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工作在约1.9微米波长的Ge-Ga-Sb-S玻璃微球激光器的制备与表征
摘要： 我们报道了工作在约1.9微米光谱波段的锗镓锑硫化物（Ge-Ga-Sb-S或2S2G，掺杂Tm3?离子）微球激光器的制备与表征。与先前微球激光器中使用的硫系玻璃相比，这种2S2G玻璃具有更低的转变温度和更高的特征温度。这意味着2S2G微球可在更低温度下制备，且球形形成过程中的结晶问题得以缓解。我们展示通过液滴成球法可同步制备数百个不同直径的高质量微球（品质因数高于10?）。微球通过熔融石英光纤锥耦合进行光学特性测试。实验证明能便捷获得1.7-2.0微米波段的回音壁模式（WGM），当泵浦功率超过阈值时即可产生单模与多模微球激光。对于典型直径258.64微米的微球，其激光阈值为0.383毫瓦，激光波长为1907.38纳米，微球激光的热灵敏度为29.56皮米/摄氏度。
关键词： 硫属化物、回音壁模式、微球激光器
更新于2025-11-25 10:30:42
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尺寸对单腔和双腔光学微瓶谐振器湿度传感器的影响
摘要： 本文介绍了一项关于回音壁模式（WGMs）对微瓶谐振器（MBR）的影响及其在湿度传感中应用的实验研究。当MBR直径（Db）从130μm变化至190μm时，观测到不同的传输模式光谱。所有情况下单MBR与双MBR的品质因数Q值均>10^4。MBR的尺寸和数量会影响Q值——单MBR中最小尺寸Db=130μm、双MBR中Pair-4组合（两个最大尺寸Db=190μm的MBR组合）呈现最高Q值。单/双MBR应用于湿度传感时表现出各异性能：直径130μm的MBR凭借最高灵敏度、>90%的线性度及>10^-13的P值，在所有案例中成为最佳湿度传感器。单/双MBR在60秒内均保持稳定。总体而言，MBR尺寸对湿度传感的重要性显著高于数量，事实上双MBR作为湿度传感器的实际表现逊于单MBR。
关键词： Q因子、灵敏度、湿度传感器、回音壁模式、微瓶谐振器
更新于2025-09-23 15:21:21
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介电微球与等离子体纳米线耦合：一种自组装混合光学天线
摘要： 能够结合介电光学共振与等离子体极化激元波的混合介观尺度结构，在芯片级纳米光通信与传感领域具有重要研究价值。本实验研究表明，荧光微球与银纳米线耦合可构成远程激发光学天线。通过自组装方法将荧光二氧化硅微球与单根银纳米线耦合，实现在纳米线一端激发传播表面等离子体极化激元，从而远程激发微球的斯托克斯位移回音壁模式（WGMs）。利用傅里叶平面光学显微镜研究了该体系的WGM介导荧光发射，并量化了天线的极向与方位角发射角度。值得注意的是，银纳米线厚度会直接影响角向发射模式，这为调控天线特性提供了设计参数。此外，通过三维数值模拟计算了微球与纳米线间隙连接处的电近场并将其转化为远场。本研究提供了一种结合介电光学共振与传播等离子体的自组装光学天线，可用于混合非线性纳米光子学及单分子远程传感领域。
关键词： 光学天线、回音壁模式、分子荧光、定向发射、傅里叶平面成像
更新于2025-09-23 15:21:01
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Tm3?激活玻璃陶瓷微腔中增强的2微米中红外激光输出
摘要： 由均匀玻璃相和良好分散的晶体相组成的透明玻璃陶瓷（GCs），因其兼具玻璃易加工特性与纳米晶体的强晶体场效应，被视为有望应用于光电器件的理想光学增益材料。本研究采用热诱导纳米晶体掺杂玻璃法，将活性离子Tm3?引入具有强晶体场的Bi?Te?O??纳米晶体中，实现了微激光输出的增强。该策略使碲酸盐GC微腔激光器在≈2μm波长高效运行。与原始玻璃微腔相比，泵浦阈值（260μW）降低至不足四分之一，斜率效率（0.0296%）提升5.5倍。通过精确调控热处理温度与时间，可精准控制晶体尺寸与分布，从而有效抑制影响品质因数（Q值）的瑞利散射损耗，成功制备出Q值高达10?的高性能GC微腔。本研究为光学功能材料开发提供了重要见解，拓展了GC微腔在各类光电子领域的实际应用。
关键词： 中红外激光器、玻璃陶瓷微球、微腔、回音壁模式
更新于2025-09-23 15:21:01
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二氧化硅双环微腔中的受限回音壁模式用于光学传感与捕获
摘要： 我们提出并理论研究了一种二氧化硅双环微腔，该结构通过纳米级低折射率间隙（如空气隙）耦合两个环-环微腔，从而将回音壁模式（WGM）限制在超小空间内。得益于"狭缝"效应的强场局域特性，间隙中对称WGM的功率增强实现了4.8微米3的超小模体积——远小于传统环状微腔数百立方微米的模体积。这种受限模式相比传统光子器件具有显著优势，尤其适用于传感和光学捕获领域：作为折射仪应用时，在1000纳米波段可获得高达468纳米/折射率单位（nm/RIU）的高灵敏度；在光学捕获应用中，双环微腔能使受限WGM产生显著场增强，对半径5纳米的单个纳米颗粒产生的梯度力可达22皮牛/瓦。这项关于二氧化硅双环微腔的研究为高效实现光学传感与捕获等光子应用提供了重要参考。
关键词： 光学传感、折射仪、二氧化硅双环微腔、梯度力、光捕获、回音壁模式
更新于2025-09-23 15:21:01
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自由悬浮高Q值聚甲基丙烯酸甲酯微泡中的可调谐激光发射
摘要： 基于高Q值回音壁模式（WGM）的独立式染料掺杂聚甲基丙烯酸甲酯微泡激光器被成功制备。通过移液管制备的不同尺寸微泡均展现出低阈值可调谐激光发射特性。直径为944纳米的微泡中，回音壁模式激光发射具有约15微焦/脉冲的低激光阈值和0.083纳米的自由光谱范围。微泡光滑的腔壁确保了约24120的高品质因数。此外，利用染料的再吸收效应实现了590-610纳米波段的激光发射。本研究为制备独立式、易掺杂且低成本的可调谐WGM微激光器提供了有效途径。
关键词： 聚甲基丙烯酸甲酯、激光、微气泡、回音壁模式
更新于2025-09-23 15:19:57
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无机和混合钙钛矿在微型激光器中的进展
摘要： 钙钛矿基光电器件因其卓越特性（如长载流子寿命、低缺陷陷阱密度、大吸收系数、窄线宽及高光学增益）的快速发展引起了全球关注。本文综述了自2014年首次观测到钙钛矿受激发射以来其光子激光特性，主要聚焦于基于钙钛矿固有活性微腔与外源被动微腔的三维结构。首先回顾钙钛矿晶体结构与光学特性的基础性质，随后根据形貌特征将钙钛矿激光器分为两类：自身能否支持激光行为的特性。每类再依据光反射路径细分为两种腔体（法布里-珀罗腔的驻波与回音壁模式腔的行波）。激光性能涵盖制备方法、腔体尺寸、阈值、品质因数、泵浦源等参数。最后探讨了钙钛矿激光器面临的挑战与发展前景。
关键词： 法布里-珀罗腔，回音壁模式，半导体，激光器，放大自发辐射，钙钛矿
更新于2025-09-23 15:19:57
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微球谐振腔中的非线性光学
摘要： 非线性频率转换需要高强度密度，通常通过脉冲激光源、反常色散、高非线性系数或长相互作用长度实现?；匾舯谀Ｊ轿⑿痴衿鳎╓GMRs）作为光子器件，能增强非线性相互作用——即便处于正常色散区，也可利用其将光长时间约束在极小体积内的特性，实现连续波（CW）非线性频率转换。所有信号必须与腔体共振。本文综述了玻璃微球空腔（包括空心与实心结构）中的非线性光学过程。
关键词： 克尔非线性、光机械振荡、受激布里渊散射、光学谐振腔、回音壁模式
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于细光纤锥耦合圆锥形微谐振器Fano共振滤波器的连续可调谐光纤激光器
摘要： 通过法诺共振，在细光纤锥耦合的圆锥形微谐振器的带通光谱上产生了呈峰状形态的共振模式。该细光纤锥耦合的圆锥形微谐振器首次作为法诺滤波器发挥作用，并被应用于掺铒光纤环形激光器的可调谐内腔带通滤波器。若通过沿谐振器轴向移动光纤锥来调节耦合结处圆锥形微谐振器的尺寸，输出激光的波长能够以0.225 nm/mm的系数实现线性连续调谐。
关键词： 法诺共振、圆锥形微谐振器、光纤环形激光器、回音壁模式、可调谐滤波器
更新于2025-09-19 17:13:59
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级联光散射诱导的拉曼激光开关
摘要： 研究表明，在多模拉曼激光器中，级联光散射（CLS）不仅能扩展光学频率范围，还可调控激光动力学特性。该现象源于多个拉曼激光模式通过CLS直接关联。传统耦合模方程仅适用于单模级联拉曼激光器，无法描述多模情况。本研究通过引入额外项来表征模间相互作用，由此揭示了模式切换现象背后的物理机制。此外，在回音壁模式（WGM）二氧化硅拉曼激光器中实现了仅由单模泵浦控制的模式切换——随着腔内泵浦功率增加，激光会在同模式族的两个相邻WGM之间发生切换。
关键词： 级联光散射、拉曼激光器、模式切换、回音壁模式
更新于2025-09-19 17:13:59