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用于纳米激光和四波混频的二维等离子体激元波导
摘要： 等离子体激元波导是纳米尺度相干源（包括纳米激光器和四波混频器件）的关键组成部分。我们在此报道了等离子体激元波导的设计必须根据最终应用需求来指导，这与传统上孤立考虑波导的方法形成对比。研究发现，将非线性材料夹在金属基底与高折射率层之间的混合等离子体激元波导最适合四波混频应用，而金属楔形结构更适用于纳米激光器。我们还发现，在等离子体激元纳米激光器中，高折射率缓冲层比传统低折射率缓冲层性能更优。
关键词： 纳米激光器、等离子体激元波导、四波混频
更新于2025-09-23 15:19:57
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受强度反馈的纳米激光器的光子统计与动力学
摘要： 我们采用完全随机数值方案，从理论上研究了强度反馈作用下纳米激光器在激射转变区的行为。通过分析不同反馈比例下的输入-输出曲线及二阶关联函数，我们深入理解了重新注入腔体的光子比例所起的作用。研究结果表明：随着反馈强度增加，激射转变区域会收缩并向更低泵浦值移动；当反馈足够强时会产生不规则脉冲。通过与发射光子的时间轨迹及射频功率谱的对比，强化了对观测现象的解释。这些发现不仅揭示了纳米激光器的物理机制，还验证了二阶自相关函数作为解读动态过程的有效工具。该结论为研究纳米器件反馈效应的实验中依赖自相关分析提供了坚实依据。
关键词： 纳米激光器、随机模拟、强度反馈、光子统计、自相关
更新于2025-09-23 15:19:57
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量子点等离子体晶格激光器中的双波长激光发射
摘要： 基板上图案化的金属粒子阵列已成为片上等离子体激光器的一种有前景的设计方案。在以往的此类器件中，周期性排列的粒子仅在单一共振波长提供反馈，且采用有机染料分子作为增益材料。本研究提出一种基于柔性模板的制备方法，为银粒子阵列激光器开辟了更广阔的设计空间。我们摒弃染料分子，转而集成胶体量子点（QDs），从而获得更好的光稳定性和波长可调性。该制备工艺还能便捷调节基底折射率与量子点薄膜厚度?；谡庑┨匦?，我们不仅实现了单波长激射，更通过两种不同策略展示了双波长激射：首先，利用具有矩形晶格对称性的粒子阵列，从两个正交方向获得反馈，该激光器的两种输出波长可通过线性偏振片分别选择；其次，通过调节量子点薄膜厚度，利用量子点薄膜中的高阶横向波导模式，在对称方阵列中实现法向与非法向的双波长激射。由此证明，我们的方法为调控激光输出提供了多种设计可能。
关键词： 表面晶格共振、双波长激光器、胶体量子点、等离子体激元学、纳米激光器、模板剥离、偏振
更新于2025-09-23 15:19:57
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等离子体激元量子点纳米腔激光器：混合模式
摘要： 采用马卡提里方法对等离子体量子点（QD）激光器中的混合模式进行建模，并利用该模型研究模式特性。这些模式在传播常数为零时趋于截止点，而在较高光子能量下则转变为表面等离极化激元（SPPs）模式。该行为与介质波导中显示的波导模式不同。在等离子体共振时，混合模式恰好为一种模式：表面等离极化激元模式（理想电导体）。
关键词： 量子点、纳米激光器、混合模式、表面等离极化激元
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用量子线的磁光特性设计光学放大器的基?。盒问教逑?
摘要： 量子线在低维半导体纳米结构中占据独特地位，没有其他体系能像它这样拥有如此多吸引研究者的特性。本文聚焦于一个核心问题：研究处于对称规范下纵向电场与垂直磁场中、并由简谐约束势表征的量子线磁等离子体激元激发。尽管问题具有实质性复杂性，我们通过阶梯算符方案（该方案本质刻画了量子系统）获得了本征函数和本征能量的精确解析表达式。本研究的关键在于一种子带间集体激发——当磁场超过阈值时会演化为磁振子-旋子（magnetoroton），这种激发在极大子（maxon）与旋子之间呈现负群速度。负群速度的证据表明增益介质中存在反常色散（这种介质具有形成激光器激射作用基础的粒子数反转）。由此展开的技术路径是：利用磁振子-旋子特性开发纳米级新型光学放大器器件，从而为新一代激光器铺平道路。
关键词： 磁振子极化激元、量子线、磁极化激元、光放大器、纳米激光器、量子光学
更新于2025-09-22 17:10:44
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带有金属光栅反射器的微型化砷化镓纳米线激光器
摘要： 该研究提出了一种具有高端面反射率的微型纳米线激光器。通过在纳米线与基底之间集成银光栅实现了高端面反射率，并采用有限元法计算了其传播与反射特性。仿真结果表明：当纳米线直径为200纳米、光栅周期为20时，反射率可达77.6%，是无金属光栅反射器纳米线的近三倍。对于相同长度的纳米线，有无金属光栅反射器对应的阈值增益比约为1:4。得益于高反射率，当光栅周期为5时，纳米线长度可缩短至0.9微米，从而形成真正意义上的三维尺寸均小于1微米（直径200纳米）的纳米激光器。这种具有低阈值和微型化特性的纳米线激光器对片上信息系统与网络具有重要意义。
关键词： 纳米线，纳米激光器，金属光栅
更新于2025-09-19 17:13:59
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全无机钙钛矿相溴化铷铅纳米激光器
摘要： 铷铅卤化物（RbPbX3）作为一类重要的全无机金属卤化物钙钛矿，在光伏应用领域正受到日益关注。然而受其较低的金施密特容忍因子t（约0.78）限制，全无机RbPbBr3此前未见报道。现首次研究了钙钛矿相RbPbBr3的晶体结构、X射线衍射（XRD）图谱及能带结构。研究表明钙钛矿相RbPbBr3在室温下不稳定，会转变为无光致发光（PL）活性的非钙钛矿相，并阐明了该钙钛矿-非钙钛矿相变的结构演化机制。实验上通过双源化学气相沉积与退火工艺成功制备出钙钛矿相RbPbBr3，这些钙钛矿相微球在约464 nm处呈现强PL发射。这种新型钙钛矿可作为增益介质和微腔，实现宽波段（475-540 nm）单模激光发射，其高品质因数Q值高达约2100。
关键词： 溴化铷铅，纳米激光器，全无机钙钛矿相
更新于2025-09-19 17:13:59
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电控波长可调谐纳米带激光器
摘要： 具有微型化器件尺寸、高能效及高速运行特性的纳米级激光源，对从片上互连、纳米光谱学、传感到光通信等众多光电与纳米光子学应用至关重要。该激光源能在宽光谱范围内实现按需输出、可逆且连续的波长调谐，这一能力为波分复用（WDM）和精细调控的光-物质相互作用提供了关键功能，仍是当前研究热点。本研究展示了一种基于硫化镉纳米带（NR）结构的电控可调谐激光器。观测到主导激光谱线呈现典型的"S"型泵浦功率依赖特性，并伴随线宽收窄现象。当NR器件施加偏置电压时，在0 kV/cm至15.4 kV/cm电场范围内，激光共振波长可实现510 nm至520 nm的连续调谐。通过系统性的偏置依赖吸收测量和时间分辨光致发光（PL）分析，发现增益介质带边红移且PL寿命随电场增强而延长。电流诱导的带隙热缩减效应与Franz-Keldysh效应共同导致激光谱型改变，其中前者起主导作用。此外成功实现了NR激光的动态开关，获得高达~21 dB的调制比。因此，本工作研制的电调谐可逆波长CdS NR激光器，为未来芯片级纳米光子与光电电路中的选色相干发射体研究迈出了重要一步。
关键词： 硫化镉，单个纳米带，纳米激光器，波长可调，电控
更新于2025-09-19 17:13:59
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具有可控偏振图案的量子点-等离子体激光
摘要： 相干光束的定制化空间偏振对于从显微镜到生物物理再到量子光学等应用都具有重要意义。要实现具有所需矢量光束的集成化片上光子器件，需要微型化光源；然而由于大多数激光器依赖笨重的光学元件来实现此类偏振控制，这一问题尚未解决。我们在此报道了通过胶体量子点与金属纳米粒子的近场耦合实现偏振图案可控的量子点-等离子体激光器。在银纳米粒子晶格上共形包覆CdSe-CdS核壳量子点薄膜，可形成混合波导-表面晶格共振（W-SLR）模式。这些混合模式在非零波矢处的边带，能根据量子点薄膜厚度产生具有径向或角向偏振的方向性激光发射。
关键词： 纳米激光器、能带结构工程、径向与角向偏振态、表面晶格共振、胶体量子点、晶格等离子体激元、波导
更新于2025-09-19 17:13:59
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防水溴化铯铅钙钛矿激光器及其在溶液中的应用
摘要： 卤化铅钙钛矿优异的光电特性使其成为太阳能电池和光源应用中的潜力材料。然而这类材料易溶于极性溶剂，阻碍了实际应用，因此有效防护钙钛矿免受极性溶剂侵蚀具有重要意义。本研究报道了采用与大规模芯片微加工兼容的原子层沉积（ALD）技术制备Al2O3保护层实现CsPbBr3纳米片（NP）激光器防水功能。50纳米Al2O3包覆的CsPbBr3纳米片可在水中连续激射超过一小时，浸水一个月后仍保持激射性能。此外还研究了20纳米Al2O3包覆CsPbBr3纳米片在折射率1.33-1.47的水-甘油混合溶液中的激射行为：随着环境折射率升高，纳米片激光器经历模式选择过程，呈现单模（540.3 nm）→双?！ツ＃?33.9 nm）的转变，该现象源于品质因数（Q值）下降与材料增益光谱蓝移导致的模式竞争。同时CsPbBr3纳米片的激射阈值随环境折射率增加而升高，据此可实现传感检测——长波长（短波长）激射模式的测量灵敏度分别为129.7 μJ cm?2 RIU?1（388.2 μJ cm?2 RIU?1）。本研究表明ALD Al2O3防护方法能有效保护CsPbBr3免受极性溶剂侵蚀，增强材料稳定性，推动钙钛矿在芯片集成与溶剂体系中的实际应用。
关键词： 溴化铯铅，防水，纳米激光器，折射率传感器，钙钛矿
更新于2025-09-12 10:27:22