Suppression of surface-related loss in a gated semiconductor microcavity
我们提出了一种表面钝化的方法，减少了近两个数量级的高度小型化的GaAs开放微腔的表面相关的损失。微腔由半径为$\sim 10$ $μ$ m的弯曲介质分布布拉格反射器（DBR）与GaAs基异质结构配对组成。异质结构由半导体DBR和在本征区具有量子点层的n-i-p二极管组成。通过将高掺杂的n层和p层定位在真空电磁场的节点附近来最小化自由载流子吸收。然而，该表面位于真空场的反节点处，并导致显著的损耗。这些损失通过表面钝化大大减少。对波长的强依赖性意味着表面钝化的主要作用是消除表面电场，从而通过Franz-Keldysh-like效应淬灭带隙以下吸收。另一个好处是表面钝化减少了GaAs表面的散射。这些结果在其他依赖于GaAs真空界面来限制电磁场的纳米光子器件中是重要的。
2021-02-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Vertical cavity surface emitting laser action of an all monolithic ZnO-based microcavity
报道了一种全单片ZnO基垂直腔面发射激光器（VCSEL）在光泵浦下的室温激光行为。VCSEL结构由8个ZnO/Zn（0.92）Mg（0.08）O量子阱嵌入外延生长的Zn（0.92）Mg（0.08）O/Zn（0.65）Mg（0.35）O分布布拉格反射器（DBR）中的2λ微腔组成。作为一个先决条件，设计和生长的高反射率的DBR基于ZnO和（Zn，Mg）O的光学器件工作在紫外和蓝绿色光谱范围进行了讨论。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Exceptional surface-enhanced Rotation Sensing with Robustness in an optical microcavity
例外点（EPs）是非Hermitian Hamilton算子的特殊奇点。在EP处，两个或更多个本征值和对应的本征态合并。最近，人们广泛研究了在EP附近的基于EP的光学陀螺以改善对旋转的响应。然而，在本征态空间的高度合成维数引起的EP为基础的系统是敏感的外部扰动，即，在EP的大响应需要严格的实施条件。为了解决这个问题，提出了一种新的非厄米特结构，实现了一个特殊的表面（EP表面）构造的许多EP嵌入在一个高维参数空间。相对于孤立的EP，非厄米特EP表面提供了额外的自由度，以允许不期望的扰动（如制造误差）沿着EP表面移动，这对应于鲁棒性。另一方面，旋转将迫使系统远离这些EP，获得三个数量级的灵敏度提高，相比于传统的Sagnac效应旋转检测。EP表面系统具有将鲁棒性与增强的旋转灵敏度相结合的潜力。
2020-12-15 physics.app-ph physics.optics
Topological Switching via Exceptional Point Pairs in an Optical Microcavity Laser
Department of Mathematics and Research Institute for Basic Sciences, Kyung Hee University（庆熙大学数学系与基础科学研究院）；Research Institute of Mathematics, Seoul National University（首尔大学数学研究院）；Korea Research Institute of Standards and Science（韩国计量科学研究院）；Digital Technology Research Center, Kyungpook National University（庆北国立大学数字技术中心）；School of Computational Sciences, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院计算科学学院）
本文提出利用光学微腔中的例外点对配置，通过拓扑结构实现稳健的模式切换控制和可调Q因子，提升光学开关和逻辑门应用的性能。
2025-02-13 physics.optics
Detection of Single Nanoparticles Using the Dissipative Interaction in a High-Q Microcavity
纳米尺度颗粒的超灵敏光学检测对于人类疾病的早期诊断、环境监测和国土安全中的应用是非常期望的，但由于小尺寸、低折射率颗粒的超低极化率而仍然非常困难。光学回音壁模式微腔可以显著增强光与物质的相互作用，是一种很有前途的纳米级物体无标记检测平台。不同于依赖于电抗（即，色散）相互作用，在这里，我们提出并证明了检测单个有损纳米粒子使用的耗散相互作用在高$Q$环形微腔。在实验中，通过同时监测腔模的线宽变化和位移，实现了对单个金纳米棒在水环境中的检测。实验结果符合理论预测。值得注意的是，通过设置探测波长打开和关闭表面等离子体共振来调节纳米棒的吸收，来评估反应性和耗散感测方法，这清楚地证明了耗散感测方法检测有损耗纳米颗粒的巨大潜力。未来的应用还可以结合耗散和反应传感方法，这可能会提供更好的表征纳米颗粒。
2016-04-08 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
Hybrid Tamm and quasi-BIC microcavity modes
本研究针对嵌入一维光子晶体的液晶缺陷层微腔，探究其连续域束缚态附近可调辐射衰减速率的模式，揭示微腔模式与Tamm等离激元极化子耦合可形成可调Q因子的混合模式，并用时域耦合模理论解释其实测光谱特征。
2023-06-14 physics.optics
A Fabry-Perot Microcavity for Diamond-Based Photonics
开放的法布里-珀罗微腔代表了一个有前途的路线，实现量子电动力学（腔QED）平台与金刚石基发射器。特别地，它们提供了将高纯度、最少制造的材料引入到可调谐、高品质因数光学谐振器中的机会。在这里，我们展示了一个基于纤维的微腔，包含一个厚（> 10 μm）的金刚石膜，其精细度为17，000，对应于品质因数Q ~ $10^6$。这种最低限度制造的厚样品可以包含类似于块状金刚石中发现的光学稳定发射体。我们观察修改后的微腔光谱中存在的膜，并开发分析和数值模型来描述腔模式的膜的效果，包括损耗和耦合到高阶横模。我们估计，大约20的Purcell增强应该是可能的钻石在这个设备中的发射器，并提供证据表明，更好的钻石表面处理和镜面涂层可以增加这个值到200在一个现实的系统。
2015-08-26 physics.optics quant-ph
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
Sub-ppb CO2 Detection based on Dissipative Whispering Gallery mode Microcavity Sensor
College of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University（江苏师范大学物理与电子工程学院）；Laboratoire de Physicochimie de l'Atmosphère, Université du Littoral Côte d'Opale（加来海峡大学大气物理化学实验室）
提出基于非功能化WGM微腔的耗散传感方案，通过共振深度变化实现CO2检测，检测限达0.12 ppb，比色散型传感器优五个数量级，兼具紧凑、低成本优势。
2025-10-17 physics.optics
Tunable Hybrid Tamm-microcavity states
采用数值模拟方法研究了一维光子晶体中的Tamm-Microcavity混合模的光谱表现，其中光子晶体的边界层为银层，而半导体液晶层作为微腔.结果表明，由于液晶对温度和外部电场变化的高灵敏度，可以有效地调谐混合模式。它是建立在所研究的结构上的透射光谱的温度的影响是最明显的相变的液晶的各向同性状态，在那里观察到的折射率跳跃点。
2017-08-08 physics.optics
Second-Order Nonlinear Mixing of Two Modes in a Planar Photonic Crystal Microcavity
偏振分辨的二次谐波光谱是从一个二维平面光子晶体微腔图案在一个独立的InP平板的谐振模式。所述光子晶体微腔由形成有椭圆形孔的六边形光子晶体主体中的单个漏孔缺陷组成。该腔支持两个正交偏振的谐振模式分裂60波数。和频数据报告从两个相干激发模式的非线性相互作用，和偏振依赖性的非线性磁化率张量的主机InP的解释。
2006-01-05 physics.optics
Harmonic mode locking in a high-Q whispering gallery mode microcavity
对石英环形微腔中谐波锁模的产生进行了数值模拟和实验研究。我们使用一个广义平均场Lugiato-Lefever方程，并用分步傅里叶方法求解。我们发现，在强抽运后降低输入功率，即使不仔细调节波长失谐量，也可以获得稳定的谐波锁模区。这是由于非线性腔系统的非线性性质。实验结果与数值分析吻合较好，在较低的纵模间距下，通过强泵浦后逐渐减小泵浦输入，获得了低噪声的克尔梳状谱。这一发现阐明了在这种高Q微腔系统中产生谐波锁模的过程。
2014-08-06 physics.optics
The origin and influence of non-cavity modes in a micropillar Bragg microcavity
School of Engineering, Cardiff University（卡迪夫大学工程学院）；Translational Research Hub（转化研究枢纽）；School of Physics and Astronomy, Cardiff University（卡迪夫大学物理与天文学院）
研究微柱布拉格微腔中非腔模式的起源及其对光子收集效率和普尔塞尔增强的影响
2026-01-16 cond-mat.other physics.optics
Scanning probe microscopy of thermally excited mechanical modes of an optical microcavity
光在光学微腔内的共振积累提高了辐射压力，该辐射压力介导了光学模式与微腔的机械模式的耦合。在某一阈值泵浦功率以上，发生再生机械振荡，引起某些机械本征模的振荡。在这里，我们提出了一种方法来空间成像的微机械谐振的环形微腔使用扫描探针技术。该方法依赖于记录与扫描探针尖端接触时机械本征模的诱导频移。该方法本质上是被动的，并且实现了足以在空间上分辨与室温下的热搅动位移相关联的振动模式图案的灵敏度。所记录的机械模式图案与通过有限元模拟获得的理论应变场具有良好的定性一致性。
2006-02-17 physics.optics
Passive thermal fine-tuning of whispering gallery mode for nonlinear optics in a microcavity
回音壁模（Whispering Gallery Mode，WGM）微腔可以极大地增强非线性光学过程，如光学频率梳、拉曼散射和光机学，使其在微波合成、光学传感光谱学和集成光子学等领域有着广泛的应用。然而，它们的共振的可调谐性，主要是通过温度、电气或机械手段经由粗糙和复杂的机制，仍然对上述精密应用构成重大挑战。在这里，我们介绍了一种新的被动方案，微调谐振的WGM在MHz精度与外部探头。这种探针通过光学微腔的间隙远程传递热量，通过热光非线性有效地调谐其谐振。此外，我们探讨了这种独特的技术在微腔非线性光学，演示了可调谐光学频率梳和后向受激布里渊散射与可变拍频的产生。这项新技术解决了WGM微腔微调的核心问题，为光谱学和频率合成等重要应用铺平了道路。
2018-12-20 physics.optics
Simultaneous $ χ^{(2)} $- $ χ^{(2)} $ and $ χ^{(2)} $-$ χ^{(3)} $ nonlinear processes generation in thin film lithium tantalate microcavity
片上有效的非线性功能有助于提升光子集成电路（PIC）的实用性和性能，特别是对于广泛的经典和量子应用，例如可调谐相干辐射、光学频率转换、光谱学、量子科学等。钽酸锂（LT）已广泛用于非线性波长转换器、表面声波谐振器和电光，由于其优异的光学性能，在这里，我们制作了Z切钽酸锂绝缘体（LTOI）微盘在电信（10 $^{6}$）和可见光（10 $^{5}$）波段具有高品质（Q）的因素，通过优化的制造。随着LTOI微盘Q值的增大，腔内泵浦光强度增大，有利于获得更大的非线性效应。利用互作用波的模式相位匹配和输入高泵浦功率，实验上观察到了近红外线、可见光（红、绿）和紫外（UV）的非线性过程，诸如级联四波混频（cFWM）、级联和频产生（cSFG）、三次谐波产生（THG）、二次谐波产生（SHG）。LTOI可以支持多种片上光学非线性过程，这预示着它在集成非线性光子学中的新的应用潜力。
2022-12-30 physics.optics
Universal output directionality of ultrahigh-Q single modes in a deformed microcavity with low index of refraction
对四极形变微腔准束缚态特性的实验研究表明，在腔发射谱中存在五个不同的模群，它们的腔品质因数相差几个数量级，腔内模分布也有很大差异，但远场发射模式几乎是普遍的。这些普遍的方向性的高Q模式解释了一个微妙的表现形式的不稳定流形的经典混沌在形成准束缚态。
2006-09-07 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
Analysis of radiation-pressure induced mechanical oscillation of an optical microcavity
V.B. Braginsky预测辐射压力可以将法布里-珀罗谐振器的机械镜本征模耦合到其光学模，导致参数振荡不稳定性。该机制的特征在于机械镜本征模的再生机械振荡。最近，我们在超高Q光学微腔中观察到了机械模的激发。在这里，我们提出了一个详细的实验分析这种效果，并证明辐射压力是所观察到的机械振荡的激发机制。
2005-06-23 physics.optics
All-optical switching using Kerr effect in a silica toroid microcavity
该研究实验验证了二氧化硅环形微腔中的 Kerr 全光开关，凭借小模式体积与高 Q 值在 2 mW 下实现片上开关，并指出高 Q 模式可将功率降至几十 μW。
2014-07-10 physics.optics
Designing coupled microcavity lasers for high-Q modes with unidirectional light emission
我们设计了耦合光学微腔，并报道了折射率范围很宽的高$Q$模的定向光发射。该系统由圆形腔组成，该圆形腔以回音壁模式的形式提供高$Q$模式，而相邻的变形微腔起到从圆形腔传输的光的波导或准直器的作用。由于这个非常简单但强大的概念，我们获得了具有有希望的定向发射特性的高- $Q$模式。该方案不需要相空间信息，实验上易于实现。
2011-03-15 physics.optics
Coupled spatial multi-mode solitons in microcavity wires
采用模式展开方法研究了微腔线中耦合多模极化激元孤子的多稳态性和形成的非线性机制。在泵浦光和真实的耗散参数下，截断扩展到二阶线模，我们的模型预测了两个不同的耦合孤子分支：稳定和不稳定。研究了齐次解的调制稳定性和孤子分支的稳定性。我们的简化的一维模型是非常好的协议与完整的二维平均场Gross-Pitaevskii模型，正确地再现孤子存在域的泵振幅的变化和发病时的多稳态。
2016-08-02 physics.optics
Photonic and electronic state interactions in BaTiO3 based Optical Microcavity
研究了以BaTiO 3（BTO）为缺陷层的全介质光学微腔在飞秒时间尺度下的光子模介导吸收动力学以及对自发发射可调谐性的控制。腔增强瞬态吸收揭示了由于强的三阶光学非线性影响，光子和电子模式的主要激发态吸收（ESA）。发现BTO的光致发光受光子腔模的引导和调谐。这种有源光子结构在非线性光学和光子器件应用中具有潜在的应用前景。
2021-12-02 physics.optics
All optical diode based on dipole modes of Kerr microcavity in asymmetric L-shaped photonic crystal waveguide
利用单非线性克尔微腔双偶极模的多稳态特性，提出了一种$L$型光子晶体波导全光二极管的设计。波导的不对称性是通过偶极模与波导的左右腿的耦合的差异来实现的。利用耦合模理论，我们提出了在光的频率和振幅的轴域，可以实现极高的透射对比度。光二极管传输的方向可以由注入光的功率和频率来控制。该理论与麦克斯韦方程组的数值解一致。
2014-04-16 physics.optics
Analytical and FDTD design of hybrid Fabry-Perot plano-concave microcavity for hexagonal boron nitride
有效的单光子发射器（SPE）的光的发射应当具有进入良好定义的时空模式的高计数率以及可接近的数值孔径（NA），以增加有效耦合到光波导中所需的光提取效率。基于先前开发的制造混合法布里-珀罗微腔的实验方法（进一步的信息可用[F. Ortiz-Huerta等人，Opt.Express 26，33245（2018）]），我们设法找到了实验可实现的分析和时域有限差分（FDTD）值，增强自发发射的混合平凹微腔的几何参数在二维（2D）六方氮化硼（hBN）中的色心的增强（即，Purcell增强），同时限制发射器的NA。利用傍轴近似和转移矩阵模型分别计算了微腔的基模和谐振模的光斑尺寸。发现由混合平凹微腔内部的2D hBN层托管的SPE（即面内偶极子）的Purcell增强为6。
2022-05-12 physics.optics
Coupled-mode theory for periodic side-coupled microcavity and photonic crystal structures
我们使用唯象的哈密顿方法推导出一组耦合模方程，描述光在波导中的传播是周期性的侧耦合到微腔。该结构在色散关系中同时具有布拉格带隙和（类极化激元）谐振腔带隙。讨论了这两类能隙的成因和物理意义。从有效场形式推导出的耦合模方程在布拉格间隙和谐振腔间隙深处是有效的。
2005-06-10 physics.optics
Multimode interference induced optical nonreciprocity and routing in an optical microcavity
近年来，利用光学微腔实现光学非互易性和光学布线引起了人们的广泛关注。在这里，我们报告的非互易性和路由的研究结果，利用光学微腔中的光机多模干涉。这里使用的光机系统具有多个光学模式和一个机械模式。光机械诱导的透明和吸收，出现在系统中，由于不同的路径之间的干扰。当系统的适当参数被设置时，系统可以呈现显著的非互易性和路由特性。我们设计的量子器件，如二极管，环行器和路由器，这是重要的应用。我们的工作表明，光机械多模系统可以作为一个有前途的平台，建立光子和量子网络。
2020-01-29 physics.optics
Single-mode lasing from a single 7 nm thick monolayer of colloidal quantum wells in a monolithic microcavity
在这项工作中，我们报告的第一个帐户的单片制造的垂直腔面发射激光器（VCSEL）的密集包装，取向控制，原子平坦的胶体量子阱（CQWs）使用自组装方法，并演示单模激光从记录薄胶体增益介质的膜厚为7 nm的飞秒光激发下。我们使用专门设计的CQWs来演示这些混合CQW-VCSEL，其仅由几层CQWs到单层CQWs组成，并且通过彻底建模和实施由分布式布拉格反射器组成的垂直腔以及用于模式调谐的附加电介质层来实现从这些薄增益介质的激射。在全电磁计算的帮助下，确保了腔模与CQW膜的精确光谱和空间对准。在克服较厚胶体膜中有限导电性的长期悬而未决的问题的同时，这种超薄胶体增益介质可以帮助实现完全电驱动的胶体激光器。
2020-10-16 physics.app-ph physics.optics
Ultrasensitive Detection of a Protein by Optical Trapping in a Photonic-Plasmonic Microcavity
微腔和回音壁模式（WGM）生物传感器从监测由蛋白质结合在高度限制的场强的位点处引起的频率偏移获得它们的灵敏度，其中场强可以通过激发纳米颗粒层中的等离子体共振来进一步放大。在这里，我们提出了一种机制的基础上的光捕获的蛋白质的等离子体场增强的网站上实现超灵敏的检测，只有微升规模的样品体积，并在实时。我们展示了对应于几千个大分子的毫微微摩尔灵敏度。基于Mie理论的模拟与等离子体“热点”位置处的光学捕获概念吻合得很好。
2012-07-29 physics.optics
Transition between Kerr comb and stimulated Raman comb in a silica whispering gallery mode microcavity
我们从理论和实验上研究了具有大自由光谱范围（FSR）的石英微腔中调制不稳定性和拉曼增益之间的转换，揭示了我们可以选择性地从四波混频主导态转换到受激拉曼散射主导态。理论分析和实验结果都表明，在不同的自由谱段间距下，克尔梳的跃迁之间存在一个拉曼优势区。通过改变驱动功率、光腔与波导的耦合以及激光失谐量，可以有选择地获得稳定的克尔梳和拉曼态。这种可控的过渡是由于在二氧化硅回音壁模式微腔中存在调制不稳定性和拉曼增益之间的增益竞争而实现的。
2017-12-13 physics.optics
Electrically reconfigurable extended lasing state in an organic liquid-crystal microcavity
University of Southampton（南安普顿大学）；University of Iceland（冰岛大学）；Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院实验物理研究所）；Durham University（杜伦大学）；Institut Pascal, Université Clermont Auvergne, CNRS, ClermontINP（帕斯卡尔研究所，克莱蒙奥弗涅大学，法国国家科学研究中心，克莱蒙理工学院）；Institute of Applied Physics, Military University of Technology（军事科技大学应用物理研究所）；Institute of Optoelectronics, Military University of Technology（军事科技大学光电子研究所）；Institute of Chemistry, Military University of Technology（军事科技大学化学研究所）
研究提出在有机液晶微腔中实现电控的扩展激光态，通过电调制实现近场和远场调控，突破传统低温限制，在室温下实现强光-物质耦合控制。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hydrophobic Silica Microcavities with Sustainable Nonlinear Photonic Performance
针对二氧化硅微腔在空气中Q值易退化的问题，提出一种新型疏水超高Q二氧化硅微腔，能防止Q值随时间退化并实现可持续超低阈值的光学频率梳，推动下一代光子应用。
2023-07-28 physics.app-ph physics.optics
Enhanced temperature sensing by multi-mode coupling in an on-chip microcavity system
针对微腔传感分辨率受光学品质因数和模式体积限制的问题，本研究在片上集成微腔系统中提出并验证了利用多模耦合增强自参考温度传感器分辨率的方法。
2023-08-21 physics.app-ph physics.optics
Influence of disorder on a Bragg microcavity
利用平面布喇格微腔泄漏光模的共振态展开，研究了无序对其基腔模的影响。我们通过随机改变布拉格对板（组成反射镜）和腔的厚度来模拟无序，并精确计算每个无序微腔的共振能量和线宽，将结果与大基组的共振态展开进行比较。并在其一阶和二阶微扰理论范围内。我们发现，随机移位的接口导致增长的不均匀加宽的基本模式，是成比例的无序的大小。同时，微腔的品质因数与无序度的平方成反比地减小。我们还发现，一阶微扰理论非常准确地工作到一个合理的大的无序幅度，特别是计算的共振能量，这使我们能够定性地推导出与无序强度的微腔特性的缩放。
2021-01-20 cond-mat.dis-nn physics.optics
Light emission patterns from stadium-shaped semiconductor microcavity lasers
本文从理论和实验上研究了体育场形半导体（GaAs）微腔激光器的发光模式。执行系统波计算的无源腔模式，我们证明了平均低损耗模式，如在多模激光中实现的，产生的辐射模式与射线模型的预测吻合得很好。此外，我们表明，实验的远场发射模式的体育场腔的纵横比的依赖关系是很好地再现的射线模型。
2008-03-10 nlin.CD physics.optics
Mode-mode coupling theory of resonant pumping via dynamical tunneling processes in a deformed microcavity
提出了变形微腔中动态隧穿共振泵浦的模-模耦合理论。从混沌模和高Q正则模的耦合微分方程的稳态解出发，得到了泵浦效率与泵浦失谐量、耦合常数和相关模的衰减率的函数关系。我们发现，泵浦激发的混沌模式作为一个整体可以被看作是一个单一的泵模式的有效衰减率和有效的耦合常数与规则模式。我们还表明，定期模式的衰减率提高了动力学隧道到所有的混沌模式。提出了由二维变形微腔的抽运效率计算有效耦合常数的分析方法。
2010-05-25 physics.optics quant-ph
Robust bound states in the continuum in Kerr microcavity embedded in photonic crystal waveguide
提出了一种二维光子晶体的设计，该光子晶体由四个缺陷介质柱构成，其本征频率位于定向波导的传输带内。在线性的情况下，缺陷棒的材料参数的调谐的非鲁棒的连续束缚态（BSC）可能会出现。BSC是具有相同宇称的谐振双极模和四极模的完全相消干涉的结果。%以捕获微腔内部的光。一个强大的BSC出现在一个自适应的方式，而不需要调整的克尔效应的微腔的参数。由于非线性系统中叠加原理的缺乏，导致BSC与注入光的耦合。这在BSC频率附近形成了一种特殊形状的孤立透射共振。我们表明，如果注入光被关闭，BSC存储光，为光积累开辟了一条道路。
2014-04-16 nlin.AO 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
Tilting flat bands in an empty microcavity
最近，各向异性材料的微腔被证明能够产生具有非零局部Berry曲率的新带。腔层的各向异性折射率被认为是在倾斜狄拉克点处打开能隙的关键。在这项工作中，我们表明，一个腔模式和布拉格模式之间的反交叉也可以在一个空的微腔内形成没有任何双折射材料。由于样品的折射率分布特殊，在能隙内观察到平坦带。本征TE-TM分裂和XY分裂导致动量空间中腔模的压缩，从而使平带发生与自旋相关的倾斜。我们的结果为研究光子在没有各向异性腔层的简单微腔中的自旋轨道耦合铺平了道路。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mode structure and ray dynamics of a parabolic dome microcavity
本文研究抛物面圆顶微腔中电磁场的波动和射线动力学。基本s波的结构涉及主瓣，其中电磁场被限制在立方波长量级的有效体积中的焦点周围，而具有有限角动量的模式具有避开焦点区域的结构并且具有相应更大的有效体积。射线动力学表明，基本的s波是强大的相对于小的几何变形的腔，而高阶模式与射线混沌和短命。我们讨论了这些结果的发病率上的修改放置在这样一个抛物圆顶微腔的发射器的自发发射动力学。
2001-01-02 nlin.CD physics.optics
Microtorus: a High Finesse Microcavity with Whispering-Gallery Modes
我们已经证明了一个165微米的扁球形微腔，自由光谱范围为383.7 GHz（3.06 nm），在1550 nm处的谐振带宽为25 MHz（Q ~ 10^7），精细度F > 10^4。高度扁球形介电微腔结合了非常高的Q因子，典型的微球，大大减少了激发回音壁（WG）模式的数量（两个数量级）。在新型微腔中的非常大的自由光谱范围-几百个而不是几个千兆赫兹在典型的微球-是理想的应用在光谱分析，窄线宽的光学和RF振荡器，腔QED。
2000-09-28 physics.chem-ph physics.ins-det physics.optics
Terahertz excitation of a coherent three-level Λ-type exciton-polariton microcavity mode
在量子阱微腔中，几个周期的太赫兹脉冲与诱导光偏振的相互作用揭示了低、高激子-偏振激子模与光禁戒2 p激子态共同构成了一个独特的Λ型三能级系统.通过时间分辨的强太赫兹和弱光激发光谱观察到明显的非线性，并用完全微观理论解释。结果表明，太赫兹脉冲强烈耦合激子极化激元态到2 p激子态，而没有观察到两个极化激元能级之间的共振跃迁。
2011-12-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical-fiber based measurement of an ultra-small volume high-Q photonic crystal microcavity
设计了一个二维光子晶体半导体微腔，其品质因数Q ~ 40,000，模体积Veff ~ 0.9立方波长。一个微米级的光纤锥被用来作为一种手段来探测腔模式的光谱和空间特性，不仅允许测量模式损耗，而且还能够确定腔模式的面内定位。这种在光学微腔中同时实现高Q值和超小Veff的现象在量子光学、非线性光学和光电子学领域具有潜在的应用价值。特别地，测量的Q和Veff值可以使腔量子电动力学中的原子和量子点系统都能够强耦合。
2003-09-25 physics.optics quant-ph
Lasing in the Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling regime in a dye-filled liquid crystal optical microcavity
在存在Rashba-Dresselhaus耦合的情况下，液晶光学腔中强的自旋轨道相互作用导致了独特的自旋分裂纠缠色散。这种模式之间的自旋相干性产生光学持续自旋螺旋。在这封信中，我们介绍了光学增益在这样的系统中，通过分散在液晶微腔的分子染料。我们证明了激光在Rashba-Dresselhaus制度和光学持久自旋螺旋的出现。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optics of spin-noise-induced gyrotropy of asymmetric microcavity
研究了具有嵌入量子阱（QW）的高精细度半导体布拉格微腔在光子模和QW激子共振不同失谐量下的光学陀螺噪声。我们发现，在非对称法布里-珀罗谐振腔中，光子模频率高于激子共振频率时，噪声强度受到很强的抑制，这一现象是非对称法布里-珀罗谐振腔所特有的。从我们的分析如下，在一定程度的腔内损耗，非对称谐振腔的反射率消失，而极化灵敏度的回旋变化时，跨越临界点移动。模型计算结果与单量子阱微腔中自旋噪声的实验数据符合得很好，并得到了泵浦-探测实验中光致克尔旋转谱的证实。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Yb-doped all fiber picosecond laser based on grade-index multimode fiber with microcavity
本文提出了一种基于可饱和吸收体的全光纤锁模激光器，该锁模激光器是基于一段渐变折射率多模光纤，其内部的微腔嵌入在拼接点处。在适当的弯曲状态下，这种非线性可饱和吸收体的吸收调制深度为2.2%。该光纤激光器中心波长为1035nm，平均功率为1.26mW，脉宽为17.05ps，重复频率为37.098MHz。这种可饱和吸收体具有低成本、高稳定性和高损伤阈值等优点，有望在光传感、材料加工和光探测等领域得到应用。
2018-09-25 physics.ins-det physics.optics
High output efficiency (340 lm/W) in a one wavelength microcavity OLED with emitter layer positioned at an anti-node
描述了一种OLED架构，其中薄发射极层位于谐振微腔的波腹处。在两种实现中，模式空间由多层反射镜或由具有垂直于装置的垂直模式定向的跃迁偶极矩的发射器约束。多层反射镜器件达到315 lm/W，定向发射器器件达到340 lm/W。观察到输出电流是线性的，并且效率随着功率而增加。这与所提出的发射极位于反节点的微腔器件的理论模型一致，其中自发发射被抑制。
2022-02-03 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Infrared light detection using a whispering-gallery-mode optical microcavity
我们展示了一种基于超高品质因数（Q）回音壁模式（WGM）微环形石英谐振器的热红外（IR）探测器，并研究了其在10微米波长处探测IR辐射的性能。探测器的带宽和灵敏度取决于探测激光器的功率以及探测激光器与谐振器的谐振频率之间的失谐。微型环形红外传感器实现了7.46 nW的噪声等效功率（NEP），对应于0.095 mW/cm^2的红外强度
2014-03-06 physics.ins-det physics.optics
Photon-photon correlation of condensed light in a microcavity
针对光子玻色-爱因斯坦凝聚体时间相干性研究的难点，本研究利用微观多模模型与量子回归定理推导关联函数运动方程解析表达式，得到光子模式相干时间并发现其与微腔截止频率的非单调依赖关系。
2023-10-25 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Arbitrary function resonance tuner of the optical microcavity with sub-MHz resolution
光学回音壁模（WGM）微腔的谐振频率在其各种应用中是非常重要的。已经做出了许多努力来微调该参数。在这里，我们报告的功能谐振调谐器的光学微腔的分辨率约为650 kHz（7 pm@1450 nm波段），20%的光学WGM线宽的设计和实现。压电纳米定位器用于在其轴向方向上机械压缩微球。利用微球的轴向变化小于赤道半轴的变化和纳米定位器的亚纳米分辨率，实现了超精细的频率调谐。谐振的调谐可以动态地以接近完美的精度被制成任意函数。我们已经证明了正弦和S形函数的共振周期性调谐，两者的拟合精度都超过99%。这一工作极大地拓展了微谐振器，特别是微球品质因数的应用范围。
2019-04-09 physics.ins-det physics.optics
Integrated microcavity optomechanics with a suspended photonic crystal mirror above a distributed Bragg reflector
本研究在芯片上集成亚波长自由空间光机微腔，利用悬浮GaAs光子晶体镜与分布式布拉格反射器增强光机相互作用，并通过参数调控实现精确共振控制及更强动态背向作用。
2023-05-22 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Nonlinear optical response properties of a quantum dot embedded in a semiconductor microcavity : possible applications in quantum communication platforms
我们从理论上研究了嵌入固态微腔中的单个量子点与量子化腔模和晶格振动引起的形变势相互作用的混合系统的光学双稳、机械诱导吸收和Fano共振。我们发现量子点与腔模的耦合可以调节双稳态。我们进一步表明，归一化的功率传输显示异常色散，表明该系统可以用来产生慢光。我们还论证了将该系统用作全光机械克尔开关的可能性。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Entangling Excitons with Microcavity Photons
本文提出在激子-光力学系统中通过非线性色散相互作用，利用斯托克斯与反斯托克斯边带共振，在弱或强耦合区分别实现激子与光子或激子极化激元间的稳态三体纠缠，并有望在室温下实现。
2024-04-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
