可扩展的单模通过开放式奇异性发射激光

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　　单孔隙腔是激光器的关键组成部分，这些激光器对单个光模式的放大和发射有用。然而，随着腔体的增加，高阶横向模式的出现使自动腔扩大腔的努力感到沮丧，同时保留了六十年前激光自发明的1,2,3,3,4,5,6,7,8以来的单模操作。尚未识别出一种合适的物理机制，可允许单模射线尺寸（“比例不变”的腔或激光器，尚未识别出腔。Here we propose and demonstrate experimentally that open-Dirac electromagnetic cavities with linear dispersion—which in our devices are realized by a truncated photonic crystal arranged in a hexagonal pattern—exhibit unconventional scaling of losses in reciprocal space, leading to single-mode lasing that is maintained as the cavity is scaled up in size.这种现象的物理起源在于开放式腔腔中游离光谱范围的复合部分的收敛性朝着由不同的bloch带的损失率控制的常数，而对于常见腔的损失率，随着尺寸的增长，它会收敛到零，从而导致不可避免的多模发射。一种非常规的平坦式基本模式可在腔中锁定所有单位细胞，从而导致单模激光。我们将这样的来源称为伯克利表面发射激光器（Berksels），并证明它们的远场与我们的理论一致。开放式腔腔解锁途径，用于轻度 - 物质相互作用和空腔量子电动力学。

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