Coupled fiber taper extraction of 1.53 um photoluminescence from erbium doped silicon nitride photonic crystal cavities
光纤锥用于收集在硅上的掺铒氮化硅中制造的光子晶体腔中的~1.5 μ m的光致发光发射。通过光纤锥的光致发光收集相对于自由空间增强2.5倍，总锥收集效率为53%。通过改变光纤锥距腔的偏移量，可以获得较宽的耦合强度调谐范围。这种材料体系结合光纤锥形收集器，有望用于构建片上光放大器。
2010-01-04 physics.optics
Rayleigh scattering, mode coupling, and optical loss in silicon microdisks
利用外接石英光纤锥形波导作为圆片级光探针，研究了由绝缘体上硅基片制作的高折射率对比度光盘谐振器。在1500 nm波段进行的测量表明，这些硅微盘可以支持品质因数高达5.2 × 10^5的回音壁模式，受到制造引起的表面粗糙度的瑞利散射的限制。研究了半径小至2.5微米的微盘，对于材料中5.3立方波长的光学模式体积，测得的品质因数高达4.7 x 10^5。
2004-06-24 physics.optics
Efficient telecom to visible wavelength conversion in doubly resonant GaP microdisks
在可见光（$Q \sim 10^4$）和红外（$Q \sim 10^5$）波长下支持高$Q$模的磷化镓微盘腔中，实现了1550 nm和775 nm之间具有外部效率$> 4.4\times10^{-4}\, \text{mW}^{-1}$的共振二次谐波产生.通过使用$\sim 360\,μ$ W的1550 nm光输入到光纤锥并谐振耦合到微盘的腔内光热温度调谐来满足双谐振条件。在此之上，观察到泵浦功率效率降低。所观察到的行为是一致的一个简单的模型，热调谐的双共振条件。
2016-01-12 physics.optics
Single-photon interaction between two quantum dots located in different cavities of a weakly coupled double microdisk structure
我们报告了两个单量子点（QD）在一个单独的InP/GaInP基微盘腔通过共振回音壁模式的辐射相互作用。研究基于从头算耦合圆盘模式。我们应用光学光谱学，包括一个$4f$设置，以及模式选择性的真实空间成像和光致发光映射来辨别单个量子点耦合到一个谐振的微盘模式。激发的双腔结构的一个磁盘和检测photoluminescene从其他产量的单光子发射的量子点激发的非相干能量转移从一个磁盘到另一个通过在弱耦合制度的模式的证据。最后，我们提出了一个量子点在一个磁盘中发射的光子，通过共振模式转移到其他磁盘，随后由另一个量子点共振散射的证据。
2017-06-16 physics.optics quant-ph
Demonstration of an erbium doped microdisk laser on a silicon chip
利用硅基片上的$\mathrm{SiO_{2}}$微盘谐振器实现了掺铒微激光器。无源微盘谐振器表现出回音壁型（WGM）模式，具有高达$6\times{10^{7}}$的固有光学品质因子，并且使用MeV离子注入掺杂有三价铒离子（峰值浓度$\mathrm{\sim3.8\times{10^{20}cm^{-3})}}$）。通过使用锥形光纤实现了与微盘谐振器的基波WGM的耦合。在1450 nm处泵浦$^{4}% I_{15/2}\longrightarrow$ $^{4}I_{13/2}$铒跃迁时，在1550 nm波段观察到从自发发射到受激发射的逐渐跃迁。泵浦输出功率关系的分析产生43 $\mathrmμ$ W的泵浦阈值，并允许测量自发发射耦合因子：$β\approx1\times10^{-3}$。
2006-08-27 physics.optics
An optical fiber-taper probe for wafer-scale microphotonic device characterization
在直光纤锥中产生小凹陷以形成适合于研究紧密间隔的平面微光子器件的局部探针。“凹陷”锥形的张力控制探针-样品相互作用长度和耦合测量期间存在的噪声水平。高Q硅微腔的实际演示包括测试一个密集的底切微盘阵列（最大Q = 3.3x10^6）和一个平面微腔（Q = 4.8x10^6）。
2007-02-09 physics.optics
Coherent interference effects in a nano-assembled optical cavity-QED system
含有NV色心的金刚石纳米晶体被定位在使用光纤锥的高Q SiO2微盘腔的近场中，具有100纳米尺度的精度。研究了腔修正的双光子荧光，在远场发射光谱中观察到类Fano量子干涉特征。提出了该系统的量子光学模型，由此估算出在接近最佳位置的情况下，NV-零声子线到微盘的相干耦合速率为28 MHz。
2008-12-25 physics.optics quant-ph
Surface-plasmon mode hybridization in sub-wavelength microdisk lasers
在亚波长比例的半导体微盘激光器腔中演示了表面等离子体激元和介质波导回音壁模的混合。金属层沉积在半导体微盘的顶部，其半径系统地变化以使表面等离子体激元和介电模式之间的模式杂交成为可能。通过光致发光光谱实验观察到两种腔模类型的反交叉行为，并在室温下实现了波长为1.3 μ m的光泵激光作用。
2009-08-25 physics.optics
Efficient spectroscopy of single embedded emitters using optical fiber taper waveguides
基于使用光纤锥形波导探测单发射器嵌入在薄介质膜的技术进行评估，通过数值模拟。对于一个适当的膜几何形状，光致发光收集效率超过10%的预测，超过了一个数量级的标准自由空间收集的效率。我们的研究结果表明，这些光纤锥形波导提供了良好的前景，执行有效的光谱的单发射器嵌入在薄膜中，如一个单一的自组装量子点在半导体膜。
2009-06-11 physics.optics quant-ph
Ge Microdisk with Lithographically-Tunable Strain using CMOS-Compatible Process
我们提出了一个大的双轴拉伸应变下使用CMOS兼容的制造工艺的锗微盘光学谐振器。通过应力集中技术实现了约0.7%的双轴拉伸应变，该技术允许通过仔细选择某些光刻尺寸来定制应变水平。通过沉积压应力氮化硅层来补偿图案化锗微盘边缘处的部分应变弛豫。二维拉曼光谱测量以及有限元方法模拟证实了最终的微盘结构内的相对均匀的应变分布。光致发光的结果表明，由于回音壁模式，这是在良好的协议与有限差分时域光学模拟清晰的光学共振。我们的带隙可定制的微盘提出了一种新的途径，对一个有效的锗光源片上光学互连。
2015-10-25 physics.optics
Refractometric sensing of Li salt with visible-light Si3N4 microdisk resonators
我们展示了水折射率传感与15至30 μm直径的氮化硅微盘谐振器检测小浓度的锂盐。一个凹锥形光纤用于耦合780 nm的可见光的微盘，以执行光谱的光学谐振。微坑光纤探针允许在一个实验中测试芯片上的多个器件。该传感系统是通用的，易于使用，同时保持与其他折射传感器的竞争力。例如，从直径为20 μm的装置中，我们测量到200 $\pm$ 30 nm/RIU的灵敏度，负载品质因数为1.5 $\times$ 10 $^4$，检测限低至（1.3 $\pm$ 0.1）$\times$ 10 $^{-6}$ RIU。
2014-12-22 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Whispering-gallery modes and light emission from a Si-nanocrystal-based single microdisk resonator
我们报道了硅基光学有源微盘谐振器的可见光发射。单微盘的室温光致发光（PL）显示出回音壁模式的特征模式结构。在300 nm厚的微盘中，发射是TE和TM偏振的，而较薄的微盘（135 nm）仅支持类TE模式。较薄的圆盘具有滤除高阶径向模式族的优势，允许仅测量最强烈的一阶模态结构。我们揭示了亚纳米线宽和相应的品质因数高达2800，实验装置的光谱分辨率的限制。此外，我们观察到的模式线宽的一个因素13作为泵浦功率的函数的修改。这种效应的起源归因于受激载流子吸收损耗机制。
2008-06-06 physics.optics
Excitonic lasing of strain-free InP(As) quantum dots in AlInAs microdisk
利用透射电子显微镜和光致发光（PL）技术研究了AlInAs微盘（MD）腔中InP（As）/AlInAs无应变量子点（QD）的形成、发射和激光特性。在MD结构中，具有纳米饼形状的QD具有约2nm的高度、20-50 nm的横向尺寸和约5 X 109 cm-2的密度。在~940 nm处观察到它们的发射，揭示了强烈的温度猝灭，这表明激子分解。它还显示出意想不到的I型字符指示In-As互混，能带结构计算证实。我们观察到InP（As）量子点激子在MD下激射成回音壁模式，其直径约为3.2 mkm，自由光谱范围约为27 nm，品质因数高达Q~13000。该量子点的阈值约为50 W/cm ~ 2，自发发射耦合系数约为0.2。
2017-03-23 physics.optics
Second harmonic generation with 48% conversion efficiency from cavity polygon modes in a monocrystalline lithium niobate microdisk resonator
首次在单晶X切TFLN微盘谐振器中利用弱扰动形成高Q多边形模式，最大化d_33利用率，实现48.08%转换效率的二次谐波产生，超过无畴反转方案最佳结果，接近PPLN记录。
2024-11-28 physics.optics
Whispering gallery quantum well exciton polaritons in an Indium Gallium Arsenide microdisk cavity
本文首次在砷化铟镓量子阱填充的砷化镓微盘腔中观测到回音壁激子极化激元，通过温度和半径调谐测得5–10 meV拉比劈裂，并建立解析量子模型，高功率下进一步实现极化激元激射。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single quantum dot spectroscopy using a fiber taper waveguide near-field optic
采用微米级光纤锥形波导作为近场光学器件，研究了单个InAs量子点在低温（~14 K）下的光致发光谱。测量的收集效率的量子点自发发射到光纤锥的基本导模估计为0.1%，和空间分辨的测量与~600 nm的分辨率，通过改变相对于样品的锥的位置，并使用光纤锥的泵浦和收集通道。
2007-06-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spectroscopy of 1.55 $μ$m PbS Quantum Dots on Si Photonic Crystal Cavities with a Fiber Taper Waveguide
我们使用光纤锥形波导探测硅光子晶体腔上干燥的PbS量子点（QDs）接近1.55 $μ$ m。我们证明，低密度（$\lesssim 100 μ$ m $^{-2}$）的量子点不会显着降低腔品质因数高达$\approx3\times10^4$。我们还表明，锥形光纤可以用来激发量子点，并收集随后的腔过滤的光致发光，目前的测量可逆的光暗化和量子点饱和。这种方法代表了在电信波段的单胶体量子点光谱学的重要一步。
2009-12-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid gap modes induced by fiber taper waveguides: application in spectroscopy of single solid-state emitters deposited on thin films
我们表明，通过模拟，光纤锥形波导可以是一个有效的工具，用于光致发光和谐振，消光光谱的单个发射器，如分子或胶体量子点，沉积在薄的电介质膜的表面上。放置在高折射率膜上，锥形光纤波导引起混合模式波的形成，类似于介电开槽波导模式，其在低折射率间隙区域中提供强场限制。这种间隙限制波的可用性产生潜在的高自发发射增强因子（$\approx20$）、荧光收集效率（$\approx 23%$）和透射消光（$\approx 20%$）水平。预测的荧光和消光水平的两个改善的因素，如果膜，而不是用一个悬浮的通道波导。两种配置，在可见光（$\approx 600 \nm$）和近红外（$\approx 1300 \nm$）光谱范围内的操作进行了评估，表现出类似的性能。
2010-02-19 physics.optics
Efficient quantum dot single photon extraction into an optical fiber using a nanophotonic directional coupler
我们展示了一种光谱宽带和高效的技术，用于收集从单个InAs量子点直接进入标准单模光纤的光致发光。在这种方法中，光纤锥形波导与具有嵌入式量子点的悬挂GaAs纳米光子波导接触放置，形成具有标准光纤输入和输出的高效宽带定向耦合器。在几十纳米的波长范围内的有效的光致发光收集被证明，和一个单一的量子点激子到单模光纤的最大收集效率为6.05%（相应的单光子速率为3.0 MHz）估计。
2011-09-27 physics.optics quant-ph
Fiber-based cryogenic and time-resolved spectroscopy of PbS quantum dots
PbS量子点是一种很有前途的有源发射体，可用于高质量的硅纳米光子器件。低量子点密度的测量是有限的，因为低荧光水平和在这些波长下的单光子检测的挑战。在这里，我们报告的方法，使用光纤锥形波导有效地提取PbS量子点光致发光。随温度变化的系综测量结果表明，随着激发态寿命从293 K时的58.9 ns增加到40 K时的657 ns，发射光子随之增加。还使用腔共振脉冲激发对高- $Q$（$>10^5$）微盘上的量子点进行测量。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nanoscale Torsional Optomechanics
光学机械转换演示了纳米扭转谐振器倏逝耦合到光学微盘回音壁模式谐振器。片上集成器件使用完全基于光纤的系统进行测量，包括锥形和凹坑光纤探头。这些设备的热机械校准光机械噪声下限低至7 fm/sqrt（Hz），为涉及极小扭矩（低至4x 10 ^-20 N*m）的广泛物理测量打开了大门。
2012-11-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical fiber tips functionalized with semiconductor photonic crystal cavities
提出了一种简单快速的环氧树脂基光子晶体腔转移到光纤端面的方法。通过光纤锥形耦合以及从光纤端面直接传输来测量无源Si腔。含有GaAs腔的活性量子点显示出光致发光，该光致发光在自由空间中被收集并且通过原始光纤返回。在两种材料系统中，腔体均保持高品质因数（2000-4000）。这种新的设计结构为光子晶体腔与宏观光学的集成提供了一个实用的机械稳定的平台，并为光纤耦合腔器件的新研究打开了大门。
2011-09-22 physics.optics
Waveguide-integrated and portable optomechanical magnetometer
本文提出一种与硅芯片悬挂光波导集成的便携式光机械磁力计，采用FeGa磁致伸缩薄膜微盘谐振器，在环境条件下实现了高灵敏度与动态范围，并验证了便携设备的实用性。
2023-07-27 physics.app-ph physics.optics
High-Q microcavity enhanced optical properties of CuInS$_{2}$/ZnS colloidal quantum dots towards non-photodegradation
本文报道了在不同大气条件下，滴注到SiO_2 $_{2}$ /Si衬底和高品质因数微盘上的CuInS $_{2}$ /ZnS胶体量子点的光致发光光谱的时间演化.在低激发功率下，观察到了光致发光的快速衰减、峰位蓝移和线宽展宽。随着激发功率的进一步增大，荧光峰位发生红移，线宽变窄，这归因于光致凝聚增强了不同量子点之间的F $\ddot{o}$ rster共振能量转移.氧在光致发光衰减中起着重要作用，真空中光漂白效应的减弱证实了这一点。将量子点滴注到微透镜上，由于泵浦光与腔模的耦合，极大地提高了激发效率，从而加速了微透镜的光氧化和光漂白。而当发射光子与腔模耦合时，由于MD的提取效率和Purcell效应的提高，室温下PL增强了20倍以上，20 K时增强了35倍。利用高品质因数腔的优点，可以在小激发功率下获得较强的光致发光强度，从而避免光漂白现象。CuInS $_{2}$量子点在室温下具有良好的光致发光性能，而光致降解一直是限制其应用的主要因素。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
