Photonic Crystal Microcavities in a Microelectronics 45nm SOI CMOS Technology
我们展示了第一个单片集成的线性光子晶体微腔在先进的SOI CMOS微电子工艺（IBM 45 nm 12 SOI）没有在铸造工艺修改。这些腔体被集成到符合工艺设计规则的标准微电子设计流程中，并与工艺原生的晶体管一起制造。我们展示了1520 nm波长和1180 nm腔设计使用不同的腔实现由于设计规则的约束。对于1520 nm和1180 nm设计，测量了2，000和4，000的负载品质因数，并提取了100，000和60，000的固有品质因数。我们还展示了一个倏逝波耦合的几何形状，其中包括腔和波导耦合设计。
2014-10-29 physics.optics
Vanadium oxide metal-insulator phase transition in different types of one-dimensional photonic microcavities
二氧化钒（$VO_2$）的光学性质可以通过金属-绝缘体转变来调节。在这项工作中，不同类型的一维光子结构为基础的微腔，嵌入二氧化钒已在900 nm和2000 nm之间的光谱范围内进行了研究。特别地，$VO_2$被夹在：i）由$SiO_2$和$ZrO_2$制成的两个光子晶体; ii）由遵循Thue-Morse序列的$SiO_2$和$ZrO_2$制成的两个非周期性结构; iii）由$SiO_2$和$ZrO_2$制成的两个无序光子结构，其中通过两种材料的随机序列或通过层厚度的随机变化引入无序; iv）由$SiO_2$、$Al_2O_3$、$Y_2O_3$和$ZrO_2$制成的两个基于四种材料的光子晶体。有序结构I和IV分别示出了具有缺陷模式的一个和两个强烈的透射谷，而非周期性和无序结构II和III示出了由于其复杂的分层配置而导致的多个透射谷。由温度控制的$VO_2$的金属-绝缘体转变导致微腔的光学性质的调制。
2022-08-29 physics.optics
Ultra-compact and wide-spectrum-range thermo-optic switch based on silicon coupled photonic crystal microcavities
我们设计、制作并实验验证了一种紧凑型热光门开关，它包括一个位于绝缘体上硅衬底上的3.78 μ m长的耦合L0型光子晶体微腔。在每个L0光子晶体微腔的中心插入一个纳米孔。相同的微腔之间的耦合引起耦合的光子分子的成键和反键状态。数值模拟和实验验证了耦合光子晶体微腔的透射谱具有6 nm宽的平底谐振，比微腔具有更宽的工作光谱范围。集成的微型加热器与硅芯直接接触，以有效地驱动器件。该开关的消光比为20 dB，开关功率为18.2 mW，热光调谐效率为0.63 nm/mW，上升时间为14.8 μ s，下降时间为18.5 μ s。在传输频带上测得的片上损耗低至1 dB。
2016-01-19 physics.optics
Efficient Terahertz Generation in Triply Resonant Nonlinear Photonic Crystal Microcavities
提出了一种利用基于光子晶体腔的三重谐振系统，通过差频产生（DFG）过程实现腔增强非线性太赫兹波的方案。我们表明，高非线性重叠可以通过将太赫兹腔耦合到双共振、双偏振近红外（例如电信波段）光子晶体纳米束腔来实现，允许通过χ（2）非线性混合三个相互正交的基本腔模式。我们通过耦合模理论证明了泵浦频率的完全耗尽-即，量子限制转换-在实验上可行的几何结构中是可能的，其中在最佳总转换效率点处的操作输出功率可通过改变模式质量（Q）因子来调节。
2009-08-04 physics.optics
Exceptional points in anisotropic planar microcavities
平面微腔允许控制和操纵自旋极化，表现在由于固有极化模式分裂而引起的光学自旋霍尔效应等现象中。在这里，我们研究了一个透明的旋转对称性破缺的微腔，实现了在腔平面的单轴腔材料的光轴对齐。我们表明，在平面内的光学各向异性引起的例外点的色散关系，这发生成对的，圆偏振，是偏振涡旋的核心。这些例外点是系统的非厄米特特性的结果，并且与吸收双轴系统中的奇异光轴密切相关。
2016-09-24 physics.optics
Numerical Investigation of Photonic Crystal Microcavities in Silicon-on-Insulator Waveguides
利用有限元光散射和本征模求解器对一维光子晶体微腔中的光共振进行了数值研究。通过与文献中的实验和理论结果进行比较，验证了结果。纳米尺度的几何形状的变化对谐振器性能的影响进行了研究。确定了超高Q因子性能的限制因素。
2010-03-11 physics.comp-ph physics.optics
Optical fiber coupling to planar photonic crystal microcavities
提出了一种在锥形标准单模光纤和高Q值光子晶体谐振腔的谐振模之间有效传输光的技术，该谐振腔的模体积小于立方波长。腔模品质因数为4.7 × 10^4，总的光纤到腔的耦合效率为44%。
2004-05-13 physics.optics quant-ph
Photonic Doping of Epsilon-Near-Zero Bragg Microcavities
本研究通过在超低损耗全介电ENZ平台中嵌入周期性介电米共振子，实现了光学频率下的光子掺杂，展示了超窄带米共振、增强磁光相互作用及多极选择性光谱等新应用。
2025-12-15 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
Photochemical reaction enabling the engineering of photonic spin-orbit coupling in organic-crystal optical microcavities
本文提出在有机单晶微腔中利用光化学反应控制人工Rashba-Dresselhaus自旋-轨道耦合，实现了光子模式自旋分裂的可逆转换及圆偏振与线偏振发射的光控切换，为片上集成提供新方法。
2023-09-14 physics.optics
Adding SALT to Coupled Microcavities: the making of active photonic molecule lasers
多年来，在研究单腔和耦合微腔的光学性质方面积累了大量的工作，这些微腔用于各种应用，从滤波器到传感器和激光器。焦点主要集中在单个谐振器的几何形状和/或它们在通常被称为光子分子（PM）的布置中的组合上。我们的主要关注点将是作为集成微激光器，光子分子激光器的理想候选人的PM的激光特性。而大多数计算PM激光器的基础上冷腔（被动）模式，即准束缚态，最近制定的稳态从头计算激光理论（SALT）提供了可能性，考虑到潜在的增益跃迁的光谱特性，其位置和线宽，以及纳入任意的泵配置文件。我们将结合两种理论方法来表征PM激光器的激射特性：对于二维系统，广义Lorenz-Mie理论将获得由SALT描述的活性介质中耦合分子的共振模式。不仅理论描述更加完整，而且活性介质的使用提供了额外的参数来控制、设计和利用PM激光器的激光特性，以实现超低阈值和定向单模发射。
2014-05-01 physics.optics
Dynamical ultrafast all-optical switching of planar GaAs/AlAs photonic microcavities
研究了平面GaAs/AlAs微腔的超快开关特性。高达0.8%的折射率变化是通过光学激发自由载流子在1720 nm和1.8微焦耳的脉冲能量。腔谐振动态跟踪通过测量反射率与时间延迟与可调谐激光脉冲，并被发现在几皮秒内移动多达3.3线宽。关断发生在大约50 ps的衰减时间。作者推导出载流子密度和复折射率的动态行为。他们提出，通过优化样品生长，推断出的10 GHz开关速率可以提高10倍。
2007-09-11 physics.optics
Photonic Berry curvature in double liquid crystal microcavities with broken inversion symmetry
我们研究了一种光子器件，该器件由两个耦合光学腔组成，具有Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合，TE-TM分裂和线性偏振分裂，在光子色散的恶魔点处打开可调能隙，从而产生可主动寻址的局部Berry曲率。所提出的架构源于液晶腔中人工光子规范场设计的最新进展[K. Rechcienska等人，Science 366，727（2019）]。我们的研究为拓扑光子学、室温自旋光电子学以及极端条件下光子带量子几何结构的研究开辟了新的视角。
2021-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quasi Bound States in the Continuum with Few Unit Cells of Photonic Crystal Slab
光子晶体平板中的连续谱束缚态（BIC）表示具有无限质量（Q）因子的共振，其发生在无限周期结构的光线上方。我们表明，一组BIC可以变成准BIC具有非常高的Q因子，即使是两个或三个单元格结构。他们解释的观点，BIC起源于紧密结合的每个单元电池的个人共振，在半导体。结合倒易空间匹配技术，基于准BIC的微腔可以实现与基于缺陷的PHC微腔一样高的Q因子。这些结果可以使BIC的实验研究在一个紧凑的平台，以及实现高Q值无镜微腔的新概念。
2017-05-27 physics.optics
Designs toward synchronization of optical limit cycles with coupled silicon photonic crystal microcavities
驱动高Q硅微腔是已知的表现出极限环振荡起源于载流子诱导和热光非线性。提出了一种利用硅光子晶体微腔实现同步光学极限环振荡的新型纳米光子器件。在这里，耦合极限环振荡器是通过使用相干耦合的硅光子晶体微腔实现的。通过模拟耦合模方程，我们从理论上证明了相干耦合引起的两个极限环的相互同步（夹带）。此外，我们解释了数值模拟同步的相位描述的框架。由于我们提出的设计是完全兼容当前的硅光子学制造工艺，光学极限环振荡的同步将在未来的硅光子电路中实现。
2020-09-08 cond-mat.mes-hall nlin.AO 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
MaPBI3 and 2D hybrid organic inorganic perovskite based microcavities employing periodic, aperiodic and disordered photonic structures and with the possibility of light-induced tuning
无机-有机钙钛矿半导体由于其显著的光学性质而变得越来越令人感兴趣，例如高光致发光量子产率和在宽波长范围内显示光学增益的可能性。我们在这里模拟了嵌入MaPBI 3和2D混合有机无机钙钛矿半导体的微腔，通过将这种活性层嵌入周期性，非周期性和无序的光子结构之间。我们已经仔细考虑了所采用的所有材料的折射率色散，例如二氧化硅、二氧化钛和钙钛矿层。此外，通过采用光致变色聚合物，即基于二芳基乙烯的聚酯pDTE，我们已经设计了一个微腔与光致调谐的腔模式是可能的。
2021-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Purcell Effect in Epsilon-Near-Zero Microcavities
本文提出全介质Bragg反射微腔作为低损耗ENZ谐振平台，研究其Purcell效应并推导出区分于传统谐振器的标度定律，为增强非线性与量子光子学中的光物质相互作用提供设计见解。
2025-04-02 physics.optics
Tunable cavity modes and light-pulse propagation in diarylethene-based photo-switchable polymeric microcavities
采用分子光开关的光响应器件对于显示器和动态光过滤是令人感兴趣的。本文用转移矩阵法研究了嵌有一层光致变色化合物的聚合物微腔。已经使用了不同的聚合物，例如聚乙烯基咔唑、聚苯乙烯和醋酸纤维素。一个微腔，其中包括随机的一维光子结构包围的光致变色层也进行了研究。分析了光脉冲在微腔中的传播。
2022-08-02 physics.optics
Planar Bragg microcavities with monolayer WS$_2$ for strong exciton-photon coupling
School of Physics and Engineering, ITMO University（ITMO大学物理与工程学院）；Department of Physics and Astronomy, University of Sheffield（谢菲尔德大学物理与天文学系）；Experimentelle Physik 2, Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学实验物理第二系）
基于单层WS₂的平面微腔实现强激子-光子耦合，通过紧凑设计获得高Rabi分裂值，推动二维半导体在集成光子电路中的应用。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall 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
Design of photonic microcavities in hexagonal boron nitride
我们提出并设计了六方氮化硼（hBN）光子晶体腔（PCC），用于各种光子和量子应用。二维（2D）hBN薄片含有在室温下超亮且光稳定的量子发射体。为了实现这些发射器与光学谐振器的最佳耦合，因此需要由单片hBN制造腔，以使腔光学模式与发射器之间的重叠最大化。在这里，我们使用hBN的各向异性指数设计2D和1D PCC。研究了衬底和材料吸收的影响，并计算了自发发射率的增强。我们的结果是有希望的未来量子光子实验与hBN。
2017-09-11 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
High-Q Lithium Niobate Microcavities and Their Applications
铌酸锂（LN）是一种优良的非线性光学和电光材料，在经典非线性光学、光纤通信和量子光子学中有着广泛的应用。在这里，我们回顾了最近的发展，薄膜LN技术，使LN光子器件和微腔的小型化与小品质因数。我们讨论了LN器件的设计原理，利用最大的非线性系数，各种设备的制造方法和由此产生的设备性能，以及LN微腔的当前和潜在的应用。
2020-11-16 physics.app-ph physics.optics
Fabrication of high-quality PMMA/SiO$_x$ spaced planar microcavities for strong coupling of light with monolayer WS$_2$ excitons
原子薄的过渡金属二硫属化物晶体（单层TMDC）中的激子极化激元已经成为一个有前途的候选者，以实现拓扑输运，超高效激光技术和集体量子现象，如极化激元凝聚和室温下的超流性。然而，将单层TMDC集成到高质量的平面微腔中以实现腔光子和TMDC激子（束缚电子-空穴对）之间所需的强耦合已被证明具有挑战性。以前的集成方法必须在单层中的光-物质相互作用的强度、腔光子寿命和微腔的横向尺寸上的各种不利影响之间进行折衷。在这里，我们展示了一种可扩展的方法来制造高品质的平面微腔与集成单层WS $_2$层由层通过使用聚甲基丙烯酸甲酯/氧化硅（PMMA/SiO $_x$）作为腔间隔。由于激子振子的强度是很好地保护所需的处理步骤的PMMA层，在这项工作中，具有以上$10^3$的品质因数的微腔研究，可以在室温下在强的光-物质耦合制度。这是制造用于工程激子-极化激元势场的晶片级和图案化微腔的重要一步，这对于实现许多提出的技术至关重要。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
An optical fiber-based probe for photonic crystal microcavities
介绍了一种新的二维光子晶体谐振腔光谱和空间特性的表征方法。光纤锥用作外部波导探针，其微米级场用于源和耦合来自腔模式的光，当其被放置在腔的近场内时，腔模式在锥的波长相关的透射光谱中表现为谐振特征。研究这些谐振的线宽和深度作为锥形相对于谐振器的位置的函数，产生谐振腔模式的品质因数Q和模态体积Veff的定量测量。当用锥形沿不同的轴探测腔时，通过研究腔模的耦合深度可以得到关于腔模的偏振信息。这种基于光纤的技术已被用来测量Q ~ 40，000和Veff ~ 0.9立方波长的渐变正方形晶格PC微腔在硅制造。这种基于光纤的探头的速度和多功能性突出，并讨论其适用于其他波长尺度的谐振元件。
2004-06-26 physics.optics
Design of microcavities in diamond-based photonic crystals by Fourier- and real-space analysis of cavity fields
我们提出了一种适合于金刚石色心耦合的二维光子晶体微腔的设计方法。通过比较傅立叶空间和真实空间中的模拟场分布和理想场分布，并相应地修改空气孔的位置和尺寸，我们优化了腔结构，获得了高达Q = 320000的高品质因数，模态体积为V = 0.35（λ/n）^[3]。使用非常相同的方法，我们还改进了以前的设计的一个小的模式体积的硅微腔，获得一个因子3的腔Q。为了在人造金刚石薄膜中实现光子晶体，有必要研究材料吸收对品质因数的影响。我们表明，这种影响可以预测一个简单的模型，取代耗时的模拟。
2010-01-04 physics.gen-ph physics.optics quant-ph
Electrically tunable momentum space polarization singularities in liquid crystal microcavities
本文针对动量空间偏振奇点原位可调性稀缺的问题，提出利用高双折射平面液晶微腔产生并电调谐该奇点，结果与理论预测一致，为其集成到自旋光子技术提供可能。
2025-02-11 physics.optics
Quasibound states in the continuum in photonic-crystal-based optomechanical microcavities
本文研究了基于光子晶体的光机械微腔中的连续谱准束缚态，提出用悬浮光子晶体板与分布式布拉格反射镜组合简化系统，使腔损耗仅由材料吸收主导，预计光学品质因子超过10^5。
2023-12-30 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Interaction-induced hopping phase in driven-dissipative coupled photonic microcavities
玻色-哈伯德模型（BHM）的本质是玻色子在不同位置之间的跳跃和相互作用。受光晶格中原子的BHM模拟器成功的启发，出现了在耦合非线性腔中实现光子BHM的建议。两个耦合的半导体微腔构成了一个模型系统，激子极化激元的跳跃，相互作用和衰减-混合轻物质准粒子-可以结合选址相干驱动来实现驱动耗散双位光学BHM。在这里，我们探讨在这个系统中的干扰和非线性的相互作用，在一个政权，在相同的驾驶条件下，可以观察到三个不同的密度分布。我们演示了如何通过有效的极化激元-极化激元相互作用来控制腔之间的极化激元跳跃所获得的相位。我们的结果为二维多腔系统中极化激元的密度相关规范场的合成开辟了新的前景。
2016-02-23 physics.optics quant-ph
Three dimensional trapping of light with light in semiconductor planar microcavities
当光被限制在所有三个方向和光波长量级的维度上时，光子光谱的完全离散化和独特的现象发生，珀塞尔效应和原子发射的抑制是两个典型的例子。在所有三个维度上限制光的各种固态器件已经被开发和应用。典型地，这些谐振器的限制体积、工作波长和品质因数由构造来设置，并且这些特性随外部扰动的小变化针对包括光调制和控制的应用。在这里，我们描述了全3D光捕获，这是设置和调谐的激光激发在一个全光学方案。该器件是基于平面分布布拉格反射器GaAs半导体微腔在室温下工作。横向限制产生一个有吸引力的有效光子势定制的腔间隔层的折射率的增加，诱导由聚焦激光光激发的载流子。强的三维光捕获证明了激光诱导的光谱，空间和k-空间分布的发射的变化。使用调制光激发的激光诱导的光子势的动力学进行了研究，突出了所观察到的现象的起源的热效应的中心作用。
2019-07-17 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
Competition between horizontal and vertical polariton lasing in planar microcavities
填充有包含激子共振的活性材料的平面微腔在光锥内具有平面内波矢量的辐射激子-极化激元（极化激元）模式。它们还具有至少一种通过全内反射在腔平面中引导的模式，并且除了通过缺陷或样品边缘之外，该模式不辐射耦合到真空模式。我们表明，极化激元受激散射介导的极化激元激光可以同时发生在两种类型的模式在微腔。通过调节激子和辐射光子模式之间的失谐，可以有利于辐射模式或导模中的极化激子激光。我们的结果表明，这两种类型的极化激元激光模式之间的竞争可能发挥了作用，在许多以前的观察极化激元激光和极化激元玻色-爱因斯坦凝聚。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Engineering Tunable Synthetic Su-Schrieffer-Heeger Chains in Liquid Crystal Microcavities
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）；Institute of Applied Physics, Military University of Technology（军事理工大学应用物理研究所）；Institute of Chemistry, Military University of Technology（军事理工大学化学研究所）
本文提出了一种在液晶微腔中实现可调合成Su-Schrieffer-Heeger链的方法，通过电压控制极化分裂和光子自旋轨道耦合，展示了其作为有效赝自旋自由度的应用。
2026-05-19 cond-mat.soft physics.optics
Leaky Integrate-and-Fire Mechanism in Exciton-Polariton Condensates for Photonic Spiking Neurons
本文介绍了一种新的方法，神经形态光子学中表现出强烈的激子-光子相互作用的微腔可以作为光学尖峰神经元的积木。实验结果表明激子-极化激元的本征性质类似于Leaky Integrate-and-Fire尖峰机制。结果表明，当用脉冲激光非共振泵浦时，激子-极化激元微腔表现出激子库弛豫引起的漏积分、向玻色-爱因斯坦凝聚体跃迁引起的阈值激发机制和光子的受激发射引起的复位.这些影响，证明在光致发光特性，出现在亚纳秒的时间尺度。所提出的方法提供了在低于1 pJ/尖峰的水平下的尖峰状激光脉冲的能量高效超快处理的手段。
2021-11-25 physics.optics
Polariton states bound to defects in GaAs/AlAs planar microcavities
本文报道了分子束外延生长的平面GaAs/AlAs微腔中缺陷束缚的极化激元态。在这些结构中的空间极化激元动力学相关的缺陷类型是交叉影线失配位错，和点状缺陷扩展到几个微米。我们将后者的缺陷，以Ga液滴偶尔发射的Ga细胞在生长过程中。这些缺陷，也称为椭圆缺陷，导致表面的圆顶状局部调制，其被转化为腔结构，并导致高达15 meV的腔极化激元能量的横向调制。由此产生的平面内极化激元运动的空间局域化的潜在景观创建一系列的束缚态。这些状态的特征在于光谱分辨透射成像在实空间和倒易空间，并揭示了由缺陷产生的空间潜力。有趣的是，缺陷态在10 ps范围内表现出较长的寿命，这归因于空间平滑的限制势。
2011-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Room-temperature, continuous wave lasing in planar microcavities with quantum dots
Ioffe Institute（约费研究所）；HSE University（俄罗斯高等经济大学）；ITMO University（圣彼得堡信息、机械与光学大学）
研究在室温下利用平面微腔实现956nm波长连续波激光发射，通过低吸收率镜面和量子点结构实现了高阈值功率密度和质量因子，验证了平面半导体微腔的高效散热性能。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exceptional rings in nonlinear non-Hermitian planar optical microcavities: implementation, signal enhancement, and topology
Paderborn University（帕德博恩大学）；Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀特光学科学学院）；Department of Physics, University of Arizona（亚利桑那大学物理系）
研究非线性非厄密平面光学微腔中例外环的实现、信号增强及拓扑特性，揭示非线性对例外环拓扑结构的影响，提出通用框架用于工程设计。
2026-01-09 physics.optics
Observation of Zitterbewegung in photonic microcavities
本研究在平面半导体微腔及蜂窝晶格耦合微腔中实验观测到极化子的Zitterbewegung效应，验证了理论模型与能带结构参数的一致性，为该相对论效应的光子模拟提供了实验证据。
2023-02-10 cond-mat.other physics.optics
Observation of second order meron polarisation textures in optical microcavities
多组分玻色-爱因斯坦凝聚体、量子霍尔系统和手征磁性材料在其序参量的连续对称性中显示出扭曲和结，称为Skyrmions。这些矢量激发最初是作为量子场论中的非线性sigma模型的解被发现的，它们通过拓扑缠绕数来量化，该缠绕数指示它们的相互作用和宿主系统的全局性质。在这里，我们报告的第一个实验观察到一个稳定的个人二阶meron，和antieron，出现在电磁场。这些复杂的纹理是通过将光限制在液晶填充的腔中来实现的，该腔通过其各向异性折射率提供可调节的人工光子规范场，该规范场将腔光子运动耦合到其偏振，从而形成光的这些基本矢量涡旋态。我们的观察朝着将拓扑鲁棒的室温光学矢量纹理带入光子信息处理和存储领域迈出了一步。
2020-10-04 physics.optics
Photon correlation measurements of stochastic limit cycles emerging from high-$Q$ nonlinear silicon photonic crystal microcavities
我们在受驱动的非线性高$Q$硅（Si）光子晶体（PhC）微腔中进行了光子相关[ $g^{(2)}(τ)$ ]的测量.当输入泵浦功率超过临界值时，测量的$g^{(2)}(τ)$表现出阻尼振荡行为。从实验和模拟之间的比较，我们的属性测量振荡的$g^{(2)}(τ)$的自脉冲（极限环）出现的光子，载流子和热动力学之间的相互作用。也就是说，$g^{(2)}(τ)$的振荡频率对应于极限环的振荡周期，而其有限的相干（阻尼）时间源于极限环的随机性质。从相位约化理论的观点出发，我们将测量到的$g^{(2)}(τ)$的相干时间解释为极限环广义相位的相干（扩散）时间。此外，我们表明，在激光输入功率的增加增强的相干时间的$g^{(2)}(τ)$的微秒的顺序，这可能是一个随机极限环通过泵浦的稳定性的演示。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall nlin.AO physics.optics
Harnessing quadratic optical response of two-dimensional materials through active microcavities
我们提出了一种有效地利用二维石墨烯类材料的二次光学响应的方法，从理论上研究从放置在平面有源微腔内的电流偏置片的二次谐波产生。我们表明，通过调谐腔谐振在第二谐波频率，实现了高效的倍频过程（几个数量级更有效的比独立片）。该过程的效率不是由于相位匹配，这是禁止的二维原子层状材料上的非线性二次响应的本地化，但它源于非线性介质的二维平面几何形状和在其阈值附近的有源腔内的场振荡之间的相互作用。所提出的方法可以很容易地扩展到不同的波的相互作用和非线性，因此它可以代表一个基本的工具，有效地利用二维材料的非线性光学特性。
2014-06-26 physics.optics
Microstructured organic cavities with high-reflective flat reflectors fabricated by using a nanoimprint-bonding process
提出一种基于UV纳米压印技术的纳米压印键合工艺，用于制备高反射率微结构有机微腔，实现了空间局域光子模式、高精度光子能带及拓扑边缘态，推动了有机光子器件发展。
2023-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Parametrically encircled higher-order exceptional points in anti-parity-time symmetric optical microcavities
本研究在反PT对称法布里-珀罗型微腔中实现高阶奇异点，通过参数环绕方案揭示三阶及以下奇异点的分支点行为，优化微腔设计，为光学超材料和新型光子器件研究提供新思路。
2024-05-16 physics.optics
Exceptional-point-controlled mode interaction in three-dimensional microcavities represented by generalized Husimi functions
本文将Husimi函数推广到三维微腔，通过二维投影表征TE与TM偏振模式相互作用，并揭示其动力学由折射率与腔倾角参数空间中的例外点网络支配，为高效光子器件设计提供新方法。
2025-09-19 physics.optics
High-Speed Tunable Microcavities Coupled to Rare-Earth Quantum Emitters
片上光子器件的电光控制是实现高效集成光子学的重要手段。由于其大的电光系数和高的非线性，绝缘体上钛酸锂（LNOI）是用于片上光子学的新兴平台[1]。将量子发射器集成到LNOI中将其在经典光子学中的多用途扩展到量子计算和通信[2，3]。在这里，我们将单一的稀土离子（REI）的量子发射体在电光可调锂磷灰石（LN）薄膜，并展示LN微腔耦合到REI在160 GHz的频率范围内的控制与5 \mus开关速度。腔的动态控制使得能够以短的时间常数调制REIs的Purcell增强。使用Purcell增强，我们发现的证据，检测单个Yb 3+离子在LN腔。在快速可调谐光子器件中耦合量子发射体是一种有效的方法来塑造发射体的波形[4]。它还提供了一个平台，用于在频谱-时间-空间域的集成中编码量子信息，以实现高水平的信道复用，以及生成确定性单光子源的方法[5，6]。
2021-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Multiple Interacting Photonic Modes in Strongly Coupled Organic Microcavities
该研究通过对真实多模光学谐振腔内分子系综的微观量子描述，揭示低精细度多模下分子偶极子与非共振腔模耗散通道的部分杂化会限制光-物质相干程度，指出真空拉比分裂是光与物质相干混合的必要非充分条件。
2024-07-06 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Van der Waals functionalization of ultrahigh-Q silica microcavities for $χ^{(2)}$-$χ^{(3)}$ hybrid nonlinear photonics
本文提出通过原子级二硒化钨对超高Q二氧化硅微腔进行功能化，构建了二阶与三阶非线性磁化率可灵活调节的混合光子平台，实现了低功率下的二阶谐波与和频产生。
2023-11-23 physics.app-ph physics.optics
Optical properties of metal-dielectric-metal microcavities in the THz frequency range
我们提出了一个实验和理论研究的光学性质的金属-电介质-金属结构与图案化的顶部金属表面，在太赫兹频率范围内。当电介质板的厚度相对于波长非常小时，这些结构能够支持集中在亚波长金属-金属区域中的强烈局部电磁模式。我们对产生这些光子模式的物理机制进行了详细分析。此外，我们的模型定量预测的共振位置和它们的耦合到自由空间光子。我们证明，这些结构提供了一个有效的和可控的方式来转换远场传播波的能量到近场能量。
2012-12-24 physics.optics
Reversing Annealing-Induced Optical Loss in Diamond Microcavities
本文研究高温高真空退火对金刚石微盘谐振器品质因数的损害，发现非金刚石层导致光学损耗，并证明三酸清洗可恢复其光学性能。
2025-10-04 physics.optics quant-ph
Self-aligned photonic defect microcavities with site-controlled quantum dots
提出一种无需额外纳米加工的自对准应变诱导位点控制量子点微腔，通过AlAs/Al2O3埋入式应力源尺寸定制微腔特性，实现激光特征且无热效应，为可扩展微型激光器制造铺路。
2023-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spectral engineering of coupled open-access microcavities
开放式微腔作为一种新的方法出现，以限制和工程师在模式体积下的光到$λ^3$制度。它们提供对高度受限的电磁场的直接访问，同时保持系统的可调谐性和耦合到一系列物质系统的灵活性。本文介绍了一种耦合腔的研究，其中基板的生产使用聚焦离子束铣削。在实验和理论研究的基础上，论证了曲率半径为\SI{6}{\micro\meter}的两个微腔之间的耦合工程。通过研究从隔离腔到耦合腔的过渡过程中光谱、空间和偏振特性的演变，提供了详细信息。正常模式分裂高达20毫电子伏观察到的总模式体积周围$10 \times λ^3$。这项工作是重要的，为未来的发展实验室芯片传感器和光子开放存取设备，从极化子系统到量子模拟器。
2015-12-09 physics.optics
Finite-Element Method Simulations of High-Q Nanocavities with 1D Photonic Bandgap
利用时谐有限元法对光子微腔中的高Q值光共振进行了数值研究。
2011-02-22 physics.comp-ph physics.optics
Stokes Soliton in Optical Microcavities
孤子是一种通过自感势阱抵抗色散的波包。它们在许多领域中被研究，但由于它们在光纤波导中的形成和控制相对容易，因此在光学中特别众所周知。除了它们许多有趣的性质之外，孤子对于锁模激光器中光学连续谱的产生是重要的，并且被认为是远距离传输数据的自然方式。近年来，在微腔中实现了孤子，从而为微加工技术的应用带来了新的动力。本文报道了一种以前在光学系统中没有观测到的孤子--斯托克斯孤子。斯托克斯孤子的形成和再生是通过优化其在空间和时间上的拉曼相互作用来实现的。斯托克斯和初始孤子属于不同的横模族，并受益于一种形式的孤子捕获，这是新的微腔和孤子激光器一般。新的光孤子的发现可以影响光子学其他领域的工作，包括非线性光学和光谱学。
2016-06-16 physics.optics
Fiber-integrated microcavities for efficient generation of coherent acoustic phonons
相干声子产生的光学泵浦探测实验，使平面异质结构，等离子体共振器，微柱和纳米线在纳米尺度上的声学性质的研究。将泵浦和探测聚焦在样品的同一点上是泵浦-探测实验的关键部分。这在小物体的情况下尤其重要。该技术的实际实施的主要实际挑战是：时空重叠的稳定性，聚焦和光学模式匹配条件的再现性。在这项工作中，我们解决了这三个挑战的情况下，平面和微柱optophononic腔。我们将所研究的样品集成到单模光纤中，从而提高了对聚焦光学器件的需求，以激发和检测相干声学声子。在我们的样品中实现的至少66%的优异反射率对比度使我们能够在至少一整天内观察到稳定的相干声子信号，并且在极低的激发功率1uW下观察到信号。单片样品结构是可运输的，并且可以提供进行可再现的即插即用实验的手段。
2020-08-27 physics.optics
