水平。
2019-07-25 physics.app-ph physics.optics
Perturbation theory of nearly spherical dielectric optical resonators
不同尺寸的电介质球可以维持在光频率下以非常窄的线宽谐振的电磁回音壁模式。与球形形状的任意小偏差通常会使这种共振移位和加宽。我们的目标是确定这些移位和加宽的共振。一个多世纪以前，Rayleigh发展了一种近似圆形薄膜声振动的边界条件摄动理论。我们将这一理论推广到描述近球形介质腔的电磁激励。这种方法使我们能够避免处理衰减拟正规模式。我们明确地发现任意变形的近球形介质腔的光共振的频率和线宽，作为幂级数展开的一个小参数，直到并包括二阶项。我们深入讨论了微扰论适用的物理条件。
2021-08-20 math-ph math.MP physics.optics
Two Complementary Approaches to Determine the Effective Index of Dielectric Ring Resonators
University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）
研究如何确定介质环形谐振器有效折射率，提出两种互补开源有限元框架方法，一种计算离散模数谐振波长插值求有效折射率，另一种直接求解规定波长方位模数，经验证效果相近，固定模数法内存使用减半，适合内存受限计算机。
2026-07-23 physics.optics
Tailoring dielectric resonator geometries for directional scattering and Huygens' metasurfaces
在本文中，我们描述了一种方法来定制的超材料介质谐振器的设计，这是一个有前途的路径，在光频率的低损耗超材料。我们首先描述了一个程序来分解的多极场分量的亚波长谐振腔散射的远场，多极远场提供明确的表达式。我们应用这个公式来确认，一个孤立的高介电常数立方体谐振器具有频率分离的电和磁偶极共振，以及磁四极共振在接近电偶极共振。然后，我们引入多个介电间隙的谐振器的几何形状的微扰理论所建议的方式，并证明重叠的电和磁偶极子共振的能力，从而使定向散射满足第一Kerker条件。我们进一步证明了推动四极共振远离简并偶极共振，以实现本地行为的能力。通过多极展开证实了这些性质，并表明使用微扰理论建议的几何形状是实现超材料应用（如惠更斯超表面的波前操纵）的纯偶极共振的可行途径。我们的结果是完全可扩展的任何频段，其中高介电常数介电材料可用，包括微波，太赫兹和红外频率。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
All-dielectric silicon microring resonators with deeply sub-diffractive mode volumes
本研究通过亚衍射超材料波导实现全介质硅微环谐振器的深度亚衍射模式体积，展示了高内禀质量因子的驻波谐振特性，为波长尺度光学与亚波长物质接口提供新平台。
2024-08-24 physics.optics
Observation of supercavity modes in subwavelength dielectric resonators
具有高折射率的介质谐振器的电磁响应由光诱导的电和磁Mie谐振控制，从而促进光的限制并具有振幅增强。然而，光的强亚波长捕获传统上仅与等离子体或ε近零结构相关联，然而这些结构遭受损失。最近，提出了一种替代的本地化机制，以捕获光在各个亚波长光学谐振腔中具有高品质因数的制度的超腔模式。本文介绍了亚波长陶瓷谐振器在射频范围内的超腔模的实验观察。实验证明，超腔模式的制度可以通过精确调谐谐振腔的尺寸，导致品质因数的巨大增长达到实验值高达1.25 × 10 ^4，仅受材料损耗的限制。我们发现，超腔模式可以有效地激发由近场和远场通过偶极子源和平面波，分别。在这两种情况下，超腔模式通过Fano共振和辐射模式的特征特性清楚地表现出来。我们的工作为未来光子学和无线电物理学中的紧凑实用设备铺平了道路。
2020-06-12 physics.app-ph physics.optics
Discovery of Bragg confined hybrid modes with high Q-factor in a hollow dielectric resonator
本文报道了在空心圆柱介质腔中观察到的布喇格限制模。在13.4 $GHz$处观察到谐振，其具有$2\times10^5$级的无载Q因子，其比介电损耗极限高6倍以上。以前，这种模式仅从没有方位角变化且仅具有$E_ϕ$分量的纯横电模式实现。从严格的数值模拟结果表明，该模式是一个混合模式与非零的方位角变化，并与占主导地位的$E_r$和$E_ϕ$电场分量和$H_z$磁场分量。
2007-09-14 physics.ins-det physics.optics
Experimental observation of bulk Fermi arc in single dielectric resonator
本文通过改变高折射率陶瓷环形介电谐振器的内半径与高度，结合 GHz 消光光谱测量，首次在单个谐振器中实验观测到连接两个奇异点的体费米弧。
2025-02-18 physics.optics
Dynamic suppression of Rayleigh light scattering in dielectric resonators
任何经典光学系统的性能极限都是由基质材料中的亚波长波动决定的，这种波动可能是冻结的，甚至是动态引起的。这种亚波长无序最常见的表现是瑞利光散射，这在当今几乎所有的波导技术中都可以观察到，并且可以导致不可逆的辐射损耗以及不期望的模间耦合。虽然已经表明，在磁光和拓扑绝缘体材料中，通过破坏时间反演对称性可以抑制来自无序的反向散射，但是普通的光学介质不具有这些性质。在这里，我们展示了一个动态抑制介质谐振器内的瑞利后向散射的光机方法。我们实现了这一点，通过在所有材料中可用的布里渊散射相互作用，在二氧化硅谐振器中局部打破时间反演对称性。近完全抑制瑞利后向散射实验证实，通过三个独立的测量-减少散射体所造成的背反射，消除常见的正常模式分裂效应，并通过测量减少固有的光损耗。更广泛地说，我们的研究结果提供了新的证据，它是可能的动态抑制瑞利背散射在任何光学介电介质，实现强大的光传播纳米光子器件，尽管存在散射体或缺陷。
2018-03-14 physics.optics
Comparing unloaded Q-factor of a high-Q dielectric resonator measured using the transmission mode and reflection mode methods involving S-parameter circle fitting
采用两种最佳Q值测量方法对TE 011模蓝宝石介质谐振器的无载Q值进行了比较研究，该谐振器在10 GHz频率和65 K温度下的无载Q值为731，000。透射（TMQF）和反射方法是基于相关的多频S参数测量和圆拟合程序来计算谐振器的无载Q因子。为了准确比较的方法的延迟补偿程序（在TMQF技术中引入，以消除由于非校准电缆的延迟）已被应用到反射数据。
2012-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Broken symmetry dielectric resonators for high quality-factor Fano metasurfaces
我们提出了一种新的方法，介电超颖表面的设计，依赖于一个单一的谐振器每个单元格，并产生强大的，高品质因数Fano谐振。我们的方法利用高度对称的谐振器几何形状，如立方体的对称性破缺，以诱导否则正交谐振器模式之间的耦合。特别是，我们设计的扰动耦合“亮”偶极模式的“暗”偶极模式，其辐射衰减抑制在阵列中的局部场效应。我们的方法可从近红外到射频广泛扩展。我们首先通过对基于锗谐振器的超颖表面的数值模拟来解开Fano谐振行为，该超颖表面在~10.8 μ m处实现了~1300的品质因数。然后，我们提出了两个实验演示工作在近红外（~1微米）：硅基的实现，实现了品质因数的~350;和砷化镓基的结构，实现了品质因数的~600 -最高的近红外品质因数实验证明，这种超颖表面。重要的是，大的电磁场增强出现在Fano谐振频率的谐振器内。我们设想，将高品质因数、高场增强共振与非线性和有源/增益材料（如砷化镓）相结合将导致新类别的有源光学器件。
2016-07-21 physics.optics
Deep sub-wavelength localization of light and sound in dielectric resonators
光机械晶体通过将声子和光子限制在相称的波长尺度上来提供声子和光子之间的耦合。我们提出了一个新的概念，设计光机械晶体能够实现前所未有的耦合率，通过限制光学和机械波深亚波长尺寸。我们的设计是基于一个电介质蝴蝶结单位细胞的有效光学/机械模式体积为$7.6 \times 10^{-3} {(λ/n_{\textrm{Si}})}^3$ / $ 1.2 \times 10^{-3} {λ_{\textrm{mech}}}^3$。我们提出的结果，从数值模拟，表明单光子光机械耦合2.2 MHz的实验可行的参数。蒙特卡罗模拟被用来证明该设计对制造无序的鲁棒性。
2022-02-02 physics.app-ph physics.optics
Observation and characterization of mode splitting in microsphere resonators in aquatic environment
回音壁模式（WGM）光学谐振器利用谐振位移（RS）和模式分裂（MS）技术已经成为高灵敏度的平台，用于纳米级物体的无标记检测。RS方法已在空气和液体中的各种谐振器中得到验证。微球谐振器中的MS至今尚未在水环境中实现，尽管其在微环谐振器中得到了证实。在这里，我们展示了散射诱导MS的WGM在微球谐振器在水中。我们确定的尺寸范围内的颗粒，诱导MS在水中的微球作为谐振器模式体积和品质因数的函数。实验结果证实了这一结论。
2011-03-11 physics.ins-det physics.optics
All-Dielectric Metasurfaces Based on Cross-Shaped Resonators for Color Pixels with Extended Gamut
基于等离子体结构的印刷技术与基于颜料的彩色印刷相比具有许多优点，例如高分辨率、超紧凑尺寸和低功耗。然而，由于金属在可见光谱中的高损耗和广泛的共振行为，产生清晰的颜色变得具有挑战性。在这里，我们研究了十字形介电纳米谐振器，它可以在可见光谱范围内实现高质量的谐振，从而获得高质量的颜色。我们数值预测和实验证明，所提出的全电介质纳米结构表现出高品质的颜色与选择性的波长，特别是由于较低的损失相比，基于金属的等离子体滤波器。这会产生具有高色调和饱和度的基色（RGB）。我们进一步表明，通过选择适当的长度和宽度的个人$Si$纳米天线，可以实现大色域。此外，所提出的基于全电介质超颖表面的滤色器可以与成熟的电子器件制造技术集成。
2017-02-28 physics.optics
Directional Emission of Dielectric Disks with a Finite Scatterer in the THz Regime
在太赫兹（THz）域中，我们调查的数值和实验的回音壁模式谐振器的方向性发射的小散射体在谐振器边缘附近的扰动。我们确定各种几何形状的品质因数退化，模态结构和发射方向。我们发现，散射体允许定向发射，而不破坏谐振器的品质因数。这一发现允许用于主动回音壁模式结构（诸如量子级联激光器）和被动谐振器（诸如渐逝传感器）的新的几何形状和外耦合场景。实验结果与时域有限差分仿真结果吻合较好。
2013-03-07 physics.optics
Band splitting and Modal Dispersion induced by Symmetry braking in Coupled-Resonator Slow-Light Waveguide Structures
本文研究了由耦合微盘谐振腔组成的慢光波导结构中的色散关系。传播模式的对称性的群论分析揭示了一个有趣的现象：CW和CCW旋转模式的简并被删除，产生两个不同的传输带。这种效应引起基于色散的色散，这可能限制这种结构的可用带宽。详细研究了这种带分裂的性质及其对光通信CROW性能的影响。
2009-08-03 physics.optics
From all-dieletric nanoresonators to extended quasi-static plasmonic resonators
本文推导了全介质纳米粒子簇在近谐振频率下的等效电磁介质，发现其表现为扩展准静态等离激元谐振器，可产生巨大电磁场。
2023-12-23 math.AP physics.optics
Dielectric cross-shaped resonator based metasurface for vortex beam generation in Mid-IR and THz wavelengths
超表面是包括亚波长间隔和亚波长尺寸的谐振器的二维（2D）阵列的工程化薄表面。超表面可以局部地操纵光的振幅、相位和偏振，具有高空间分辨率。在这项研究中，我们报告了专门为红外（IR）和太赫兹（THz）波长制造的涡旋光束生成超颖表面的数值和实验结果。所设计的超颖表面由具有空间变化长度的介电十字形谐振器的2D阵列组成，从而向入射光提供期望的空间变化相移。超颖表面被发现是不敏感的入射光的偏振。使用严格的时域有限差分（FDTD）分析计算的交叉谐振器的尺寸。利用两个工作在8.8~$μ$ m（IR）和0.78~THz（THz）的涡旋产生光学元件，通过对元谐振腔进行物理定标，实现了光谱可伸缩性。使用配备焦平面阵列（FPA）探测器的FTIR成像显微镜对在中红外光谱范围内产生的涡旋光束进行成像。该设计可用于有效的波前整形以及中红外光谱范围内的各种光学成像应用，其中需要偏振不敏感性。
2019-06-25 physics.app-ph physics.optics
Universal Symmetry Breaking Dynamics for the Kerr Interaction of Counter-Propagating Light in Dielectric Ring Resonators
自发对称性破缺是物理学许多领域中的一个重要概念。在电动力学中，一个基本上简单的对称性破缺机制发生在环形谐振器中反向传播的电磁波之间，由克尔非线性介导。双向泵浦微谐振器中反向传播光的相互作用在实现光学非互易性（对于光学二极管）、PT对称系统的研究以及反向传播孤子的产生中找到了应用。在这里，我们提出了全面的分析和动力学模型的非线性克尔相互作用的介质环谐振器中的反向传播光。特别是，我们研究了自发对称性破缺发生时的不连续行为，表明发散对小的外部扰动的敏感性。这些结果可以应用于实现，例如，高灵敏度的近场或旋转传感器。然后，我们概括到一个随时间变化的模型，预测新类型的动力学行为，包括振荡制度，可以使克尔非线性驱动的全光学振荡器。我们模型的物理学可以应用于其他系统，其特征在于两种不同模式之间的克尔型相互作用，例如非线性谐振器中相反圆偏振的光，这通常由耦合的Lugiato-Lefever方程描述。
2018-11-21 physics.optics
Experimental Test of a Two-dimensional Approximation for Dielectric Microcavities
不同形状的开放式介质谐振器广泛用于微激光器的制造。精确确定它们的谐振频率和宽度对于它们的设计至关重要。大多数微激光器具有扁平的圆柱形几何形状，并且二维近似，即所谓的有效折射率方法，通常用于数值计算。我们的目的是实验测试的精度和适用性的模型的基础上，这种近似。我们对两个无源圆形介质微波谐振器的谐振频率和宽度进行了非常彻底和准确的测量，发现与模型预测存在显着偏差。从这一点，我们得出结论，该模型通常失败的三维介质谐振器的定量描述。
2009-08-05 physics.optics
Asymmetric parametric generation of images with nonlinear dielectric metasurfaces
组装到超颖表面中的亚波长介质谐振器已经成为接近纳米级的光学元件的多功能工具。一类重要的超颖表面功能与光的产生和传输中相对于发射器和接收器的位置的反转的不对称性相关联。超颖表面中的非线性光-物质相互作用为光的非对称控制提供了一条有前途的途径。在这里，我们展示了非线性超颖表面中光的非对称参数产生。我们将不同的非线性介质谐振器组装成半透明的超表面，这些超表面在可见光谱范围内产生图像，并被红外辐射照射。通过设计，对于相反的照射方向，即当红外发射器和可见光接收器的位置交换时，超表面产生不同的且完全独立的图像。通过亚波长谐振器实现的光的非线性非对称控制通过将大量非线性谐振器密集集成到紧凑的超表面设计中为新型纳米光子组件铺平了道路。
2022-12-21 physics.optics
Reactive-Coupling-Induced Normal Mode Splittings in Microdisk Resonators Coupled to Waveguides
本文研究了M. Li等人[Phys.Rev.Lett. { \bf 103}，223901（2009）]，这对于研究反应性耦合的影响非常有效。我们表明，正常模式分裂，这仅仅是由于电抗耦合，而不是由于色散耦合。我们建议馈送波导与泵浦场以及探测场和扫描输出探头的反应耦合诱导的正常模式分裂的证据。
2010-05-09 physics.optics
Optical "fingerprints" of dielectric resonators
本文通过分析介电谐振器从薄盘到环再到开口环的拓扑转变中光谱与场模式变化，揭示了谐振本征模的光学“指纹”，并展示了连续域束缚态和Fano共振的特征指纹。
2023-06-14 physics.optics
High harmonic generation from a subwavelength dielectric resonator
本文通过在AlGaAs亚波长谐振器中设计连续域准束缚态共振模式，首次实现单个亚波长谐振器产生高达七次谐波，证明了固态高次谐波源可小型化至亚波长体积。
2023-04-14 physics.optics
Selective enhancement of topologically induced interface states in a dielectric resonator chain
最近在绝缘体和超导体中实现了拓扑相，推动了对稳健量子技术的探索。可控地实现底层拓扑特征的前景激励了探索用于类似实现的光学平台。在这里，我们实现了一个拓扑诱导的缺陷状态的介质微波谐振器链，并表明系统的功能可以通过补充拓扑保护与非厄米对称性，没有一个电子对应增强。我们利用缺陷态的一个特有的拓扑特征，即它破坏了亚晶格对称性。这将状态与尊重奇偶时间对称性的损耗隔离，这增强了其相对于频域和时域中的所有其他状态的可见性。这种模式选择机制自然地延续到广泛的拓扑和奇偶时间对称光学平台，包括耦合器，整流器和激光器。
2015-04-03 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
A series of avoided crossings of resonances in the system of several different dielectric resonators results in giant Q-factors
本文通过全尺度优化三至六个同轴亚波长硅圆盘系统，利用多次共振避免交叉和多极辐射相消干涉，获得高达十亿的超大Q因子。
2023-07-12 physics.optics
Detection of deep-subwavelength dielectric layers at terahertz frequencies using semiconductor plasmonic resonators
由掺杂硅制成的等离子体领结天线可以在太赫兹（THz）频率下作为等离子体谐振器工作，并在其间隙附近提供大的场增强。我们从实验和理论上证明了接近天线表面的场限制使得能够检测比自由空间波长薄约3750倍的纳米（100 nm）无机膜。基于模型计算，我们得出结论，探测灵敏度及其随沉积层厚度的变化与天线周围的局部太赫兹场分布的衰减和蝴蝶结天线的间隙中的局部场增强有关。这种大的场增强具有提高基于等离子体激元的生物和化学传感器的检测限的潜力。
2012-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Realization of spin-dependent splitting with arbitrary intensity patterns based on all-dielectric metasurfaces
报道了基于全介质超颖表面实现任意强度模式的自旋相关分裂。与等离子体超表面相比，全介质超表面具有更高的传输效率和转换效率，使得实现任意强度模式的自旋相关分裂成为可能。我们的发现为自旋光子的产生和操纵提供了一种方法，从而为开发基于自旋的纳米光子应用提供了可能性。
2015-05-10 physics.optics
Encapsulated void resonators in lossy dielectric van der Waals heterostructures
本文提出在高损耗介电材料中构造空气空腔谐振器，并通过范德华异质结构封装实现超过150 nm的谐振蓝移，为扩展光子器件材料与光谱范围提供了新平台。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical Leaky-Wave Antenna Integrated in Ring Resonator
设计了一种光频漏波天线，并与1550 nm波长的环形谐振腔集成。漏波是利用集成介质波导中的周期性扰动产生的，该扰动激发空间谐波。该天线由半导体波纹介质波导组成，与CMOS工艺兼容。我们表明，集成的漏波天线在一个光学环形谐振器，是由定向耦合器馈入，我们可以提高电子控制的辐射，通过载流子注入到半导体波纹。
2014-01-29 physics.optics
Quality factor of dielectric optical resonators
本研究解析证明高折射率无损介质球谐振器中磁、电Mie模式的$Q$因子分别按$n^{2j+1}$和$n^{2j+3}$缩放，数值验证其准确性，还确定了含吸收损耗时$Q$因子的通用函数形式并发现其可预测产生无限$Q$因子激光条件的多极光增益奇异值。
2024-03-14 physics.optics
Mie-scattering controlled all-dielectric resonator-antenna for bright and directional point dipole emission
本文设计了一种基于Mie散射控制的全介质谐振器天线，通过Kerker条件实现NV⁻中心的高方向性发射，获得约80%的垂直收集效率。
2023-11-10 physics.optics
