Measuring the true quality factor of an ultrafast photonic microcavity: homogeneous versus inhomogeneous broadening
利用自相关器测量了超快光子腔的光子存储时间和品质因数。该腔由$λ$厚的GaAs层夹在GaAs/AlAs分布布拉格反射器之间组成，并在985 nm波长处谐振。用白光反射率测量的反向相对线宽为830，而从时间分辨测量获得的品质因数为1500。光子在腔中的存储时间为0.78ps。我们发现，品质因数和相对线宽的倒数之间的差异的结果，由于在腔层的空间梯度的微腔共振的非均匀加宽。
2009-06-11 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
Surface-mode microcavity
研究了基于光子晶体平板中零群速度表面模的光学微腔。结果表明，这种微腔在光子晶体平板中容易获得高品质因数。随着腔长的增加，品质因数逐渐提高，谐振频率逐渐收敛到光子晶体中零群速度表面模的谐振频率。具有高品质因数的谐振模的数目主要由零群速度的表面模的数目决定。
2005-08-31 physics.optics
Magneto-optical switching in microcavities based on a TGG defect sandwiched between periodic and disordered one-dimensional photonic structures
利用磁光材料来制造光子晶体为通过施加磁场来实现光学调谐提供了独特的机会。在这项研究中，我们模拟了微腔的透射光谱，其中布拉格反射器由二氧化硅（SiO2）和氧化钇（Y2O3）和缺陷层由TGG（Tb3Ga5O12）制成。我们表明，应用程序的外部磁场的微腔的缺陷模式的调谐结果。在模拟中，我们考虑了材料的折射率和费尔德常数的波长依赖性。一个约22 nm的缺陷模式的磁场为5 T，在低温（8 K）的调谐，证明。此外，我们还讨论了利用无序光子结构作为反射器来调谐微腔的可能性。在存在磁场的情况下，这种微腔在宽范围的波长中显示出共振的移位。本研究提出一种非接触式光学调谐方法。
2017-02-08 physics.optics
Microcavity induced by few-layer GaSe crystal on silicon photonic crystal waveguide for efficient optical frequency conversion
该研究通过在硅光子晶体波导上集成少层 GaSe 诱导高 Q 微腔，增强光与非线性材料相互作用，实现创纪录片上 SHG 效率及宽带 SFG 与非相干光转换。
2024-03-03 physics.optics
Third-order Self-action Effects in Photonic Microcavities
研究了光子微腔中的三阶非线性光学效应。在薄的非线性微腔间隔物中观察到显著的光散焦。当激发微腔模时产生与辐射强度成正比的大非线性偏振旋转角时，检测到偏振自作用效应。
2009-02-16 physics.optics
Temperature tunability of quantum emitter - cavity coupling in a photonic wire microcavity with shielded sidewall loss
最近的技术进步已经允许在基于固态腔的设备中实现量子性质的现象，诸如真空拉比分裂、可控单光子发射和量子纠缠。对于量子发射器和腔之间足够强的耦合，大的品质因数（$Q$）以及小的模态体积（$V_{eff}$）是必不可少的。在这里，我们表明，通过施加一个5 nm的铝涂层的亚微米尺寸的法布里-珀罗微腔的侧壁，腔$Q$可以从室温下的几百个温度调谐到2 $\times$ 10 $^5$低于30 K。这是通过以下方式实现的：首先，用理想的反射横向金属镜完全屏蔽侧壁损耗，其次，由于多层结构内的大部分离轴波矢量，小尺寸器件的腔的轴向损耗显著降低。我们的发现为研究发射极-腔耦合的量子电动力学现象提供了一个新的温度可调平台。我们证明了在40 K下，在0.8 $μ$ m尺寸的器件中可以容易地实现2g=24 GHz（0.142 nm）的拉比分裂，该器件具有$V_{eff}\approx0.0845~μ$ m $^3$，与最好的二维光子晶体（PhC）纳米腔相当。
2016-01-20 physics.optics
Effective potential engineering by emergent anisotropy in a tunable open-access microcavity
本研究在可调开放微腔中实现光子自旋轨道耦合，利用涌现各向异性调控光子势，并通过简并微扰理论验证，拓展了微腔自旋光子学应用。
2023-10-12 physics.optics
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
Microcavity polaritons for topological photonics
微腔极化激元是半导体微腔中激子与光子强耦合产生的轻物质准粒子。它们通常在可见光或近可见光波长下工作。它们结合了受限电磁场的性质，包括相当大的自旋轨道耦合，以及对外部磁场和粒子相互作用的敏感性，这些都是从它们的部分物质性质继承来的。这些特性使得极化激元成为研究一维和二维晶格中光子学拓扑相的一个很好的平台，其能带特性可以使用标准光学工具直接访问。本文介绍了微腔极化激元的主要性质以及在拓扑光子学领域的主要观测结果，其中包括拓扑边缘态的激光发射、外磁场下极化激元Chern绝缘体的实现以及一维和二维晶格中量子几何张量和缠绕数等基本量的直接测量。极化子相互作用为非线性拓扑相位的研究开辟了令人兴奋的前景。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Controlled plasmon-enhanced fluorescence by spherical microcavity
周围的电磁环境可以通过珀塞尔效应设计来自量子发射器的自发发射。例如，等离子体天线可以有效地限制电磁场并增强荧光过程。在这项研究中，我们证明了光子微腔可以调制等离子体增强荧光工程的局部电磁环境。因此，我们构建了一个等离子体增强发射器（PE发射器），其中包括一个纳米棒和纳米金刚石，使用纳米操纵技术。此外，我们控制一个聚苯乙烯球接近PE-发射体，并在原位研究相关的荧光光谱和寿命。与自由光谱范围内的发射相比，PE发射体的发射可以在光子模式下共振增强。由光子模式调制的光谱形状与PS球和PE发射器之间的间隔无关。在PS球耦合到PE发射器之后，荧光衰减速率的带积分可以被增强或抑制，这取决于等离子体天线和光子腔之间的耦合强度。这些发现可用于传感和成像应用。
2021-06-22 physics.optics
Spectral shift and Q-change of circular and square-shaped optical microcavity modes due to periodic sidewall surface roughness
利用边界积分方程方法，对圆形和方形高对比度微腔由于侧壁表面粗糙度引起的辐射损耗和谐振频率漂移进行了估算和比较。的轮廓扰动的各种谐波分量上的回音壁（WG）模式的圆形微盘和WG类模式的方形微腔的效果被证明。在这两种情况下，匹配的模式场图案的轮廓变形导致最显着的频率失谐和Q因子的变化。有利的模式匹配的变形已被发现，使一个操纵的Q因子的微腔模式。
2005-06-16 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
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
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
Electrically tunable spin-orbit coupled photonic lattice in a liquid crystal microcavity
本研究在嵌入胆甾相液晶的平面微腔中制备了电可调一维偏振相关光子晶体，揭示了均匀平躺螺旋结构带来的带间自旋轨道耦合效应，并通过染料掺杂实现了具备可调特性的圆偏振等激光发射。
2024-07-09 cond-mat.soft physics.optics
Coupling of a surface plasmon with localized subwavelength microcavity modes
对周期性金属-介质-金属结构的中红外光子模式进行了理论和实验研究。我们已经观察到了一个anticrossing行为之间的腔模式本地化的双金属区域和表面等离子体激元，签名的两种模式之间的杂交。
2012-12-20 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
Electrically controlled laser generation in a photonic crystal - liquid crystal - metal microcavity
针对液晶激光器，本文建立耦合非线性微分方程模型，考虑电压导致的液晶结构变化及谐振频移，并在光子晶体-金属微腔中验证了电控激光光谱。
2024-12-04 physics.optics quant-ph
Molecule-induced surface second-order nonlinearity in an inversion symmetric microcavity
针对反演对称材料二阶非线性响应缺失的问题，提出分子诱导表面二阶非线性方法，在功能化二氧化硅微腔中实现创纪录二次谐波效率，推导相关方程并可推广至其他材料平台。
2024-05-21 physics.app-ph 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
Multi-mode microcavity frequency engineering through a shifted grating in a photonic crystal ring
本文提出移位光栅多模分裂（SGMMS）方法，利用单周期光栅空间移位导致的旋转不对称性同时分裂多个相邻腔模，以低制造复杂度实现多频工程，并在正常色散器件中支持宽泵浦波长范围的 OPO。
2023-11-07 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
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
Control of absorption of monolayer MoS$_{2}$ thin-film transistor in one-dimensional defective photonic crystal
从理论上研究了一维缺陷光子晶体（d-1DPC）中单层$_{2}$的光吸收和透射特性。研究表明，强干涉效应降低了微腔特定区域的光子密度。d-1 DPC能降低单层MoS $_{2}$的光吸收，增强光透过率。研究了单层MoS $_{2}$与有机发光二极管位于同一微腔内时，单层MoS $_{2}$的光吸收对光子局域化效应的影响.然而，单层MoS $_{2}$并不通过调节单层MoS $_{2}$在微腔中的位置来降低光的局域化效应。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlinear optical radiation of a lithium niobate microcavity
研究了在非线性光子器件研究中被忽略的锂离子微腔的非线性光辐射。我们发现，在集成微腔平台上，通过适当放宽相位匹配条件，可以极大地增强芯片上的受限光模与自由空间中的连续光模之间的非线性耦合。利用红外泵浦激光器，我们观察到了可见光波段的二次谐波垂直辐射，这表明了一种鲁棒的无相位匹配的芯片-自由空间频率转换器，也揭示了一个额外的能量耗散通道的集成器件。不同频率的产生也验证了自由空间光束与受限模式之间的这种意想不到的相干非线性相互作用。此外，基于非线性辐射的无相位匹配性质，我们建立了一个集成的原子气体传感器，用单个通信激光表征Rb同位素。揭示的非线性光辐射机制对于所有介质光子集成器件是通用的，并且提供了简单而鲁棒的芯片到自由空间以及可见光到电信的接口。
2022-04-17 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
Photonic dissipation control for Kerr soliton generation in strongly Raman-active media
微腔孤子使相干频率梳状源小型化。然而，微腔孤子的形成可以被受激拉曼散射（SRS）破坏，特别是在新兴的具有高拉曼增益的晶体微梳材料中。在此，我们提出并实现了耗散控制-定制所选腔模的能量耗散-有目的地提高/降低强拉曼活性的锂离子微腔谐振器中的拉曼激光阈值，并实现按需孤子锁模或拉曼激光。数值模拟证实了我们的分析，并与实验结果一致。我们的工作证明了一种有效的方法来解决强SRS的微腔孤子的产生。
2020-09-29 physics.app-ph physics.optics
High-performance Sources of Multidimensionally Engineered Quantum Light Based on Monolithic Microcavity-metalens Interfaces
Sun Yat-sen University（中山大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出基于单片微腔-金属透镜界面的高性能多维量子光源，通过微腔和金属透镜调控量子发射的多物理自由度，实现高亮度和高纯度的单光子发射。
2026-03-18 physics.optics
Terahertz pulse generation via optical rectification in photonic crystal microcavities
采用三维全矢量非线性时域分析方法，数值研究了光子晶体微腔非共振泵浦产生太赫兹辐射。高品质因数和二次极化率导致通过光学整流的几个周期的太赫兹脉冲。材料色散以及线性和非线性各向异性是充分占。
2005-01-13 physics.optics
Optical multistability in a compact microcavity enabled by near-exceptional coupling
Peking University（北京大学）；Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；ITMO University（ITMO大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）
针对紧凑型结构中光学多稳态实现受限的问题，本文通过在光子晶体微腔中设计近异常耦合的超高Q值共振对，增强热光非线性，在低功率下实现三稳态，为高能效全光器件提供策略。
2025-11-15 physics.optics
On-chip Erbium-doped lithium niobate microcavity laser
由于其优异的光子、光声、电光和压电特性，绝缘体上钛酸锂（LNOI）晶片的商业化已经引发了重要的片上光子集成应用。近年来，各种基于LNOI的高性能片上光学器件已经实现。研制了掺铒1 mol %LN晶体及其LNOI晶片，并制作了高质量的掺铒LNOI微盘（$ \sim $ 1.05 $\times 10^{^5}$）。在974 nm和1460 nm泵浦下，高Q值掺铒LNOI微盘分别获得了$ \sim $ 1530 nm和$ \sim $ 1560 nm的C波段激光输出，其中1460 nm具有较好的热稳定性。该微激光器将在锂酸盐平台的光子集成电路中发挥重要作用。
2020-09-27 physics.app-ph physics.optics
Circularly polarized lasing in chiral modulated semiconductor microcavity with GaAs quantum wells
本文报道了室温下，在光泵作用下，在有源区有12个GaAs量子阱的AlAs/AlGaAs布拉格微腔和手性刻蚀的上分布布拉格折射器中，在$\hbarω= 1.473$和1.522 eV处产生椭圆、近圆偏振激光。使用具有大的介电常数对比度的手性光子晶体的优点是其巨大的光学活性，允许制造非常薄的半波片，具有发射光波长的数量级的厚度，并且实现圆偏振的单片控制。
2016-07-27 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
Strongly enhanced light-matter interaction in a hybrid photonic-plasmonic resonator
提出了一种由金属纳米粒子（MNP）和回音壁模式（WGM）微腔组成的光子-等离子体激元混合共振结构。结果表明，混合模式使光与物质之间产生了强相互作用，单原子的协同效应比裸WGM微腔中的协同效应提高了两个数量级以上.这种显著的改进源于两个方面：（1）MNP在发射极附近提供了高度增强的局部场，以及（2）令人惊讶的是，WGM的高- \textit{Q}性质可以在MNP的存在下保持。因此，本系统具有比单个微腔或单个MNP更大的优势，在量子光学、非线性光学和高灵敏度生物传感方面具有巨大的潜力。
2012-06-12 physics.optics quant-ph
Directional emission, increased free spectral range and mode Q-factors in 2-D wavelength-scale optical microcavity structures
从回音壁（WG）模式半导体微盘谐振器实现单模操作和高度定向（优选单向）面内光输出而不严重降低模式Q因子挑战了低阈值微激光器的设计者。为了解决这个问题，基本的设计规则来调整光谱和发射特性的微尺度光学腔结构与纳米尺度的功能，通过定制它们的几何形状，本文制定和讨论。这些规则的有效性和实用性证明了一些以前研究的腔形状与全球和局部变形。规则提供导致新的改进WG模式腔的设计，其中两个：一个十字形的光子分子与引入的不对称性和光子晶体辅助的微盘谐振器。这两种设计都产生简并模式分裂，以及分裂模式之一的Q因子增强和定向光输出。
2006-07-22 physics.optics
Role of incoherent substrate reflections in photonic crystal spectroscopy
提出了一种用于对安装在衬底上的光子晶体结构的光学性质进行建模的方法，该衬底足够厚，使得从背面反射的光与从正面反射的光不相干。透射和反射光谱的情况下，该结构是一个多层平面微腔和蛋白石光子晶体。来自非相干反射的贡献可以非常大，并且在光子晶体的情况下，改变光谱峰的位置。
2010-12-16 physics.optics
Photonic bound states in the continuum governed by heating
本文研究通过加热调谐液晶共振层的光子晶体微腔，观察到多个连续域束缚态对应的消失共振谱线，并利用共振线宽在消失点附近的突变行为实现温度传感。
2023-07-04 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
Free spectral range electrical tuning of a high quality on-chip microcavity
可重构光子电路的应用范围从下一代计算机架构到量子网络、相干雷达和光学超材料。然而，完全的可重构性目前仅在毫米级器件尺寸上是可行的。在这里，我们克服了这个障碍，开发了一个片上高品质的微腔谐振，可以在整个自由光谱范围（FSR）的电调谐。FSR调谐允许与任何源或发射器谐振，或在任何数量的网络微腔之间谐振。我们通过将纳米电子驱动与强大的光机械相互作用相结合来实现它，从而产生高度应变依赖的有效折射率。这允许低电压和亚千瓦功耗。我们展示了一个基本的可重构光子网络，使微腔谐振与任意模式的微环形光腔跨越电信光纤链路。我们的研究结果具有超越光子电路的应用，包括广泛可调谐的集成激光器，用于电信和天文学的可重构光学滤波器，以及片上传感器网络。
2018-06-20 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Formation of Quasi-Bound States in the Continuum in a Single Deformed Microcavity
本文提出在单个变形微腔中通过边界变形构建共享单向辐射通道并诱导外部强模式耦合，实验实现Friedrich-Wintgen准BIC，使长寿命共振的Q因子提升超过3倍，为增强光学微腔Q因子提供实用途径。
2024-08-30 physics.optics
Non-Hermitian polariton-photon coupling in a perovskite open microcavity
本研究利用钙钛矿晶体与分布式布拉格反射器构成双微腔，实现非厄米极化激元-光子耦合，展示可调谐非互易特性及奇异点观测，理论与实验吻合。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Towards high-power, high-coherence, integrated photonic mmWave platform with microcavity solitons
毫米波（mmWave）技术由于其在无线通信、雷达和光谱学中的广泛应用而继续引起极大的兴趣。与纯电子解决方案相比，基于光子的毫米波产生提供了宽带宽、低功耗和通过低损耗光纤进行远程传输。然而，在高频下，光子系统存在两个主要挑战：光电二极管的功率滚降和直接来自激光器的大信号线宽。在这里，我们展示了一种新的光子毫米波平台，它将集成微谐振器孤子和高速光电二极管相结合，以解决功率和相干性方面的挑战。被固有地锁模的孤子被测量为通过毫米波拍音之间的相长干涉提供5.8dB的附加增益，并且绝对毫米波功率接近100GHz处的传统外差检测的理论极限。在我们的自由运行系统中，孤子能够将毫米波线宽从泵浦激光器的线宽减小两个数量级。我们的工作利用微谐振器孤子和高速改进的单向行进载波光电二极管，为毫米波应用提供了一条可行的芯片级高功率，低噪声，高频源。
2020-09-24 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Phase-transition microcavity laser
本文提出在液晶相变过程中工作的微腔激光器，利用折射率剧变产生显著波长偏移，实现-40 nm/K灵敏度和320 μK分辨率的热传感。
2023-03-18 physics.optics
Spectral symmetry of Fano resonances in a waveguide coupled to a microcavity
研究了具有侧耦合腔和部分阻挡元件的光子晶体波导中透射谱的奇偶性。我们证明，通过数值计算，通过改变腔块的距离的光谱不同，从不对称的蓝色奇偶校验，对称（洛伦兹），是不对称的红色奇偶校验。对于腔块的距离大于5个PhC晶格常数，我们表明，传输谱准确地描述为一个法布里-珀罗标准具的传输谱与一个单一的传播布洛赫模式，和奇偶校验的传输谱相关的法布里-珀罗往返相位。
2015-12-18 physics.optics
Black Phosphorus based One-dimensional Photonic Crystals and Microcavities
黑磷薄层制备的最新成就，朝着磷烯原子薄层的技术突破，正在为它们在电子学、光学和光电子学中的应用铺平道路。在本论文中，我们模拟了一维光子结构，即光子晶体和微腔的光学性质，其中少层黑磷是其中的一个组成部分。5 nm黑磷层的插入导致在光子晶体中的光子带隙和在微腔中的腔模式对于光操纵和发射增强感兴趣。
2016-09-09 physics.optics
Influence of metal nanoparticles on whispering gallery modes of a microcavity
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）；Indian Institute of Technology Patna（印度巴特那理工学院）；Applied Materials Inc.（应用材料公司）；Optoelectronics Research Centre, University of Southampton（南安普顿大学光电研究中心）；New York University Tandon School of Engineering（纽约大学坦登工程学院）
本文综述光子、等离激元及混合微腔系统的相关文献，涵盖其基础物理与多类应用，比较两类系统的应用输出，助力理解二者的效应及应用价值。
2026-08-20 physics.chem-ph 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
Helical polariton lasing from topological valleys in an organic crystalline microcavity
拓扑光子学为发展具有强无序免疫光传输和可控螺旋度的光子器件提供了重要平台。光子与激子（或极化激元）的混合产生了具有手征模式的非平凡极化激元带，允许在强耦合光物质系统中操纵螺旋激光器。在这项工作中，我们证明了螺旋极化激元激光从拓扑谷的有机各向异性微晶腔的基础上定制的本地非平凡带几何。这种偏振激元激光器沿不同的角度方向发射不同螺旋度的光。通过非线性弛豫过程实现了显着增强的手征特性。螺旋拓扑极化激元激光器为探索光-物质相互作用的新拓扑现象和发展基于极化激元的自旋电子器件提供了一个理想的平台。
2021-10-26 cond-mat.quant-gas physics.optics
Light-induced switching in pDTE - FICO 1D photonic structures
我们提出了一维光子晶体和微腔的设计，其中氟-铟共掺杂氧化镉（FICO）层和层的二芳基乙烯基聚酯（pDTE）交替或嵌入在一个微腔中。用UV光照射导致两种不同的行为：i）其掺杂FICO纳米晶体，诱导其等离子体共振的蓝移; ii）其改变光致变色pDTE聚合物的折射率的实部。这两种行为结合在所提出的光子结构中，并且可以用于可切换的滤光器和光发射腔。
2017-10-26 physics.optics
Second-order nonlinear mixing in planar photonic crystal microcavities
研究了InP基平面光子晶体微腔在1550 nm短脉冲激发下的三维局域光子模的二次谐波和和频混频现象。支持两个紧密间隔模式的三个缺失孔微腔表现出丰富的二阶散射光谱，其反映了在宽带共振脉冲激发后的衰荡期间经由体InP χ（2）的模内和模间混合。与非共振源的同时激发导致来自微腔的可调谐二阶辐射。
2006-12-12 physics.optics
Synthetic five-wave mixing in an integrated microcavity for visible-telecom entanglement generation
非线性光学过程是光子学和量子光学的核心，因为它们在光源和信息处理中起着不可或缺的作用。在过去的几十年中，三波和四波混频（$χ^{(2)}$和$χ^{(3)}$）效应得到了广泛的研究，特别是在光子-光子相互作用强度大大增强的微/纳米结构中。由于介电材料的本征非线性极化率较弱，迄今为止，对$χ^{(3)}$以外的高阶非线性的研究很少，即使在高质量的微腔中也是如此。在这里，一个有效的五波混频过程（$χ^{(4)}$）是第一次合成，通过将$χ^{(2)}$和$χ^{(3)}$过程中的一个单一的微腔。合成的$χ^{(4)}$的相干性通过产生时间-能量纠缠的可见光-电信光子对来验证，该方法仅需要一个电信波段的驱动激光。从合成过程中的光子对产生率显示了增强因子超过$500$倍后，内在的五波混频。我们的工作展示了一种在介观尺度上通过光子结构工程而不是材料工程进行非线性合成的通用方法，从而为实现高阶光学非线性和探索新型功能光子器件开辟了新的途径。
2022-04-03 physics.optics quant-ph
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
