Tuning random lasing in photonic glasses
我们提出了一个详细的数值研究扩散随机激光器的可调谐性时，米氏共振激发。我们解决了多模扩散模型和计算的光增益的存在下，其中包括散射和增益的色散，没有任何假设的$β$参数的多重光散射。这使我们能够调查一个现实的光子玻璃制成的乳胶球和罗丹明和量化的激射波长可调谐范围和激射阈值。超出预期的扩散单色模型，最高的阈值时，发现激光模式之间的竞争是最强的，而不是当激光波长是最远的增益曲线的最大值。
2015-02-06 physics.optics
A lasing mechanism based on absorption boundary of gain materials
实验研究了一种新的激光机制。它与传统的带腔激光器和随机散射的随机激光器有很大的不同。在这种机制中，泵浦光的强度依赖性折射率效应和热透镜效应在增益材料中引起大的折射率梯度，这形成了被动等效边界，在激光系统中提供反馈。本文设计了一个实际的激光系统--液体圆盘激光器，它实现了二维全向辐射，效率高达28%，其辐射光谱特性可以用共振拉曼散射解释。
2013-06-27 physics.optics
Switchable plasmonic scattering of nanogaps for linewidth-tunable random lasing
线宽可调谐激光器在高分辨率光谱学、光通信等工业和科学研究领域有着巨大的应用需求。本文提出了利用具有大量纳米间隙的金属粒子的可切换等离子体散射实现线宽可调谐随机激光器的有效方法。利用环境介质的非线性光学效应，随着抽运功率密度的增加，金属粒子表现出从具有高空间频率的纳米间隙局部散射到传统的无细节信息的Mie散射的转变。基于这两个散射过程，随机激光器可以连续驱动从窄线宽配置表现出纳米间隙效应占主导地位的共振到宽线宽制度的集体耦合振荡之间的纳米线（或nanoflower），表现出动态范围的线宽超过两个数量级。这一现象为进一步研究随机激光的产生机理提供了平台，为随机激光器的线宽调谐提供了新的途径，为进一步应用于高照度成像和生物检测提供了新的思路。
2018-10-20 physics.optics
Random lasing in structures with multi-scale transport properties
在随机激光器（RL）中，系统本身具有谐振腔和放大介质，但缺乏宏观腔，反馈由散射提供，这迫使光穿过非常长的随机路径。在这里，我们表明，RL属性可以调整的散射系统的拓扑结构保持不变的散射强度和增益效率。这在基于稀疏簇的系统中是可能的，具有两个相关的结构长度：宏观簇间分离和介观簇内平均自由程。
2013-04-12 physics.optics
Numerical Study of Amplified Spontaneous Emission and Lasing in Random Media
我们模拟了在不同模式重叠度的随机系统中从放大自发发射（ASE）到激光的跃迁。这是通过用时域有限差分法求解随机Maxwell-Bloch方程来实现的。在激光阈值以下，连续发射光谱通过频率依赖性放大而变窄。我们的模拟再现了光谱中的随机发射尖峰。对应于系统共振的定义明确的峰在较高的泵浦下出现，并且在激光发射发生之前被受激发射缩窄。噪声倾向于将泵浦能量分布在许多模式上，导致多模操作。在激光阈值以上，噪声的影响减弱，结果与无噪声时的结果相似。通过比较不同散射强度的系统，我们发现，较弱的散射扩展了从ASE到激光的过渡区，其中噪声的影响是最显着的。
2010-08-24 physics.optics
Dissipation-Induced Super Scattering and Lasing PT-Spaser
当电磁波入射到金属薄膜中的PT对称二聚体的周期性阵列上时，在同一波长处会发生有限带宽的巨透射和反射。值得注意的是，我们发现，这种现象消失，如果金属基板是无损的，同时保持其他参数不变。当超膜被调整到光谱奇点附近时，将衬底耗散调整到临界值可以导致超散射，这与传统系统中预期的情况形成鲜明对比。PT-合成等离子体元膜充当激光PT-spaser，相干辐射的平面源。金属耗散提供了一种将光耦合出PT- spaser的暗模式的方法。在临界增益-损耗耦合之上，元膜表现为具有由PT-等离子体二聚体制成的元增益原子的元增益介质。这种现象意味着，通过将腔体耗散调谐到临界值，具有增益元件的腔体的超辐射是可能的。
2015-02-28 physics.optics
Intersubband polariton -- LO phonon interaction in mid-infrared non-dispersive cavities: experimental demonstration of spontaneous scattering and perspectives towards polariton lasing
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS UMR 9001, Université Paris Saclay（纳米科学和纳米技术研究中心，法国国家科学研究中心联合研究实验室第9001组，巴黎萨克雷大学）；Laboratorio TASC, CNR-IOM, Area Science Park（TASC实验室，意大利国家研究委员会物质研究所，科学园区）；Pitaevskii BEC Center, CNR-INO and Dipartimento di Fisica, Università di Trento（皮塔耶夫斯基玻色-爱因斯坦凝聚中心，意大利国家研究委员会光电子学研究所，特伦托大学物理系）
本文实验证实中红外非色散腔中子带间极化激元与纵光学声子的自发散射，并用量子力学模型证明泵浦-探测方案可实现受激过程，进而提出实现极化激元光学增益的实验条件。
2025-09-17 physics.optics
Unidirectional reflection lasing based on destructive interference and Bragg scattering modulation in defective atomic lattice
Hainan Normal University（海南师范大学）；Northeast Normal University（东北师范大学）
通过结合缺陷原子晶格与相干增益系统，利用破坏性干涉和布拉格散射调制实现单向反射激光，突破传统限制，提升量子网络与光信息传输效率。
2025-12-30 physics.optics
Lasing at the band edges of plasmonic lattices
我们报道了嵌入染料掺杂聚合物中的银和金等离子体激元颗粒阵列的二维衍射晶格中的室温激光，该聚合物既作为波导又作为增益介质。与传统的介质分布反馈激光器相比，中心问题是如何通过更强的散射和金属的不利损耗来修改产生激光的基本能带结构。我们使用光谱分辨后焦平面成像来测量低于和高于阈值的发射的波长和角度依赖性，从而映射能带结构。我们发现，对于银颗粒，能带结构是强烈修改相比，介电参考DFB激光器，因为强散射给出大的停止间隙。相反，金粒子散射弱而吸收强，使得阈值更高，但是能带结构没有被强烈地改变。单粒子散射强度和晶格消光的有限元和傅立叶模态法计算支持实验结果。
2014-09-25 physics.optics
Brillouin Lasing with a CaF_2 Whispering Gallery Mode Resonator
首次研究了泵浦光和斯托克斯光与超高Q值CaF_2谐振腔回音壁模共振时的受激布里渊散射。该谐振器用1064 nm的光泵浦，并且具有3.5微瓦的布里渊激光阈值。潜在的应用包括光产生微波和敏感陀螺仪。
2008-05-07 physics.optics
Coupled air lasing gain and Mie scattering loss: aerosol effect in filament-induced plasma spectroscopy
本文建立丝状诱导气溶胶荧光模型，揭示米氏散射与放大自发辐射的联合效应，并通过实验验证，为FIPS在大气遥感中的应用奠定基础。
2023-06-22 physics.optics
Exceptional Points, Lasing, and Coherent Perfect Absorption in Floquet Scattering Systems
Vienna University of Technology (TU Wien)（维也纳工业大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Graz（格拉茨大学）；NAWI Graz（NAWI格拉茨）；Riga Technical University（里加技术大学）
本文利用多光谱Floquet散射矩阵分析光子时间晶体中的电磁散射，证明伪酉性导致奇异点及对称性破缺，并在参数共振下实现相干完美吸收与激射，且方法适用于任意周期时变结构。
2026-09-18 physics.optics
Taming Randomness in Random Lasers: Programmable Disorder for Active Control of Random Lasing via Electric-Field-Directed Assembly of Nanowires
School of Electrical Engineering and Computer Science, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学电气与计算机工程学院）；Materials Research Institute, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料研究所）；Department of Chemistry, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学化学系）
本文提出了一种电可重构的随机激光平台，利用电场引导组装银纳米线，实现对随机激光特性实时调控，展示了降低阈值、调节发射强度和控制偏振态的能力。
2026-04-28 physics.optics
Cascaded Brillouin lasing in monolithic barium fluoride whispering gallery mode resonators
本文报道了氟化钡（$_2$）晶体中1550nm受激布里渊散射和激光的观测结果。利用超高质量（$Q$）因子单片回音壁模式（WGM）毫米级圆盘谐振器实现了布里渊激光。过模谐振器专门用于为泵浦和所有布里渊斯托克斯波提供腔谐振。利用级联布里渊激光产生了频率范围从$8.2$ GHz到$49$ GHz的单频和多频布里渊斯托克斯辐射。基于BaF $_2$谐振腔的布里渊激光在高相干激光器和微波光子学中有着潜在的应用。
2015-01-10 physics.optics
Lasing in localized modes of a slow light photonic crystal waveguide
我们演示了以InAs量子点为增益介质的GaAs光子晶体波导中的激光。结构无序是由于制造缺陷而存在的，并且导致光的多次散射和光的局部化。激光模式具有不同的空间扩展观察到在随机位置沿波导。激光频率由局部结构决定，并且发生在与波导模式的慢光区一致的窄频带内。三维数值模拟结果表明，远离波导端的激光模的主要损耗通道是结构无序引起的面外散射。
2011-05-03 physics.optics
General linewidth formula for steady-state multimode lasing in arbitrary cavities
从半经典激光理论解的散射分析出发，导出了多模非线性区任意腔的激光线宽公式。该理论概括了以前的治疗效果的增益和开放性所描述的彼得曼因素。线宽表示使用的非线性散射矩阵，这可以从稳态从头计算激光理论的基础上的数量;与以前的治疗，没有被动腔或现象学参数参与。我们发现，低腔品质因数，结合显着的介电色散，可以导致从Schawlow-Townes-Petermann理论的实质性偏差。
2012-07-18 physics.optics
Self-consistent theory of random lasing in the time-domain
随机激光器是由于无序纳米结构中的重复散射而发生激光的独特系统。以前的描述随机激光是众多的，但是一个完整的依赖于时间的理论，描述了直接从第一原理的增益介绍是缺乏在文献中。这封信将提出一个分析的自洽含时随机激光理论，其中包含从著名的稳态从头计算激光理论的结果。该理论还可以描述在以前的实验中观察到的一些时间现象，并有助于将这些设备纳入其设想的实际应用中。
2019-11-20 physics.optics
Directing random lasing emission using cavity exciton-polaritons
随机激光是一种发生在具有光学增益的无序结构中的有趣现象。在这种激光器中，光的光的散射为激光作用提供了必要的反馈。由于光散射，随机激光系统在所有方向上发射，与常规激光器的定向发射相反。虽然在某些情况下可能需要这种特性，但大多数应用仍然需要控制发射方向性。此外，众所周知，腔激子-极化激元的激发具有内在的方向性。作为激子态和腔模的叠加的腔极化激元的每个波长（能量）对应于明确定义的传播方向。我们证明，在这篇文章中，耦合发射的二维随机激光与腔极化激元共振允许控制的随机激光的发射方向。这导致定向随机激射，其相对于微腔轴的发射角可以通过改变腔失谐而在大范围的角度内调谐。在这项工作中实验达到的发射角为15.8 $^\circ$和22.4 $^\circ$。
2020-01-30 physics.optics
Random Laser Emission at Dual Wavelengths in a Donor-Acceptor Dye Mixture Solution
研究了以ZnO纳米粒子为散射中心，罗丹明-B（Rh-B）和恶嗪-170（O-170）为二元染料混合物的弱散射体系中同时产生两个波长的随机激光辐射。对单个Rh-B染料的随机激光性能进行了广泛的研究，以改变小信号增益/散射体密度，并发现激光阈值显着依赖于分散的纳米颗粒的数密度。尽管泵浦效率低，但我们证明了O-170染料溶液中由于Rh-B染料作为施主的共振能量转移而产生随机激光的可能性。在染料混合物溶液中的荧光团和散射体的最佳浓度，非相干随机激光有效地同时实现在两个波长中心相距90 nm。发现染料混合物溶液中供体和受体的双发射强度、激光阈值和放大率是相等的。
2016-08-26 physics.optics
Scattering Dominated Spatial Coherence and Phase Correlation Properties in Plasmonic Lattice Lasers
我们提出了一个全面的研究的偏振和空间相干特性的激光模式支持的4重对称等离子体晶格。通过仅修改单个粒子的散射性质，同时保持晶格几何形状恒定，我们能够区分散射诱导效应与晶格几何形状诱导效应。定制的干涉测量结果表明，激光发射经历了急剧的变化，从一维到二维空间的相干性与颗粒尺寸的增加，伴随着显着的变化，在远场偏振和光束特性。利用T矩阵散射模拟，我们揭示了这种转变的物理机制。特别地，我们发现当颗粒直径增加时，在晶格平面的对角方向上存在增加的辐射耦合。最后，我们证明了x-和y-偏振（简并）激光模式成为锁相与足够大的粒子。
2022-09-22 physics.optics
Directional Random Lasing in Liquid Crystal Infiltrated Metasurfaces
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；University of Calabria（卡拉布里亚大学）
本文提出将染料掺杂向列相液晶渗透到纳米二氧化硅超表面中，通过调节泵浦能量实现大角度定向随机激光发射，并在亚微米尺度实现宽角度光束转向，为可调谐相干光源和超表面光子应用提供了新方法。
2025-11-10 physics.optics
Cascaded forward Brillouin lasing in a chalcogenide whispering gallery mode microresonator
本文首次在As₂S₃微球谐振器中实现级联前向受激布里渊散射，以亚毫瓦阈值获得25阶模内斯托克斯光束，为集成光子学中气体传感和光子射频源应用奠定基础。
2022-10-12 physics.optics
BIC lasing from first principles
本文从第一性原理出发，结合稳态从头算激光理论与多重散射方法，研究有限介电球光子晶体中BIC的模式选择机制，证明BIC可实现低阈值激光并稳定单模输出。
2025-08-21 physics.optics
Selective Pumping of Localized States in a Disordered Active Medium
强散射无序系统中的光散射和局域化受底层本征模的性质，特别是它们在系统内的空间扩展所支配。实验研究安德森局域态的主要挑战之一在于难以独立地激发这些态并在样品中的任何地方单独观察它们。模式的相互作用及其与样品边界的耦合使得在光谱上分离它们并单独对其成像极具挑战性。当增益存在时，在阈值以上发生随机激射，并激发出激射模式。最近的研究表明，整形光泵的强度分布是一种非常有效的方法来控制和迫使随机激光在单模制度在任何所需的发射波长。因此，主动随机介质提供了一个独特的平台来单独选择模式。在强散射随机激光器中利用泵浦整形技术，成功地实现了局域激光模式的单独选择。随机激光器内的光分布的直接成像证实了模式的局限性，并使我们能够阐明长期存在的问题，在主动散射介质中的非厄米性的作用和非线性对安德森波本地化的影响。
2020-10-13 physics.optics
Simultaneously plasmon lasing and spasing behavior in a silver grating-film geometry
利用自洽的Maxwell-Bloch方法，我们证明了简单金属光栅薄膜纳米结构中同时存在的激光和脉冲行为，这可以归因于空间烧孔以及带边和等离子体带隙中不同模式的增益竞争.我们展示了三种模式：一种是品质因数高达248.54的间隙Spaser模，一种是从光栅表面垂直发射的带边等离子体激元激光模，另一种是被Spaser模抑制的带边等离子体激元激光模。该方法在低阈值相干光源、表面等离子体激元光源、表面增强拉曼散射、固体发光等方面具有重要的应用价值。
2014-03-11 physics.optics
Random Raman lasing
光在高散射介质中的传播是每个人每天都会经历的最迷人的光学效应之一，并且具有许多尚未解决的基本问题。传统观点认为，非线性效应并不起重要作用，因为散射的扩散性质会传播强度，从而大大削弱这些效应。我们展示了第一个实验证据的激光拉曼过渡在散装三维随机介质。从实用的角度来看，拉曼跃迁允许对样品的化学组成进行光谱分析。随机拉曼激光器可以作为明亮的拉曼光源，允许远程，化学特定，粉末和气溶胶的识别。从根本上说，这种新光源的首次演示开辟了一个全新的研究领域，即混浊介质中的非线性光传播，其中最引人注目的应用与非侵入性生物医学成像有关。
2013-07-05 physics.optics
Electrically Controlled Plasmonic Lasing Resonances with Silver Nanoparticles Embedded in Amplifying Nematic Liquid Crystals
我们研究了银纳米粒子在染料掺杂的液晶中的电控相干随机激光，记录了与外电场相关的发射强度和频率分裂。提出了一个修正的速率方程模型来解释所观察到的相干激光，这是由Ag粒子的等离子体激元-极化激元近场引起的激光染料分子的布居数反转和激光模的光学能量密度的双重增强的表现。激光共振在弱外加场中的显著猝灭是由于NLC主体的不规则指向矢波动引起的动态光散射，其洗掉了不同粒子palsmon-polariton场之间的相干干涉。这提供了一个证据，以支持目前的激光共振是非常敏感的主介质中的介电扰动，因此可能与一些耦合的金属纳米粒子的等离子体振荡。
2014-05-05 physics.optics
Stokes mode Raman random lasing in a fully biocompatible medium
我们证明了第一次，拉曼随机激光在连续波（CW）激发，完全生物相容性和可生物降解的胡萝卜介质。胡萝卜素的斯托克斯拉曼模式使得胡萝卜作为增益介质，而胡萝卜结构的天然纤维状纤维素中的随机散射促进随机激光。连续激光诱导的胡萝卜素的光致发光（PL）阈值和在斯托克斯模式的线宽分析表明，与模式Q因子（~1300）的阈值为130 W/cm 2和线宽窄化的特征激光作用。对激光输出模式的偏振态研究表明，激光输出模式基本保持了源的偏振态。一个明确的和有趣的线性温度依赖性的发射强度也被证明。易于获得，生物相容性，激发依赖发射波长选择性和温度敏感性是这种优雅的拉曼激光介质的标志，具有作为生物传感，成像和光谱学应用光源的强大潜力。
2018-09-06 physics.optics
Single-Shot Single-Beam Coherent Raman Scattering Thermometry Based on Air Lasing
本文首次利用空气激光作为探针，开发了单发单束相干拉曼散射测温技术，实现1 kHz重复频率下优于2%精度的快速测温，为瞬态反应流和等离子体诊断开辟新途径。
2024-03-17 physics.optics physics.plasm-ph
Stimulated Brillouin scattering and Brillouin-coupled four-wave-mixing in a silica microbottle resonator
报道了在超高Q石英微瓶谐振器中首次观测到的受激布里渊散射（SBS）和布里渊激光以及布里渊耦合四波混频（FWM）现象。在$Ω_B=2π\times10.4$ GHz处观察到布里渊激光，阈值功率为$0.45$ mW。在后向和前向散射方向上观察到布里渊和四波混频之间的耦合，分离为$2Ω_B$。在泵浦功率为$10$ mW时，四波混频间距分别达到7阶和9阶反斯托克斯和斯托克斯。
2016-05-26 physics.optics
CPA-lasing associated with the quasibound states in the continuum in asymmetric non-Hermitian structures
具有损耗和增益的非厄米特光子系统由于其对光的流动具有特殊的塑造能力而引起人们的广泛关注。在具有完全平衡损耗和增益的$\mathcal{PT}$对称系统中引入非对称性，揭示了在由ε-近零（ENZ）介质组成的层状结构中，从连续介质中的准束缚态（准BIC）到同时相干完全吸收（CPA）和激光的跃迁机制.两种类型的不对称性（几何和非厄米）的散射矩阵技术进行了分析。与准BIC相关联的CPA激光效应的特征在于品质因数与非对称性参数的倒数的异常线性关系。此外，在非厄米不对称性下，在CPA激光点处发现了与直觉相反的损耗诱导激光行为。所报道的非厄米结构的特征对于传感和激光应用是有前景的。
2022-05-23 physics.optics
Bi-functional nonlinearities in monodisperse ZnO nano-grains - Self-consistent transport and random lasing
我们报道了光输运和随机激光的量子场论描述。求解了Bethe-Salpeter方程，包括最大交叉图和非弹性散射。这是第一个理论框架，结合了所谓的离壳散射和随机介质中的激光。我们提出的自洽散射的平均自由程，在样品的宽度变化的结果。进一步讨论了半导体Mie散射体组成的无序介质中自洽输运的密度相关长度。
2014-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-resonant lasing in a deep-hole scattering cavity
随机激光器在光谱范围内是有前途的，其中常规激光器是不可用的，具有低制造成本和不同增益材料的适用性的优点。然而，它们的实际应用受到高阈值功率、低功率效率和光收集困难的阻碍。在这里，我们展示了一个功率效率高，易于制造的非共振激光器使用多孔增益材料上的深孔。在这个违反直觉的腔中的激光作用是由内表面上的强漫反射的非共振反馈实现的。此外，在斜率效率，阈值功率，和方向性的显着增强，获得了从多孔Nd：YAG陶瓷上制作的腔。
2022-09-13 physics.app-ph physics.optics
Effects of boundary roughness on a Q-factor of whispering-gallery-mode lasing microdisk cavities
我们进行数值研究的侧壁缺陷的激光应用的光盘腔的共振态展宽的影响。我们证明，即使是小的边缘粗糙度导致急剧退化的高Q回音壁（WG）模式谐振降低其Q值的许多数量级。同时，低Q WG共振对表面粗糙度相当不敏感。本文用散射矩阵技术对数值模拟结果进行了分析，并结合经典射线图象中截面的庞加莱曲面的检验，从弯曲介质界面上的波反射的角度对数值模拟结果进行了解释。
2003-05-27 physics.optics
Suppression of Interactions in Multimode Random Lasers in the Anderson Localized Regime
理解随机激光是一个巨大的理论挑战。与传统激光器不同，随机激光器没有谐振腔来捕获光，它们是高度多模的，具有潜在的强模式相互作用，并且它们基于无序增益介质，其中光子经历随机多次散射。众所周知，干涉效应会改变波在这种随机介质中的传播，但人们对它们在非线性和相互作用下的命运知之甚少。在这里，我们提出了一个半经典理论的多模随机激光在强散射制度。我们表明，安德森局域化，波干涉效应，是不受非线性的存在。相反，它的存在抑制同时激射模式之间的相互作用。使用最近构建的理论，复杂的多模激光器，我们分析如何证明安德森局域化的非相互作用，单极近似。因此，强散射随机激光器中的激光模式由无源腔的长寿命安德森局部模式给出，其频率和波剖面不随泵浦而变化，即使在模式空间重叠的多模状态下也是如此。
2012-10-24 physics.optics
Photon localization laser
利用光子局域化理论，研究了随机放大层状介质中的低阈值随机激光。通过在泵浦激光波长处的局部模式的共振激发来促进激光发射，所述局部模式在样品内的深处达到峰值，具有大大增强的强度。发射发生在与局部增益区重叠的长寿命局部模式中。这种机制克服了一个基本的障碍，以减少激光阈值的扩散随机激光器，其中多重散射限制激发区域的样品表面附近。
2004-09-08 physics.optics
Polariton lasing and energy-degenerate parametric scattering in non-resonantly driven coupled planar microcavities
本研究在垂直耦合双平面微腔中实现非平衡激子-极化激元凝聚与低阈值双波长激射，观测到非共振驱动下的能量简并参量散射支间转移，并用含开放耗散Gross-Pitaevskii方程的速率方程进行理论阐释，为光子器件研发提供新平台。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coupled-mode theory for stimulated Raman scattering in high-Q/Vm silicon photonic band gap defect cavity lasers
我们证明了受激拉曼散射的动力学设计的高Q/Vm的硅光子带隙纳米腔通过耦合模理论框架对光泵硅激光。其他chi（3）效应，如双光子吸收和光学克尔，相关的自由载流子动力学，热效应，以及线性损耗，如腔辐射和线性材料吸收的相互作用，包括和数值研究。我们的结果澄清了机制的相对贡献和演变，并证明了激光和关闭阈值。我们的研究阐明了在单片硅高Q/Vm光子带隙缺陷腔中实现连续波和脉冲高效拉曼频率转换的条件。
2006-07-06 physics.optics
Nonlinear exceptional-point lasing with ab-initio Maxwell-Bloch theory
我们提出了一个一般性的分析，发现和表征阈值以上的非线性例外点（EP）激光器，使用稳态从头算麦克斯韦布洛赫方程。对于一个系统的耦合板，我们表明，非线性EP获得外部泵在每个谐振器之间的一个给定的比例，它是与一个扭结的输出功率和激射频率，确认耦合模理论的预测。通过数值线性稳定性分析，我们证实了EP激光器可以稳定足够大的反转弛豫率。我们进一步指出，EP激光器的特点是散射出激光腔的微弱信号，使散射频谱表现出四倍发散。我们的方法可以适用于任意散射体与多层次的增益介质。
2022-12-20 physics.app-ph physics.optics
Random lasing actions in self-assembled perovskite nanoparticles
溶液型钙钛矿纳米粒子由于在光伏和光电子器件中的应用，在过去的几年中得到了广泛的研究。在这里，基于溶液基钙钛矿和随机激光器之间的共同点，我们研究了自组装钙钛矿纳米颗粒中的无镜激光作用。在从溶液合成之后，已经从光泵浦钙钛矿观察到离散的激光发射峰，而没有任何明确的腔边界。所获得的随机激光的品质（Q）因子和阈值分别为500和60 μ J/cm 2左右。这两个值都与具有多边形腔边界的常规钙钛矿微盘激光器相当。通过对激光光谱和荧光显微镜图像的研究，认为激光作用是随机增益介质中强多次散射产生的随机激光。除了传统的单光子激发外，由于钙钛矿的强非线性效应，双光子泵浦随机激光器也首次被证明。我们相信这项研究将在低成本相干光源和生物医学检测中找到其潜在的应用。
2015-12-23 physics.optics
Dual-state control of lasing and absorption via conjugate exceptional points
Singapore University of Technology and Design (SUTD)（新加坡科技设计大学）；Mahindra University（马欣德拉大学）；Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）
本文通过增益损耗工程在法布里-珀罗微腔中实现一对共轭二阶异常点，从而实现对激光和相干完美吸收的双态操作与控制。
2026-05-22 physics.optics
Inherent Stochastic Linearization of Random Laser Modes
弱散射随机激光器表现出空间重叠的激光模式，并可以通过增益饱和强烈相互作用。因此，强的低阈值激光模式可以抑制高阈值模式中的激光。我们数值研究这种强非线性现象的固有噪声的影响。噪声在阈值以下产生激光发射，并抑制阈值以上的显著非线性行为。结果是随机激光模式的线性化，并且当噪声克服空间烧孔时是可能的。结果表明，增益介质的噪声特性的控制可能会促进或抑制某些模式的激光在多模制度。
2011-08-01 nlin.AO physics.optics
Second-Order Coherence Across the Brillouin Lasing Threshold
本文利用二氧化硅微球谐振器和单光子计数测量跨越布里渊激光阈值的 Stokes 光二阶相干性，揭示聚束、泊松及阈值附近超热“闪烁”统计，并与非线性三波 Langevin 模拟一致。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Plasmon-Assisted Random Lasing of Perovskite Materials
本研究利用银纳米立方体作为散射中心，在钙钛矿材料中实现等离子体辅助随机激光，产生窄带宽激光模式，为相干光源提供新途径。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent perfect absorption and lasing in bimodal Fabry-Pérot interferometers
本文研究双模法布里–珀罗干涉仪的CPA与阈值激光，给出散射矩阵闭式允许条件及CPA点拓扑湮灭，并通过高对比度光栅和脊形谐振器数值验证。
2025-09-01 physics.optics
Effect of local pumping on random laser modes
本文发展了一种基于传输矩阵的数值方法，计算一维随机系统的准模和激光模。根据相对大小的本地化长度与系统的大小，有两个制度中的准模是不同的空间分布和频率分布。在均匀增益的存在下，激光模式有一对一的对应准模式在这两个制度。局部激发可以由于局部放大而增强增益区域内的模式的权重，特别是在弱散射系统中。
2007-01-17 physics.optics
Direct Observation and Optical Manipulation of Exciton-polariton Parametric Scattering Lasing in Temporal
State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学光电材料与技术国家重点大学物理学院）；School of Arts and Sciences, Shanghai Dianji University（上海电机学院文理学院）；School of Materials Science and Engineering, Shanghai Institute of Technology（上海应用技术大学材料科学与工程学院）
本研究在室温下利用双光子吸收首次直接观测并光学放大了非简并激子-极化激元参量散射激光，通过超快光学触发实现了信号态的调制，并测得0.4ps的响应时间，为极化激元光电器件提供了新调制途径。
2025-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrically driven random lasing from a modified Fabry-Perot laser diode
随机激光器（RL）是一种有趣的器件，在成像、传感、超分辨率光谱分析和复杂网络工程等领域具有广阔的应用前景。RL可以从光泵浦染料、光纤和晶体或电泵浦半导体异质结构获得。半导体RL通常通过在有源层中引入散射缺陷来制造，这增加了制造过程的复杂程度，并且失去了无序结构可能提供的易于实现性。电泵浦RL的现成可用性，避免了昂贵的制造方法，将促进这些设备在研究和应用中的使用。在这里，我们实现了一个非相干半导体RL通过简单地处理现成的法布里-珀罗激光二极管的输出镜，通过控制激光烧蚀。由完整的后镜和烧蚀的前镜提供的光反馈导致具有低空间相干性和散斑输出发射轮廓的多模随机激光。
2021-05-25 physics.optics
Polymer fiber mats provide white and full-color tunable lasing
本研究利用层级设计的聚合物纤维垫空间分离RGB激光染料，首次实现多色随机激光，并产生接近D65等标准的高质量白色激光，具有卓越光谱可调性，推动可调谐激光器商业化。
2025-08-07 physics.optics
Unambiguous scattering matrix for non-Hermitian systems
$\mathcal{PT}$对称性是一个独特的平台，光操纵和多用途的单向不可见性，激光，传感等破碎和未破碎的$\mathcal{PT}$对称状态在非厄米开放系统中描述的散射矩阵。多层结构作为开放系统的一个最简单的例子，没有散射矩阵的确定定义，因为输出端口可以被置换。$\mathcal{PT}$ -对称和$\mathcal{PT}$ -对称破缺状态的例外点定义的不确定性是一个重要的问题，因为例外点在传感和模式识别等应用中是必不可少的。这里我们从$\mathcal{PT}$ -对称哈密顿量和散射矩阵之间的明确关系导出适当的散射矩阵。我们揭示了具有排列输出端口的散射矩阵的例外点与$\mathcal{PT}$对称性破缺无关。然而，它们可以用来寻找一个激光的开始，在我们的时域计算和散射矩阵极点分析证明。我们的结果对于非厄米系统的各种应用包括环绕例外点、相干完全吸收、$\mathcal{PT}$对称等离子体等都有重要意义。
2020-04-24 physics.optics
Mechanical oscillations in lasing microspheres
我们研究了通过在机械本征频率处调制激光发射来激活激光微球中的相干机械振荡的可行性。为此，采用直径约为50 μm的1.5%Nd ~（3+）：Ba-Ti-SiO_3微球作为高品质因数（Q>10^6）回音壁模激光腔。我们已经实现了一种泵浦和探测技术，其中用于激发Nd 3+离子的泵浦激光被聚焦在一个单一的微球与显微镜物镜和探测激光激发一个特定的光学模式与渐缩光纤的倏逝场。所研究的微球显示单模和多模激光作用，在最好的情况下可以调制到10 MHz。我们有光学转换的热激活机械本征模出现在50-70 MHz的范围内，其频率随着微球的尺寸的增加而降低。在泵浦和探测配置中，我们观察到探测信号的调制高达我们实验装置的最大泵浦调制频率，即，20兆赫。这种调制随频率降低，与激光发射、泵浦散射或热效应无关。我们将这种效应与多光子泵浦光吸收引起的自由载流子色散联系起来。另一方面，我们得出结论，在我们目前的实验条件下，它是不可能共振激发的机械模式。最后，我们讨论了如何克服这些限制，通过增加激光发射的调制频率和降低机械本征模的频率显示出很强的光机耦合程度。
2017-10-19 physics.optics
Waveguiding-assisted random lasing in epitaxial ZnO thin film
采用脉冲激光沉积法在c-蓝宝石衬底上生长了氧化锌薄膜。表面发射光谱的泵浦功率依赖性，使用四倍266 nm激光器获得，揭示了室温下的受激发射（阈值为900 kW/cm 2）。时间相关的光谱分析加上增益测量的单发，侧发射，用氮激光器泵浦的光谱显示随机激射指示存在的自形成的激光腔。有人建议，在外延系统，而不是无序散射元素的三维配置中的随机激光，是由于在薄膜中的波导。波导使光在随机形成的闭环内被放大，闭环充当激光腔。
2013-06-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic random laser on an optical fiber tip
随机激光产生的原因是来自多个散射中心的相干光反馈。在这里，我们证明了等离子体激元金纳米星是有效的光散射中心，在其纳米尖端表现出强场增强，这有助于非常窄的带宽和高度放大的相干随机激光与低激光阈值。首先，通过将等离子体金纳米星嵌入罗丹明6G染料增益介质中，我们观察到一系列非常窄的随机激光峰，半峰全宽约为0.8 nm。相比之下，游离的罗丹明6G染料分子仅表现出单个放大的自发发射峰，具有6 nm的较宽线宽。具有金纳米星的染料的激光阈值比自由染料的激光阈值低两倍。此外，通过在单模光纤的尖端涂上金纳米星，我们展示了通过光纤的随机激光信号的收集，可以很容易地引导和分析。时间分辨测量显示发射速率在激光阈值以上显着增加，表明存在受激发射过程。我们的研究提供了一种在纳米尺度上产生随机激光的方法，具有低阈值，可以很容易地收集和引导，这有望在遥感，信息处理和片上相干光源的一系列潜在应用。
2020-02-26 physics.app-ph physics.optics
Extreme nonlinear Raman interaction of an ultrashort nitrogen ion laser with an impulsively excited molecular wavepacket
本文报道了相干激发CO_2分子的58阶级联转动喇曼散射。利用飞秒强激光脉冲激发转动相干和飞秒激光诱导N_2^+激光产生级联拉曼信号，获得了高阶拉曼散射，产生了600多个边带的准周期频率梳。新的配置允许这个实验进行与一个单一的飞秒激光束在自由空间的对峙位置。结果表明，N2 ^+激光的特殊谱时结构、飞秒激光与N2+激光的理想空间重叠以及分子排列的导向效应是拉曼信号有效展宽的原因。由于分子旋转波包的周期性复苏，2000 cm^-1以上的拉曼光谱自然对应于飞秒脉冲训练。
2019-10-30 physics.optics
