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
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
Arbitrary tunable spaser based on double-Fano resonance of two sets of disk-ring nanostructure
本文提出了一种基于等离子体纳米结构的双Fano共振的任意可调谐Spaser，该等离子体纳米结构由两组盘环（TSDR）纳米结构组成。TSDR纳米结构支持两个Fano共振，这两个Fano共振可以作为Spaser的激光模式和泵浦模式。由于两个纳米环的良好可调谐性，这两个模式可以在很宽的波长范围内调谐。激光模式和抽运模式的调谐范围可达710 nm和620 nm。这些结果代表了追求最终的spasers的重要一步，并提出了一种方法来操纵激光模式和泵浦模式在一个广泛的光谱范围。
2015-12-03 physics.optics
Yellow whispering-gallery-mode lasing from amorphous fluoride microspheres
ENSSAT, UMR 6082-CNRS-Institut FOTON, Université de Rennes（雷恩大学）；Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP), UMR 6252 CEA-CNRS- ENSICAEN, Université de Caen Normandie（卡昂诺曼底大学）
本文报道了一种基于直接单光子蓝光泵浦和非晶氟化物增益材料平台的可见光微激光方法，实现了黄色573nm激光，具有超低阈值和高Q因子。
2026-04-09 physics.optics
Topological Lasing from Thouless Pumping in Bilayer Photonic Crystal
Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Chemistry Faculty (UPV/EHU)（巴斯克大学化学学院）；Brown University（布朗大学）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Universität Siegen（锡根大学）；Ecole Centrale de Lyon（里昂中央理工学院）；INSA Lyon（里昂国立应用科学学院）；Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；CPE Lyon（里昂国家高等化工、物理、生物学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科奎，巴斯克科学基金会）
本研究通过双层光子晶体中的Thouless泵浦机制，实现了动态可重构的拓扑激光，展示了可调纳米光源的潜力。
2026-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Amplified emission and lasing in a plasmonic nano-laser with many three-level molecules
从理论上研究了由许多染料分子围绕金纳米球规则排列组成的系统的稳态等离子体激元激光。采用具有真实分子耗散的三能级模型分析了泵浦场幅度和分子数目对器件性能的影响。很少的分子和适度的泵浦产生单个窄的发射峰，因为受激分子通过放大的自发发射将能量转移到单个偶极等离子体振子模式。在强泵浦下，由于两个分子激发能级通过与泵浦场和偶极等离子体激元场的相干耦合而相互干扰，因此单个峰分裂成更宽、更弱的发射峰。大量的分子产生了泊松分布的等离子体激元数态具有大的平均数特征的激光作用。然而，由于分子干涉效应，这些激光特性在强泵浦下恶化。
2017-11-20 physics.optics quant-ph
Optical pumping of quantum dot micropillar lasers
量子点微柱激光器阵列是更广泛的纳米光子学领域各种应用的有吸引力的技术平台。特别感兴趣的是潜在的效率提高腔量子电动力学效应的结果，这使得它们成为神经网络硬件中的下一代光子神经元的主要候选者。然而，特别是对于光泵浦，它们的功率转换效率可能非常低。在这里，我们进行了深入的实验分析的量子点微激光器，并研究其输入输出关系在很宽的范围内的光泵浦条件。我们发现，目前的能量效率限制是由不利的光泵浦概念和激子转换效率低。我们的研究结果表明，对于非共振泵浦到GaAs矩阵（润湿层），3.4%（0.6%）的光泵转换成激光相关的激子，只有2%（0.75%）的激光跃迁提供增益。根据我们的研究结果，我们建议提高泵浦效率的数量级，通过增加铝含量的AlGaAs/GaAs镜对上布拉格反射器。
2021-03-04 physics.optics
Population-inversion map of the mesospheric sodium ladder: continuous-wave and pulsed pumping schemes for directed emission
State Key Laboratory of Spatial Datum（空间数据国家重点实验室）；Peking University（北京大学）；AthenaEyes Co., Ltd.（阿特纳之眼有限公司）；Institute of Systems Engineering, AMS（中国科学院系统工程技术研究所）
该研究构建中层大气钠梯的十能级速率方程模型，评估四种连续波泵浦方案，得出柱增益指数远低于1等结果，为定向发射相关方案的后续研究提供依据。
2026-08-27 physics.app-ph physics.optics
Chaos-assisted nonresonant optical pumping of quadrupole-deformed microlasers
基于射线混沌和波混沌理论，在二维四极形变微激光器中实现了高Q值疤痕模的高效非共振光抽运。在适当选择的泵浦角下，激光功率可提高三倍。实验结果与射线追踪和波重叠积分计算结果一致。
2006-08-13 physics.optics
Nondegenerate two-photon lasing in a single quantum dot
本文提出在双模微腔中利用单个半导体量子点实现双模双光子微激光器，通过低温相干泵浦抑制单光子激射并增强双光子激射，还探讨了双光子共振泵浦产生稳态双模纠缠态。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nanoscale Mirrorless Superradiant Lasing
该研究预测了密集纳米级原子发射体在无光学谐振腔条件下，通过偶极-偶极耦合实现集体超辐射激光，并发现非泵浦原子比例可显著增强辐射并窄化谱线，为极简光学频率参考提供新方案。
2025-09-25 physics.optics quant-ph
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
Self-adjustment of a nonlinear lasing mode to a pumped area in a two-dimensional microcavity
采用Maxwell-Bloch（MB）模型对空间选择抽运的四极形变微腔激光器进行了波动力学数值模拟。我们证明了一个不对称的激光模式的外观，其空间图案违反了X轴和Y轴镜对称的腔。动力学模拟表明，由顺时针或逆时针方向的行波分量组成的激光模式是MB模型的稳定定态解。从无源腔模式分析的结果，我们解释了这些非对称的驻波激射模式的锁定四个近简并的无源腔模式。为了比较，我们进行了模拟的均匀泵浦的情况下，发现了不同的锁定规则的近简并模式。我们的研究结果表明，形成的激光模式，调整其图案的泵浦区域的非线性动力学机制。
2017-11-22 nlin.CD physics.optics
Magnetic Field-controlled Transmission and Ultra-narrow Superradiant Lasing by Dark Atom-light Dressed States
超冷锶-88原子的光晶格钟系统已被用来演示超辐射激光和磁场控制的光传输。我们用三能级原子与单腔模耦合的严格模型从理论上解释了这些现象。我们确定了一类暗原子光修饰态，这是由于在磁场的存在下与亮修饰态混合而变得可访问的。我们预测，这些状态下，适度的非相干泵浦，导致激光的线宽只有几十赫兹，数量级小于腔线宽和原子的非相干衰减和泵浦速率。
2020-03-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Characterization of photon pairs generated by a silicon ring resonator under electrical self-pumping
本文报道了在硅环形谐振腔中利用自泵浦产生非经典光场。该环被插入到激光腔中，对于该激光腔，该环充当滤波器，使得激光总是发生在选定的环谐振内，而不主动稳定谐振频率。我们通过重建受激发射的测量结果，展示了符合光子对的发射，并研究了它们的相关性质。
2020-11-06 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Plasmonic lasing of nanocavity embedding in metallic nanoantenna array
等离子体纳米激光器具有双激光阈值，特别是那些所有三个维度都是真正亚波长的设备。由于亚波长纳米腔的局域光场和传播光之间的动量失配，低的光泵浦效率是导致阈值的另一个重要原因，但通常总是被忽略。基于腔嵌入式纳米天线阵列设计，我们展示了一种室温低阈值等离子体纳米激光器，该激光器具有鲁棒性、可重复性和易于使用化学模板光刻法制造。该器件的模体积为~0.22（λ/2n）3（λ为谐振波长，n为折射率），激光阈值为~2.70MW/mm ~ 2。详细研究了纳米天线阵列的激射偏振特性和作用。我们的工作提供了一种新的策略，以实现在生物传感和信息技术的应用感兴趣的室温低阈值等离子体纳米激光器。
2014-12-05 physics.optics
Metasurface lasers programmed by optical pump patterns
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；NWO-I Institute AMOLF（荷兰光学研究所AMOLF）；Aalto University（阿尔托大学）；Advanced Research Center for Nanolithography (ARCNL)（先进纳米光刻研究中心）
通过光学泵浦图案编程超表面激光器，实现对K和M点激光发射的动态控制与对称破缺行为。
2025-12-15 physics.optics
Non-Hermitian gauged laser arrays with localized excitations: Anomalous threshold and generalized principle of selective pumping
本文研究局域泵浦下非厄米激光阵列的反常等阈值现象，通过转移矩阵揭示耦合结与光子环境的能量交换机制，并提出由泵浦、模式及双正交伙伴三重乘积决定的广义选择性泵浦原理。
2023-09-27 physics.optics quant-ph
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
Discrete Thermodynamics of Lasers
本文提出了一种激光器的离散热力学模型。激光是一个开放系统;其平衡基于两个热力学力的平衡，一个热力学力与输入泵浦功率有关，另一个热力学力与发射光有关。这种平衡的基本表达式是一个逻辑斯蒂映射，其图形解是干草叉分叉图。随着抽运力的增加，地面和激光分支上的相对布居数分别趋于零和1。这个模型的一个有趣的特点是超过分叉点的分支之间的向上和向下过渡的线频谱。即使在只有两种可能跃迁类型（上和下）的两能级激光的简单情况下，光谱看起来也像是线包的集合，在粒子数反转之前就开始了。这一效应是对爱因斯坦禁止实现二能级激光的独立证实。利用发射原子的热力学活动的概念，可以得到多能级激光器。考虑到激光能级原子的热力学活动系数正比于上能级和激光能级（3d）的寿命比，可以导出一个新的多能级激光系统的基本映象。对于仅为0.01的适度比率，能级之间的自发跃迁被推到超出粒子数反转的区域，为激光器的功能打开了空间。
2007-05-09 physics.optics
Resonantly pumped bright-triplet exciton lasing in caesium lead bromide perovskites
令人惊讶的是，最近在卤化铅钙钛矿中观察到高度发射的三重态，这说明了与其他半导体相比，它们的数量级更亮的光学信号和高量子效率。这使得它们在未来的光电应用中具有吸引力，特别是在明亮的低阈值纳米激光器中。虽然非共振泵浦激光从所有无机铅卤化物钙钛矿现在是一个有吸引力的途径，可扩展的低功率激光源的纳米光电子学，在这里，我们展示了一个共振光泵浦方案的快速三重态CsPbBr3纳米晶体。该方案使我们能够实现偏振三重态激光源，大大提高了一个数量级的相干信号，同时抑制非相干的贡献。结果是具有高度吸引人的技术特性的源，包括明亮和偏振的信号，以及可以被过滤以增强光谱纯度的高受激自发发射信号对比度。发射是通过选择性泵浦纳米晶体中玻尔半径约10 nm的弱限制激子态产生的。在具有四重对称性的纳米晶体中，激子的精细结构是由能量分裂引起的。我们使用线性偏振器来解决两个折叠的非简并的三重态激子的子级，并使用光致发光激发光谱来确定的状态的能量之前，它共振泵浦。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of the transition from lasing driven by a bosonic to a fermionic reservoir in a GaAs quantum well microcavity
我们表明，通过监测的自由载流子水库在GaAs基量子阱微腔下的非共振脉冲光泵浦，激光支持的费米子水库（光子激光）可以区分激光支持的玻色子水库（极化激元激光）。通过测量直接沉积在微腔量子阱上的横向接触之间的光电流来探测载流子密度，所述微腔量子阱通过湿化学蚀刻而部分暴露。我们确定了两个明确的阈值的输入-输出特性的光致发光信号，可以归因于极化激元和光子激射，分别。探测的光电流的功率依赖性显示出一个独特的扭结在阈值功率的光子激射由于增加的自由载流子的辐射复合作为受激发射到腔模式集。另一方面，在极化激元激光阈值处，发光的非线性增加是由激子极化激元到基态的受激散射引起的，激子极化激元对光电流没有直接贡献。
2017-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Multi-line lasing in the broadly tunable ammonia quantum cascade laser pumped molecular laser
气态氨已经被证明是量子级联激光泵浦分子激光器（QPML）的一个引人注目的增益介质，表现出良好的功率效率，但有限的可调谐性。在这里，我们探讨了氨QPML产生强大的，广泛可调谐的太赫兹频率激光旋转和纯反转过渡的潜力。在理论上预测了可能的激光频率，泵浦阈值和效率后，我们实验上证明了前所未有的可调谐性-从0.762到4.5 THz以上-通过广泛可调谐的量子级联激光器泵浦Q和R分支红外跃迁。我们还展示了两种类型的多线激光：同时纯反转和旋转反转过渡从同一泵浦旋转状态，级联激光涉及以下泵浦旋转状态的过渡。我们报告的单频功率水平高达0.33毫瓦，从一个小体积的激光腔。
2022-02-07 physics.app-ph physics.optics
Grafted AlGaAs/GeSn Optical Pumping Laser Operating up to 130 K
针对传统工艺制备的GeSn激光器性能受限问题，本研究采用半导体接枝技术制备AlGaAs/GeSn异质结光泵浦激光器，实现77K下11.06mW的激光阈值与130K的最高工作温度，为室温电注入GeSn激光器研发提供新思路。
2024-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Supersymetric laser arrays
我们介绍了由主光晶格及其超伙伴结构组成的超对称激光阵列的概念，并研究了它们的激光振荡的开始。由于两个组成晶格的耦合，它们的简并光学模式形成双重态，而与未破缺的超对称性相关的额外模式形成单重态。单重态激光可以通过在伙伴晶格中引入更强的损耗或仅泵浦主阵列来实现。我们的研究结果表明，建立单模，高功率激光器阵列的可能性，也是重要的多模奇偶时间对称光子结构中的光传输动力学的理解。
2015-01-13 physics.optics
Few-picosecond pulse generation featuring ultrafast spectral dynamics in gain-switched surface-grating DFB lasers via impulsive optical pumping
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, Department of Electronic Engineering, East China Normal University（华东师范大学精密光谱科学国家重点实验室电子工程系）；LDseed Co., Ltd.（LDseed有限公司）
研究在室温下用飞秒光学泵浦单模激光器中皮秒增益开关动态的物理机制，通过设计和制造具有五个不同光栅周期的一阶表面光栅GaAs分布反馈（DFB）激光器，发现122nm周期的DFB激光器在更高光子能量和更低输出功率下生成最短脉冲。
2026-04-02 physics.optics
Reduced absorption of light by metallic intra-cavity contacts: Tamm plasmon based laser mode engineering
人们普遍认为，由于金属中的吸收，将金属层嵌入到光电结构中对激光发射是有害的。然而，最近在腔内有单个金属层的微腔中观察到了宏观光学相干性和激射。在这里，我们提出了设计的微腔型结构的两个腔内金属层，可以作为电泵浦的接触。基于利用Tamm等离子体激元的特性的光学模式的设计由于将光学模式的电场的节点固定到金属层而提供了消失的吸收。所提出的设计可用于制造具有腔内金属接触的垂直腔激光器。
2013-02-23 physics.optics
Low-threshold vortex lasing in three-dimensional cavities via flatband bound states in the continuum
Nanjing University（南京大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
该研究基于PC-GL-DBR异质结构，利用连续谱中的平带束缚态实现低阈值电泵浦矢量涡旋激光，为集成结构光源与拓扑光子学提供了可行方案。
2026-09-03 physics.optics
Optical loss and lasing characteristics of high-quality-factor AlGaAs microdisk resonators with embedded quantum dots
介绍了有源区为量子点的AlGaAs微盘谐振腔的光学特性。采用基于光纤的探测技术，在波长（λ ~1400 nm）与点发射波长（λ ~ 1200 nm）红失谐的情况下，对嵌入InAs/InGaAs阱中点（DWELL）的AlGaAs微盘谐振结构中的光损耗进行了直接无源测量。在直径D = 4.5微米的微盘上的1400 nm波长带中的测量表明，这些结构支持具有高达360，000的冷腔品质因数的模式。DWEL包含微盘，然后研究通过光泵浦在室温下。在λ ~ 1200 nm处的脉冲激光被视为含有单层InAs点的腔，阈值为~ 17微瓦，接近估计的材料透明度水平。还观察到室温连续波操作。
2004-12-11 physics.optics quant-ph
Lasing and counter-lasing phase transitions in a cavity QED system
我们研究了自发发射和非相干原子抽运对非平衡Dicke模型的非线性半经典动力学的影响-Dicke模型的推广，具有独立的耦合强度的同向和反向旋转的相互作用项。除了Dicke模型所熟知的普遍存在的超辐射行为之外，自发发射的加入与强反向旋转项的存在相结合，产生了被称为反向激光的类似激光的行为。这些状态在半经典模型中表现为稳定的周期轨道。我们进行了全面的动力学分析的出现在非平衡Dicke模型受到强腔耗散，使腔场可以消除产生一个有效的Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型的反激光。如果同旋相互作用的耦合强度很小，则反激光相通过去激发态的Hopf分叉出现。我们发现，如果自发发射的速率很小，这可以导致复苏的超辐射脉冲。然而，如果同向旋转耦合较大，则反激光相必须通过稳态超辐射相出现。这样的转变是分别驱动超辐射和反激光的相干和非相干过程竞争的结果。我们观察到一个令人惊讶的复杂的过渡之间的两个，与形成一个混乱的吸引子在一个薄的过渡参数区域。
2022-01-30 nlin.CD physics.optics quant-ph
Surface acoustic wave lasing in a silicon optomechanical cavity
集成光机械腔是一种很有前途的机械运动和导光模式的接口手段。最先进的演示依赖于严格限制在微米级区域内的光学和机械模式，以实现强大的光机耦合。然而，需要严格的光学机械限制和悬挂设备的一般使用阻碍了与外部设备的相互作用，限制了实现复杂电路的潜力。在这里，我们提出并证明了一种新的方法耦合自由传播的表面声波（SAW）和导光模式的光机械腔。该腔由具有亚波长间隔的硅纳米柱的周期性阵列形成，在绝缘体上硅衬底中实现。光泵浦产生一个强大的辐射压力，驱动柱的谐波振动，周期性变形的二氧化硅下包层和激发SAW。SAW的传播使腔周期变形，调制谐振波长以闭合光机耦合回路。基于这一概念，我们在实验上演示了声子激光器在室温和环境条件下的光泵浦功率低至1毫瓦。我们还展示了级联这一过程的可能性，实现了频率梳产生超过30谐波线。这些结果为实现集成波导与SAW之间的强双向耦合开辟了一条新的途径，在量子和经典领域具有广泛的应用潜力。
2022-03-11 physics.optics
Photoluminescence, amplification and generation of optical media in without inversion and of induced radiation
染料乙醇溶液或其他介质中光致发光（PL）或激光模式的观察（石英玻璃纤维），少量掺杂某些有源工作元素，浸入环境中，不需要开始反转，因为光泵浦过程在时间上的主要作用是四光子相互作用和那些频率分量的相关放大，这是由这种相互作用产生的，并参与PL或生成。
2012-09-11 physics.optics
Crossover from exciton-polariton condensation to photon lasing in an optical trap
本文通过对比单光斑与环形激发实验，发现环形激发可在光学陷阱中依次实现激子-极化激元凝聚和光子激射的双阈值行为，并揭示了限制势来源于极化激元-激子库排斥作用及自由载流子引起的折射率变化，为新型材料中实现多相光子凝聚体提供了途径。
2023-08-08 cond-mat.quant-gas physics.optics
Cavity Q, mode volume, and lasing threshold in small diameter AlGaAs microdisks with embedded quantum dots
研究了嵌入量子点的微盘腔的品质因数、模体积和室温激光阈值。微盘内驻波模式的有限元方法模拟显示，Veff可以小到2（λ/n）^3，同时保持辐射限制的Qs超过10^5。直径D=2微米的微盘在含有单层InAs QD的AlGaAs材料中制造，其峰值发射在λ = 1317 nm处。对于Veff ~2（λ/n）^3的器件，使用光纤锥形波导在1.4微米波段被动测量的Qs高达1.2 × 10^5。光泵浦产生1.3微米波段的激光发射，室温下，连续波阈值低至1微瓦的吸收泵浦功率。输出耦合的激光发射也被证明是通过使用光纤锥显着增强，与激光差分效率高达xi~16%和输出耦合效率超过28%。
2005-11-17 physics.optics quant-ph
Active Ion Optical Clock
本文提出了一种有源离子光钟方案，详细介绍了泵浦方式、激光态、输出功率、线宽和光位移。利用171 Yb ~+离子在Paul阱中的光阱，我们提出利用法布里-珀罗谐振腔实现有源光频标的激光输出。有源171 Yb+离子光钟的量子限线宽小于1 mHz。基于有源光钟在离子光钟跃迁频率上的机理和优势，这种新型激光光源作为稳定的本振源，将有利于目前精度最高的单离子光钟。
2011-11-21 physics.atom-ph physics.optics
Optical parametric oscillation with distributed feedback in cold atoms
目前，人们对无反射镜激光系统产生了浓厚的兴趣，在无反射镜激光系统中，电磁反馈由无序（增益介质中的多次散射）或有序（多次布拉格反射）提供。这些机制分别对应于随机激光器和光子晶体激光器。有序与无序或相关无序之间的交叉机制也已被研究，并取得了一定的成功。在这里，我们报告一维光子晶体激光（即分布反馈激光）与冷原子云，同时提供增益和反馈。原子被捕获在一维晶格中，产生密度调制，以小入射角产生强布拉格反射。用辅助光束抽运原子会产生四波混频，从而提供参量增益。这两种成分的组合产生一个无反射镜的参数振荡与锥形输出发射，其顶角是可调的晶格周期性。
2012-02-01 physics.atom-ph physics.optics
Polymer nanofibers as novel light-emitting sources and lasing material
聚合物微纳米纤维是由具有光学增益的有机发光材料制成的，具有独特的激光特性。直径从几十纳米到几微米的纤维可以通过静电纺丝来制造，静电纺丝是一种基于施加到聚合物溶液的静电场的方法。这些光纤由嵌入激光染料的光学惰性聚合物组成，它们的形态和发射特性通过扫描电子显微镜和荧光显微镜进行表征，并且在能量密度为10^2 microJ cm^-2量级的光泵浦下观察到激光发射。此外，发光纤维可以通过共轭聚合物、它们的共混物和其他活性有机物进行静电纺丝，并且可以在一系列光子和电子器件中开发。特别是，观察并表征了光的波导，显示光损耗系数在10^2-10^3 cm^-1范围内。这些新型激光系统的减小的尺寸，结合通过嵌入非线性分子层的晶体管或其他基于电极的架构实现波长可调谐性的可能性，以及它们特有的机械鲁棒性，为实现小型化激光源以集成片上光学传感器和光子电路开辟了有趣的前景。
2013-11-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A quantum cascade laser-pumped molecular laser tunable over 1 THz
通过引入甲基氟（CH $_3$ F）作为量子级联激光泵浦分子激光器（QPML）的新增益介质，我们证明了连续波激射超过120个离散跃迁跨越频率范围0.25至1.3太赫兹。用CH $_3$ F实现的前所未有的光谱调谐程度也证实了QPML概念的普遍性：对于所有极性气体分子，通过使用连续可调谐量子级联激光器充分泵浦相关的旋转振动跃迁，可以在任何偶极允许的旋转跃迁上诱导激光。
2022-02-07 physics.app-ph physics.optics
Lasing and suppressed cavity-pulling effect of Cesium active optical clock
我们实验证明了铯原子四能级主动光学钟的集体发射行为和腔拉动效应的抑制。用455.5 nm激光器在6S $_{1/2}$到7 P $_{3/2}$跃迁下选择性泵浦玻璃盒中的热铯原子作为激光介质。利用一对工作在深坏腔区的腔镜实现了铯原子7S $_{1/2}$和6P $_{3/2}$能级间的布居反转光学弱耦合，腔带宽与增益带宽之比约为45.随着455.5 nm泵浦光强度的增加，铯原子主动光钟在1469.9 nm处从7 S $_{1/2}$能级到6 P $_{3/2}$能级的输出功率出现一个阈值，达到13 $μ$ W。有源光钟由于其振荡频率不随腔长变化而变化，而是以抑制腔牵引效应的形式出现，从而大大提高了光钟的稳定性。本文利用法布里-珀罗干涉仪（FPI）测量了Cs有源光钟1469.9 nm腔长与Cs 1469.9 nm跃迁之间的失谐量，分别为140.8 MHz和281.6 MHz时，腔牵引效应减小了38.2和41.4倍。该机制对新一代光钟具有重要意义，可将最佳光钟的稳定性提高至少两个数量级。
2014-04-24 physics.atom-ph physics.optics
The Complex Spherical 2+4 Spin Glass: a Model for Nonlinear Optics in Random Media
本文提出了多模激光器在开放和不规则腔中的无序平均场模型，并在复型分析中进行了讨论。该模型包括模式强度的动态，并且还考虑了模式之间可能存在的线性耦合，例如，从一个开放的空腔泄漏。完整的相图，在无序强度，源泵浦和非线性，包括四个不同的光学制度：非相干荧光，标准锁模，随机激光和新颖的自发锁相。在随机激光阈值处预测了一个复本对称性破缺相变。对于足够高的非线性强度，具有非零复杂性的整个区域预期转变，并且无序介质中的光模式显示典型的不连续玻璃态行为，即，光子玻璃具有对应于随机激光器中的不同锁模过程的多个亚稳态。对于非常开放的腔体，激光机制仍然存在，尽管在激光阈值处过渡变得连续。
2015-05-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.optics
Soliton formation in a bound state in the continuum GaN waveguide polariton laser
Laboratoire Charles Coulomb, Université de Montpellier, CNRS（蒙彼利埃大学查尔斯·库隆实验室）；Institut Pascal, PHOTON-N2, Université Clermont Auvergne, CNRS, Clermont INP（克莱蒙奥弗涅大学帕斯卡尔研究所）；B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院B.维尔金低温物理与工程研究所）；Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, Universität Siegen（锡根大学自然科学技术学院）；CRHEA, Université Cote d’Azur, CNRS（蔚蓝海岸大学CRHEA研究中心）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学纳米科学和纳米技术研究中心）
研究氮化镓波导中连续体极化激元束缚态，通过泵浦增加观察到极化激元激光及孤子形成，由负质量BIC与排斥性相互作用共同诱导，评估了相关能量和波函数随泵浦功率的变化。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Spectral properties of a thresholdless dressed-atom laser
研究了光子晶体中单原子缀饰态激光器腔模的原子荧光光谱特性和输出光场。我们特别注意的行为的频谱中存在的频率依赖水库和搜索的签名的无阈值激光。虽然通过对腔场光子统计的分析，预言了腔场的无阈值行为，但我们发现腔场的光谱中仍然存在阈值行为。我们发现，腔场谱的结构强烈地依赖于抽运率的奇异性。在低抽运率下，光谱不是单色的，而是由一组离散谱线组成，揭示了组合修饰原子与腔场系统的离散（量子）结构。我们发现，当抽运率达到一定值时，多峰结构转变为一条以腔场频率为中心的窄谱线。的光谱的行为的物理解释提供了在系统的修饰状态。
2010-02-02 physics.optics quant-ph
Atomically Thin Yellow Pearl: An Impetus for Thermal Nonlinear Optical Effect Assisted Continuous Wave Random Lasing
在低温以上，对于具有大量晶格缺陷的材料，在连续波（CW）光泵浦下的随机激光（RL）发射通常具有挑战性。因此，在制造RL器件时需要特别小心。在原子极限下具有独特功能的2D材料的合成对于在这样的装置中使用是必要的。以南海珍珠为原料，采用液相剥离法制备了无缺陷的2D黄色珍珠（2D-YP）。此后，2D-YP已被用作被动散射体以实现来自常规增益分子的CW泵浦RL发射，即，罗丹明B（RhB）。与其他半导体（TiO 2）和2D（石墨烯和h-BN）被动散射体相比，对于由RhB和2D-YP组成的无序系统，即，2D-YP@RhB，这是由于形成了一个大的折射率梯度，诱导的热非线性光学（NLO）相互作用。因此，在最低阈值输入泵浦功率和线宽分别为65 mW和3 nm时，2D-YP@RhB的非相干RL（ic-RL）发射约为591 nm。此外，通过改变2D-YP@RhB容器的配置，也可以从ic-RL到模式可调谐相干RL（c-RL）发射的明显转变。因此，新设计的范德华异质结构，即，具有固有光子捕获能力的2D-YP可以为开发未来令人兴奋的光电子器件铺平道路。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
