Third and fifth harmonics generation by tightly focused femtosecond pulses at 2.2 μm wavelength in air
报道了在空气中产生2.2 μm波长的毫焦耳级紧聚焦飞秒激光脉冲的三次和五次谐波的实验。在我们的设置中，三次和五次谐波的产率的测量比约为2 \cdot 10-4。这一结果与最近提出的空气中的克尔效应饱和并在超强光场中改变符号的建议相矛盾。
2011-06-29 physics.optics
The three-dimensional carrier-envelope-phase map of focused few-cycle pulsed Gaussian beams
推导了超短脉冲高斯光束经球面镜或透镜聚焦后，焦体内完整的三维载波包络相位（CEP）分布的解析表达式。焦点CEP图取决于所谓的因子$g$，该因子指定了源几个周期脉冲的光束宽度的频率依赖性，取决于其啁啾和由透镜引入的小色差，而不会明显地扭曲或加宽几个周期脉冲。我们展示了如何定制的CEP映射的镜面聚焦和透镜聚焦的几个周期的脉冲，以产生可以忽略不计的横向和轴向CEP变化的特定区域的焦点体积的相敏相互作用的光与物质发生在一个体积或表面上。我们提出了一个准消色差的双合透镜，可以在实践中实现这些定制的CEP分布。
2018-09-24 physics.optics
Time-resolved shadowgraphs of transient plasma induced by spatiotemporally focused femtosecond laser pulses in fused silica glass
我们报告的瞬态等离子体的形成和演化的熔融石英玻璃中产生的时空聚焦（STF）飞秒激光脉冲使用泵浦探测阴影成像技术的实验观察。令人惊讶的是，观察到的等离子体的轨迹是显着弯曲，这是由于在焦体积中产生的瞬态等离子体的密度分布的不对称造成的脉冲前沿倾斜的STF激光场。
2015-10-26 physics.optics
Materials processing with a tightly focused femtosecond vortex laser pulse
这封信是第一次使用紧聚焦的飞秒激光涡旋光束进行材料改性的演示。用参考文献[1]中描述的偏振-奇异光束转换器合成双电荷飞秒涡旋，然后使用中等和高数值孔径光学器件（即，NA = 0.45和0.9）烧蚀熔融石英和钠钙玻璃。通过控制脉冲能量，我们可以始终如一地加工出高质量的微米级环形结构，且凹槽厚度均匀小于100 nm。
2010-06-01 physics.optics
Collapse of ultra-short pulse of electromagnetic field within non-linear electrodynamics
我们分析的发展脉冲不稳定性的非线性电动力学的麦克斯韦方程组的基础上，没有缓慢变化的振幅和相位的近似。作用量是根据对数和指数拉格朗日量确定的，建立在电磁场的不变量上。它表明，在非线性电动力学的框架中的电磁场的超短脉冲的崩溃的发病。
2019-09-10 physics.optics
Bifurcating trajectory of non-diffractive electromagnetic Airy pulse
从傍轴近似下的麦克斯韦方程组出发，导出了时空Airy脉冲的显式表达式。分析了脉冲在时空坐标系中的运动轨迹。的分歧点的存在，分离区域的脉冲传播的定性不同的功能证明。在这一点上，脉冲的速度变得无限大，其方向改变为相反。
2011-08-15 physics.optics
Delivery of focused short pulses through a multimode fiber
通过多模光纤的光传播受到空间畸变的影响，导致杂乱的强度分布。在以前的工作中，使用各种波前控制方法的这种失真的校正已被证明在连续波的情况下。然而，在超快脉冲状态中，模式色散在传播之后在时间上加宽脉冲。在这里，我们提出了一种方法，补偿空间失真和减轻时间展宽由于模式色散的选择性相位共轭过程中，只有模式相似的群速度被激发。选择性激发的模式被迫遵循通过多模光纤的某些路径，并在远端处相长干涉，以形成具有最小时间展宽的聚焦光斑。我们演示了通过一个30厘米长的阶跃折射率多模光纤聚焦500 fs脉冲的交付。所获得的脉冲持续时间对应于如果不控制模式色散所获得的持续时间的大约1/30。此外，我们还测量了光纤输出端脉冲持续时间的详细二维图，并证实了聚焦光斑产生双光子吸收效应。这项工作开辟了新的可能性超薄多光子成像通过多模光纤。
2015-03-01 physics.optics
Intense ultrashort electromagnetic pulses and the equation of motion
研究了带电粒子在短电磁脉冲作用下的运动方程。子循环制度被认为是，和δ函数近似。还考虑了自作用力的影响，并讨论了辐射变得重要的阈值。一个无量纲参数的定义，信号的辐射反应效应的发病。
2006-07-30 physics.optics
Excitation of narrow x-ray transitions in thin-film cavities by focused pulses
本文提出一种半解析算法，仅需计算一个二维傅里叶变换即可评估薄膜腔对短聚焦硬X射线脉冲传播及激发窄跃迁的影响，并验证了其可靠性与应用价值。
2024-12-03 physics.optics quant-ph
Generation of electromagnetic pulses from plasma channels induced by femtosecond light strings
我们提出了一个模型，阐明了产生的电磁脉冲从飞秒激光诱导等离子体通道的物理基础。来自激光脉冲的辐射压力在空间上将电离的电子与较重的离子分离，并且诱导的偶极矩随后以等离子体频率振荡并辐射电磁脉冲。
2001-07-19 physics.optics physics.plasm-ph
Electron acceleration in vacuum by ultrashort and tightly focused radially polarized laser pulses
利用麦克斯韦方程组的精确封闭解，研究了径向偏振激光束在非傍轴超短脉冲场中驱动电子加速的问题。除了允许更高的能量增益之外，这种束可以产生同步的反向传播电子束。
2012-12-18 physics.acc-ph physics.optics
Active absorption of electromagnetic pulses in a cavity
我们表明，发射到一个腔体的电磁辐射脉冲可以完全吸收到一个无限小的空间区域，提供一个具有高度的控制电流流过这个区域。我们工作明确的例子，这种效果在一个立方腔和圆柱形的，并实验证明在微波政权的效果。
2014-12-09 physics.optics
An improved beam waist formula for ultrashort, tightly-focused linearly, radially, and azimuthally polarized laser pulses in free space
本文推导了自由空间中超短、紧聚焦基模线偏振、径向偏振和方位偏振模的束腰近似公式。我们通过数值体积来计算精确的束腰，以确定我们的公式在实际感兴趣的参数范围内近似精确束腰的精度。在此基础上，给出了在给定激光脉冲的束腰宽度和脉宽的情况下选择模型参数的方法。
2014-02-25 physics.optics
Supertoroidal light pulses: Propagating electromagnetic skyrmions in free space
电磁场的拓扑结构可以提供非平凡的光-物质相互作用以及信息和能量传递的额外自由度。这种电磁激励的一个典型例子是时空不可分离的单周期脉冲，这是由Hellwarth和Nouchi在1996年预测的环形拓扑的麦克斯韦方程的精确解，最近通过实验观察到。在这里，我们介绍了一个新的家庭的电磁激励的环形拓扑结构的日益复杂的Hellwarth-Nouchi脉冲只是最简单的成员。新的家庭的电磁激励可以由一个单一的实数参数化，并表现出各种订单的skyrmionic结构。它们的特征是电磁场和坡印廷矢量场的多重奇异性，并伴随着能量回流的分形分布。具有凸形拓扑结构的广义环形电磁激发家族在瞬态光-物质相互作用、超快光学、光谱学和环形电动力学等领域具有重要意义。
2021-03-19 physics.optics
Translation and Rotation of Transformation Media under Electromagnetic Pulse
众所周知，光学介质为光创建人工几何形状，并且弯曲几何形状充当有效的光学介质。这种对应关系源于麦克斯韦方程的形式不变性，最近催生了一个蓬勃发展的领域称为变换光学。本文研究了三种变换介质在电磁脉冲作用下的响应，发现脉冲辐射会在变换介质上产生不平衡的净力，虽然变换介质的最终动量仍然可以为零，但这会引起变换介质的平移和旋转。因此，在电磁波通过之后，变换介质不必保持相同。
2016-10-15 physics.optics
Self-focused pulse propagation is mediated by spatiotemporal optical vortices
本研究揭示时空光学涡旋（STOVs）通过拓扑约束调控高强度激光脉冲在非线性介质中的自聚焦传播动力学，其形成演化过程约束脉冲内电磁能流，且该介导作用在等离子体相对论自聚焦与气体非相对论自聚焦体系中均成立。
2024-03-07 physics.optics
Tracing the phase of focused broadband laser pulses
精确了解聚焦光束中光的相位行为是理解和控制激光驱动过程的基础。一百多年前，人们发现了聚焦单色光束的轴向相位异常，现在通常称为古伊相位。最近的理论工作带来了问题的有效性，将这种单色相位配方的宽带脉冲变得无处不在的今天。基于电子在纳米尺度金属针尖上的背散射效应，提出了一种亚波长空间分辨率和亚光周期时间分辨率的光场测量方法。在这里，我们报告这样一个直接的，三维测量的光学相位的空间依赖性的聚焦，4-fs，近红外激光脉冲。所观察到的光学相位基本上偏离单色古伊相位-表现出更复杂的空间依赖性，无论是沿着传播轴还是在径向方向。在我们的测量中，这些显著的偏差是规律，而不是聚焦宽带激光脉冲的例外。因此，我们期望广泛的影响，所有宽带激光物质的相互作用，如在高谐波和阿秒脉冲产生，飞秒化学，眼科光学相干断层扫描和光波电子学。
2018-05-29 physics.optics
Second harmonic generation in a centrosymmetric gas medium with spatiotemporally focused intense femtosecond laser pulses
该研究利用时空聚焦飞秒脉冲在中心对称氩气中实现75 cm距离处显著增强的二次谐波，并通过理论计算揭示其主要源于非均匀等离子体梯度。
2013-11-07 physics.optics
Tailoring single-cycle electromagnetic pulses in the 2-9 THz frequency range using DAST/SiO2 multilayer structures pumped at Ti:sapphire wavelength
我们提出了一个数值参数的研究单周期电磁脉冲产生的DAST/SiO2多层结构通过共线光学整流的800 nm的飞秒激光脉冲。它示出的DAST和SiO2层的厚度的修改允许调谐的平均频率的产生的太赫兹脉冲的频率范围从3到6太赫兹。与体DAST晶体和准相位匹配周期极化DAST晶体相比，所提出的结构中的激光到太赫兹能量转换效率显示出显着的增强。
2014-08-22 physics.optics
Fields of an ultrashort tightly focused radially polarized laser pulse in a linear response plasma
本文导出并讨论了径向偏振、超短、紧聚焦激光脉冲在线性响应等离子体中传播的场的解析表达式。这些场是通过求解等离子体背景中由洛伦兹规范连接的矢量势和标量势的非均匀波动方程得到的。首先利用规范条件消去标量势，然后由波数初始均匀分布的傅里叶分量合成矢量势，并在截断级数（有限和）中逐项进行傅里叶逆变换。零阶项，例如，轴向电场分量示出的模型的脉冲比其广泛使用的傍轴近似对应。一些领域的传播特性进行了讨论，所有领域都显示出明显的预期在真空中传播的限制。
2017-07-10 physics.optics
Modelling arbitrarily shaped and tightly focused laser pulses in electromagnetic codes
研究激光与物质相互作用的电磁编码需要实现电磁场源。这样做的一种方法是在数字框边界处规定字段，以便在数字框内实现所需的字段。在这里，我们表明，经常使用的傍轴近似可能会导致意想不到的场分布与强烈的影响激光物质相互作用的结果。我们提出了一种有效的数值算法来计算所需的激光边界条件与麦克斯韦方程组的任意形状，紧聚焦的激光脉冲。
2015-11-26 physics.optics physics.plasm-ph
Laser Pulse Sharpening with Electromagnetically Induced Transparency in Plasma
我们提出了一种激光控制的等离子体快门技术，产生尖锐的激光脉冲，使用类似于电磁诱导原子透明的过程。快门由具有中等强度的激光控制，其在截止频率以下诱导透明窗口，并且因此使得低频激光脉冲能够传播。数值模拟表明，在高密度等离子体中，利用两个宽脉冲产生亚ps级的尖脉冲波前是可能的。该技术可以工作在一个政权，是不可访问的等离子体镜时，脉冲宽度大于电离强度。
2017-07-19 physics.optics physics.plasm-ph
Reflection of a Broadband Electromagnetic Pulse by Planar Plasma Layer at Normal Incidence
电磁脉冲在等离子体中的传播问题与无线电工程和雷达系统的各种问题有关。这种信号传播的描述是基于单色波的精确可解问题。我们考虑了两种情况：光滑层和薄板。建立了不同反射类型的条件。
2015-10-28 physics.optics physics.plasm-ph
Propagation of three-dimensional bipolar ultrashort electromagnetic pulses in an inhomogeneous array of carbon nanotubes
研究了三维双极超短电磁脉冲在非均匀半导体碳纳米管阵列中的传播。异质性由具有增加的传导电子浓度的平面区域表示。电磁场的演化和样品中的电子浓度由麦克斯韦方程组和连续性方程控制。特别是，考虑到沿纳米管的轴的电磁场的不均匀性。我们证明，根据接近的区域具有较高的电子浓度的电磁脉冲的参数值，脉冲被反射的区域或通过它。具体地说，我们的模拟表明，与高浓度的区域相互作用后，脉冲可以稳定地传播，没有显着的扩展。这种超短电磁脉冲在碳纳米管阵列中传播的距离显著超过脉冲的特征尺寸的可能性使得可以将它们视为3D孤子。
2018-04-05 nlin.PS physics.optics
Measures of space-time non-separability of electromagnetic pulses
电磁脉冲通常被视为麦克斯韦方程的空间-时间（或空间-频率）可分离解，其中空间和时间（频谱）依赖性可以分开处理。与传统观点相反，结构光和拓扑光学的最新进展突出了具有复杂拓扑和时空不可分结构的脉冲的非平凡波-物质相互作用，以及它们的能量和信息传递潜力。这种脉冲的一个典型例子是“飞行甜甜圈”（FD），一种时空不可分离的环形少数周期脉冲，与物质中的环形和非辐射（anapole）激发有关。在这里，我们提出了一种受量子力学启发的方法来表征结构脉冲中的时空不可分离性。类比纠缠量子系统的不可分性，我们引入了空谱纠缠态的概念来描述经典电磁脉冲的时空不可分性，并发展了一种利用态层析重建相应的密度矩阵的方法.我们应用我们的方法FD脉冲，并获得相应的保真度，并发，纠缠的形成。我们证明了这些从量子力学中挖掘出来的性质定量地表征了一般时空结构脉冲在传播过程中的演化。
2020-06-22 physics.optics
Time-resolved quantitative multiphase interferometric imaging of a highly focused ultrasound pulse
干涉成像是通过在CCD相机上混合图像波前与参考波前来成像相位物体的成熟方法。它也被应用于快速瞬态现象，主要是通过分析单个干涉图。结果表明，对于重复现象，多相采集带来了显着的优势。作为一个例子，1 MHz的聚焦声场发射的半球形压电换能器在水中成像。定量图像分析提供高分辨率声场轮廓。通过这种方法确定的焦点处的压力与光纤探头水听器的测量结果一致。这证实了多相干涉成像确实可以提供定量测量。
2010-11-10 physics.optics
Cloaking a metal object from an electromagnetic pulse: A comparison between various cloaking techniques
电磁隐身衣是一种可用于减少各种物体总散射截面的装置。理想的斗篷可以消除物体的所有散射，从而使物体对撞击其上的电磁场“不可见”。然而，理想的隐身似乎只可能在一个单一的频率。为了研究电磁脉冲的隐身，我们考虑脉冲在波导内的传播，波导内有一个隐身的金属物体。有几种方法可以实现隐身，本文研究了三种方法，即坐标变换隐身、传输线隐身和金属板隐身。在最后两个斗篷的情况下，脉冲传播的实验数据进行了研究，而坐标变换斗篷进行了研究与数值模拟。结果表明，至少在所研究的隐身物体直径小于波长的情况下，基于传输线网格和金属板的隐身比坐标变换隐身具有更宽的带宽。
2009-12-18 physics.optics
Conversion of intense laser pulses into electromagnetic fields with use of extended targets
本文研究激光驱动电流放电脉冲在扩展靶中传播产生电磁场的效应，通过数值模拟分析其与靶的相互作用及转化，探究放电参数对电磁场的影响，为强电磁场产生提供理论依据。
2024-11-30 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
High Dynamic Range Electric Field Sensor for Electromagnetic Pulse Detection
设计了一种用于电磁波探测的高动态范围电场传感器。这种无电极、全光学、宽带电场传感器是使用电光聚合物光子器件的标准工艺制造的。实验结果表明，在1GHz的频率下，该系统可以有效地检测16.7 ~ 750 KV/m的电场，无杂散测量范围为70 dB。
2014-03-01 physics.optics
Tailoring the spatio-temporal distribution of diffractive focused ultrashort pulses through pulse shaping
超短脉冲光束的聚焦控制是一个重要的研究课题，因为它影响到后续与物质的相互作用。在这项工作中，我们研究了衍射聚焦下，约25 fs的超短激光脉冲的焦点附近的传输。我们执行的空间光谱和时空测量的幅度和相位，补充相应的模拟。与他们，我们证明，脉冲整形允许修改以受控的方式不仅在焦点区域的光辐照度的时空分布，而且它的传播方式以及脉冲内的频率分布（时间啁啾）。为了获得更直观的认识，分析了不同的光谱相位分量的作用，显示了每种情况下出现的对称性。特别是，我们比较了二阶和三阶色散情况下的效果，相似性和差异。
2019-05-14 physics.optics
X-ray photon scattering at a focused high-intensity laser pulse
研究了任意模式组成的近轴拉盖尔-高斯光束与聚焦强激光脉冲正面碰撞中的X射线光子散射。对于碰撞激光场的偏振矢量的适当选择的相对取向，这引起真空双折射效应，其表现为偏振翻转的信号光子。在这篇文章中，XFEL被假定为适度地聚焦到比高强度激光束更大的腰部。如前所述的一个基本的傍轴高斯光束的特殊情况下，这种情况下，一般伴随着一个散射现象的X射线能量信号光子外的XFEL光束的前锥，潜在的帮助检测的效果在实验中。在这里，我们研究的命运下的X射线散射信号的高强度泵的横向焦点分布的示例性变形。
2019-06-23 hep-ph physics.optics
Optical Forces of Focused Ultrafast Laser Pulses on Nonlinear Optical Rayleigh Particles
光阱的原理通常基于光场与线性诱导偏振的相互作用。然而，当非线性光学纳米粒子被超快激光脉冲捕获时，来自非线性偏振的光学力变得显著。本文基于线性和非线性偏振效应，利用高重复频率超快激光脉冲，建立了作用在非线性光学纳米颗粒上的时间平均光学力。我们调查的折射非线性的大小和符号的光学力的依赖性。结果表明，自聚焦效应增强了光阱的俘获能力，而自散焦效应导致焦平面上势阱的分裂，使光阱不稳定。我们的计算结果与已有的实验观测结果吻合较好，为捕获非线性光学粒子提供了理论支持。
2017-09-21 physics.optics
Coupled-mode theory for electromagnetic pulse propagation in dispersive media undergoing a spatio-temporal perturbation - exact derivation, numerical validation and peculiar wave mixing
本文将电磁波的正则耦合模理论推广到复杂介质中脉冲和时空扰动的情形。与以前的尝试，得出这样的模型，我们的方法不涉及近似，并没有施加任何限制的时空配置文件。此外，充分考虑了模式色散对模式演化和与其他模式耦合的影响。因此，我们的方法可以通过根据需要在扩展中保留尽可能多的项来产生任何所需的精度。它还通过引入解的正确形式避免了先前推导的各种假象。然后，我们提供了什么是，据我们所知，有史以来第一次验证的耦合模方程与精确的数值模拟，并证明了广泛的可能性，使脉冲的时空扰动，包括脉冲缩短或扩大或更复杂的成形。我们的公式是有效的整个电磁波谱，也可以直接应用到其他波系统。
2016-01-18 physics.optics
Asymptotic dynamics of three-dimensional bipolar ultrashort electromagnetic pulses in an array of semiconductor carbon nanotubes
我们研究了三维双极超短电磁脉冲在半导体碳纳米管阵列中的传播，其传播时间远长于脉冲持续时间，但仍短于系统中的弛豫时间。电磁场与介质的电子子系统的相互作用是通过麦克斯韦方程描述的，考虑到沿纳米管轴的场的不均匀性超出了缓慢变化的振幅和相位的近似。本文提出了一种分析电磁脉冲动力学的模型，其形式为场矢势的有效方程。我们的数值分析表明，一个令人满意的描述的脉冲场的演变在大的时间通过一个三维的推广的正弦戈登和双正弦戈登方程的可能性。
2019-09-04 nlin.PS physics.optics
Energy deposition from focused terawatt laser pulses in air undergoing multifilamentation
激光脉冲能量的很大一部分沉积在传播介质中，主要是由于激光的折射作用。我们发现，使用太瓦激光脉冲和空气中相对紧密的聚焦条件，导致一束共同传播的复丝，超过60%的脉冲能量被转移到介质中，最终降解为热量。这导致空气的强烈流体动力学反应，产生冲击波和每个短尺度细丝的相关欠密通道。在聚焦区，细丝彼此靠近，这些离散的通道最终合并形成一个单一的圆柱形低密度管超过$\sim 1 μ\mathrm{s}$的时间尺度。我们测得的最大线性沉积能量大于1 J/m。
2015-10-13 physics.optics physics.plasm-ph
Group delay of electromagnetic pulses through multilayer dielectric mirrors beyond special relativity
本文研究了光脉冲通过多层介质镜（MDM）与引力波（GW）耦合后的群延迟。我们发现对于透射波包，延迟随MDM长度线性增加，而哈特曼效应消失。我们的研究提供了深入了解量子隧穿和GW的性质。
2012-11-27 gr-qc physics.optics
The effect of the width of the incident pulse to the dielectric transition layer in the scattering of an electromagnetic pulse -- a quantum lattice algorithm simulation
将折射率为$n_1$的材料连接到另一折射率为$n_2$的材料的电介质边界层的厚度的影响被考虑用于电磁脉冲的传播。对于非常薄的边界层，脉冲的散射特性与平面波的菲涅耳跳跃条件相似--除了入射振幅的透射率增加了$\sqrt{n_2/n_1}$。当边界层变厚时，发现偏离菲涅耳条件，最终接近WKB传播。然而，发现一个小的，但不寻常的下降，在一部分的传输脉冲，持续的时间。所用的量子晶格算法（QLA）在一个小参数下将麦克斯韦方程组恢复到二阶--但是当该参数为1时，QLA仍然恢复麦克斯韦方程组。扩展参数是脉冲在介质$n_1$中的速度。
2022-01-23 physics.optics physics.plasm-ph
Focused X-shaped (Superluminal) pulses
局部X形脉冲的（连续）序列的时空聚焦通过在它们的速度上适当地积分来获得，即，在它们的轴棱锥角上，因此概括了先前的（离散的）方法。首先，构建新的超光速波脉冲，然后在这样的波中进行调整，使它们在时间上聚焦在选定的空间点，在那里波场可以在短时间内达到非常高的强度。这类结果可以在许多领域找到应用，除了电磁学和光学，包括声学，引力和基本粒子物理。PACS编号：41.20.Jb; 03.50.De; 03.30.+ p; 84.40.Az; 42.82.Et; 83.50.Vr; 62.30.+ d; 43.60 +. d、91.30.Fn、04.30.Nk、42.25.Bs、46.40.Cd、52.35.Lv.保留字：麦克斯韦方程的定域解;超光速波;贝塞尔光束;有限衍射脉冲;电磁波; X形波;电磁学;微波;光学;狭义相对论;定域声波;地震波;机械波;基本粒子物理学;引力波
2003-09-24 physics.class-ph physics.optics
Scalar axion field of toroidal electromagnetic pulses
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究环状电磁脉冲在自由空间中的叠加如何产生非零E·B区域，通过轴子电磁动力学生成时空局域的伪标量场。
2026-04-07 hep-ph physics.class-ph physics.optics
Propagation of a short laser pulse in a plasma
研究了电磁脉冲在等离子体中的传播，脉冲持续时间与等离子体周期相当。当入射脉冲的载波频率远高于等离子体频率时，脉冲以其群速度无畸变地传播。当载波频率与等离子体频率相当时，脉冲被扭曲并留下电磁尾流。
1997-10-18 physics.optics
Long-term stabilization of carrier envelope phases of mid-infrared pulses for the precise detection of phase-sensitive responses to electromagnetic waves
报道了一种新设计的中红外泵浦可见光探针测量系统，该系统可以测量中红外脉冲沿振荡电磁场的相敏响应。在该系统中，泵浦光是一个时间宽度为100 fs的锁相中红外脉冲，它是由两个光参量放大器（OPA）的两个闲频脉冲通过差频产生（DFG）产生的，这两个闲频脉冲由同一个钛宝石再生放大器激发。探测脉冲是时间宽度为9 fs的可见光脉冲，并且它是由定制的非共线OPA产生的。通过测量中红外泵浦脉冲的电场波形与电光采样和评估其载波包络相位（CEP）和其包络相对于超短可见光探测脉冲的时间位置，我们能够执行双反馈校正，消除以下两个漂移源。通过在一个空闲光路中插入一个楔形板来校正由于DFG之前的两个空闲脉冲的光路长度差的波动而引起的中红外脉冲的CEP漂移，并且通过机械延迟线来校正由于泵浦和探测脉冲的总光路长度差的波动而引起的泵浦-探测延迟时间的漂移。在这种双反馈系统中，中红外脉冲的绝对载波相位可以被固定在200 mrad以内，相敏响应的测量误差可以在几十个小时内减小到1 fs以内。
2019-09-04 physics.optics
Field-only integral equation method for time domain scattering of electromagnetic pulses
本研究提出一种用于电磁脉冲时域散射的纯场积分方程方法，结合频域非奇异边界积分求解与傅里叶变换，实现宽波长范围稳定计算，可准确获取边界场信息并验证微光子学相关的局域场增强效应。
2018-12-17 physics.class-ph physics.comp-ph physics.optics
Spintronic Sources of Ultrashort Terahertz Electromagnetic Pulses
自旋电子太赫兹辐射源是一种新型、宽带、高效的太赫兹辐射源，是在超快自旋电子学和太赫兹光子学的交叉点上出现的。它们基于太赫兹速率下的有效自旋电流产生、自旋-电荷电流和电流-场转换。本文综述了宽带自旋电子太赫兹辐射器的最新发展和应用，对物理过程的理解以及未来的挑战和前景。
2022-05-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Broadband spintronic detection of the absolute field strength of terahertz electromagnetic pulses
本研究提出基于塞曼转矩采样（ZTS）的宽带强太赫兹脉冲绝对场强探测方法，以8nm铁膜为传感器实现0.1-11THz带宽、>0.1MV/cm峰值场强的探测，相较电光采样具备多项优势，可应用于非线性太赫兹光谱等领域。
2023-06-16 physics.optics
Free-Space Propagation and Skyrmion Topology of Toroidal Electromagnetic Pulses
Institute of Applied Physics, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学应用物理研究所）；Yangtze Delta Region Institute (Huzhou), University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学长三角研究院（湖州））；Division of Physics and Applied Physics, School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与数学科学学院物理学与应用物理学部）；Centre for Disruptive Photonic Technologies, The Photonics Institute, Nanyang Technological University（南洋理工大学光子研究院破坏性光子技术研究中心）；Optoelectronics Research Centre & Centre for Photonic Metamaterials, University of Southampton（南安普顿大学光电子研究中心及光子超材料中心）
本文通过实验研究环形电磁脉冲的传播特性，揭示其拓扑结构演化及时空不可分离性增强的过程。
2023-11-03 physics.class-ph physics.optics
Interference effects in the reradiation of ultrashort electromagnetic pulses
在突发微扰近似下，研究了非均匀超短电磁脉冲与线性多电子原子链相互作用系统的再辐射问题。得到了任意原子数下再辐射谱的角分布。结果表明，光子辐射振幅的干涉效应导致了“衍射”极大值的出现。所得结果可以推广到二维和三维晶格和原子链的情况。所开发的方法还允许考虑晶格原子的热振动。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Classical Dynamics of Free Electromagnetic Laser Pulses
本文讨论了真空无源麦克斯韦场方程组的一类精确有限能量解，作为多周期和单周期激光脉冲与相对论带电试验粒子经典相互作用的模型。这些解决方案被分类在其手性含量的基础上，它们对特定的电荷配置在空间中的影响。这样的解决方案提供了一个计算效率高的参数化的紧凑的激光脉冲用于激光物质模拟，并提供了一个潜在的手段，在实验上界定的基本长度尺度的广义电动力学的波普，兰德和波多尔斯基。
2015-08-21 math-ph math.MP physics.optics
Observation of Toroidal Pulses of Light
横向电磁波是信息和能量的主要载体。1996年，Hellwarth和Nouchi从理论上确定了一种完全不同的，非横向的环形拓扑电磁脉冲。这些脉冲是物质中局域环形偶极激发的传播对应物，具有独特的电磁波性质，以前从未被观察到。在这里，我们报告的生成和表征的这种光学和太赫兹环形光脉冲（TLP），推出定制的纳米结构超颖表面包括环形发射器。这一成就为TLP的能量和信息传递，时空“纠缠”及其光-物质相互作用的实验研究铺平了道路，这些相互作用涉及anapoles，局域时空纠缠激发，skyrmions和环形量子位，这些量子位对光的基础科学和应用越来越感兴趣。
2021-02-06 physics.optics
Exact Solution of Hartemann-Luhmann Equation of Motion for a Charged Particle interacting with an Intense Electromagnetic Wave/Pulse
本文给出了带电粒子与强电磁波/脉冲相互作用的Hartemann-Luhmann运动方程的精确解。研究发现，辐射反作用力对带电粒子动力学有显着影响，平均而言，粒子在一段时间内表现出净能量增益。此外，使用基于MATHEMATICA的单粒子代码，由粒子获得的净能量与使用Landau-Lifshitz和Ford-O 'connell运动方程获得的净能量进行比较，对于不同极化的电磁波。结果表明，平均能量增益与所选的模型方程和电磁波的极化无关。因此，我们的结果表明，较简单的，因而易于分析的Hartemann-Luhmann运动方程（与Landau-Lifshitz和Ford-O 'Connell运动方程相比）对于实际应用的计算（例如能量计算）是足够的。
2020-12-12 physics.optics physics.plasm-ph
Electromagnetic pulse transparency in coupled cavity arrays through dispersion management
我们从理论上证明了在无限长一维耦合腔阵列中可能出现慢光自诱导透明孤子，每个腔包含一个量子比特。我们预测了脉冲透明度对它的无量纲宽度$τ_0$的实质依赖性。特别地，其宽度范围从$τ_0\ll 1$到$τ_0\lesssim 1$的短脉冲表现出简单的、几乎线性的色散规律，具有腔阵列光子带隙的数量级的有限频率间隙。也就是说，介质对于载波频率低于光子带隙的非常短的脉冲是不透明的。当脉冲宽度超过临界宽度时，孤子脉冲色散规律中出现了一个被有限带隙隔开的孪生透明窗口。在所提出的设置中观察预测的效应将有助于理解自诱导透明效应的一般性质和未来在量子技术器件设计中的应用。
2023-01-26 cond-mat.other physics.optics
Beam Distortion Effects upon focusing an ultrashort Petawatt Laser Pulse to greater than 10$^{22}$ W/cm$^{2}$
当超短激光脉冲被紧紧聚焦到接近其中心波长的尺寸时，聚焦光斑的性质偏离衍射极限的情况。在这里，我们报告的F/1离轴抛物面（OAP）的紧聚焦拍瓦级激光束的行为的这种变化。考虑到残余像差、近场空间分布和指向误差的影响，我们估计了聚焦光斑峰值强度与理想情况的偏差。我们验证了估计的峰强度值在测量值的可接受误差范围内。随着目标对准中的增加的不确定性，我们扩展估计以推断在该F/1 OAP的焦平面处的目标的$\geq$ 10 $^{22}$ W/cm $^{2}$的靶上峰值强度。
2019-03-08 physics.optics
Space Time Nonseparable Electromagnetic Vortices
在自由度可控的结构光中，携带轨道角动量的涡旋光束为信息传输提供了额外的自由度，而在经典场中，传播不变的时空电磁脉冲是实现高维态的可能途径。本文提出了涡旋光束的空间偏振不可分态与时空脉冲的时空不可分态耦合可以产生许多独特的有益效应的观点。在这里，我们介绍了一个家庭的时空不可分电磁涡（STNEV）。这些脉冲具有复杂的电磁场时空拓扑结构、坡印廷矢量映射中的多重奇异性和能量回流分布。我们应用量子力学方法定量表征脉冲的时空不可分性。我们的研究结果促进了它们在信息传递、环形电动力学和诱导物质瞬态激发等领域的应用。
2022-08-15 physics.app-ph physics.optics
Ultrafast Spin-to-Orbit and Orbit-to-Local-Spin Conversions of Tightly Focused Hybridly Polarized Light Pulses
自旋轨道相互作用（SOI）为自旋光子学器件的发展提供了一个新的可行的路线图。然而，现有的策略来控制SOI通常集中在剪裁光场的空间维度，而忽略了固有的时间。本文首先基于时间辅助矢量衍射理论和快速傅立叶变换，给出了自旋-轨道和轨道-局域自旋转换的超快时间效应。这种相互转换取决于入射的混合矢量光脉冲是否携带涡旋相位或没有在一个单一的高数值孔径的几何形状。对于无涡旋相的情况，我们发现它使轨道角动量携带的横向分量场成为可能，并且所得到的嵌入在聚焦光场中的轨道角动量随时间的推移保持恒定的旋转，这表明发生了可控的自旋-轨道转换.相比之下，研究表明，混合偏振的矢量涡旋光脉冲可以在焦点处获得局部激发的圆偏振，并且这种诱导的局部圆偏振与超快变化的时间无关，而由此产生的自旋角动量密度分量则经历出现和消失之间的交替。随着时间的推移，从而产生可调的轨道到局部自旋转换。这些奇异的超快相互转换不仅为超快光子学领域注入了新的活力，而且刷新了我们对光子SOI范例的理解。
2021-12-10 physics.optics
The frequency spectrum of focused broadband pulses of electromagnetic radiation generated by polarization currents with superluminally rotating distribution patterns
研究了超光速极化电流辐射的光谱特征，该电流的分布模式以角频率$ω$旋转，以非公度频率$Ω>ω$振荡.这种类型的极化电流是在最近设计的研究超光速发射的实际机器中发现的。虽然所有涉及的过程是线性的，我们发现，宽带发射包含的频率高于$Ω$的一个因素的顺序为$(Ω/ω)^2$。这种频率的产生{ \it not}是产生源所必需的，这是由于我们熟悉的延迟势的经典表达式在数学上的严格结果。结果表明超光速极化电流的宽带射频和红外光源的实际应用。
2002-11-19 physics.ins-det physics.optics
