Localization-induced coherent backscattering effect in wave dynamics
本文研究了在存在波局部化的情况下,从无序波导中反射的波的单模延迟时间的统计特性。延迟时间的分布在性质上不同于扩散区域中的分布,并且对相干后向散射敏感:对于入射角附近的反射角,找到小延迟时间的概率增加了接近sqrt(2)的因子。这种相干后向散射的动态效应在扩散区消失。
2000-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent Backscattering of light in a magnetic field
本文介绍了如何相干后向散射被改变的外部磁场。在该理论中,磁光效应发生在非磁介质中的Mie散射体内部。与以前的理论的基础上点状散射体,相干后向散射的减少得到的领先秩序的磁场使用严格的米氏理论。这种减少在共振附近强烈增强,这导致散射体内部的波的路径长度增加。还提出了一种新的分析后向散射锥的形状在磁场。
1999-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent Backscattering of Light by Cold Atoms
在光学厚样品中传播的光经历多次散射。现在已知的是,干扰改变了这种传播,导致增强的后向散射,这是光在这种漫射样品中的弱局部化的表现。这种现象已经被广泛研究与经典的散射体。在这封信中,我们报告了激光冷却的铷原子气体中光的相干后向散射的第一个实验证据。
1999-11-08 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph
Observation of coherent backscattering of light by cold atoms
随机介质对光波的相干后向散射(CBS)是多次散射中干涉效应的一个特征。这种效应已经在从白漆到生物组织的许多系统中进行了研究。最近,我们从激光冷却原子的样品中观察到了CBS,这是一种具有有趣的新特性的散射介质。本文讨论了定量研究冷原子相干后向散射时必须考虑的各种效应。
2000-04-20 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph
Coherent backscattering of light by cold atoms: theory meets experiment
准共振光在冷原子上的相干后向散射由于原子散射体的内部结构而呈现出一些特殊的性质。我们提出了实验观察到的CBS锥和蒙特卡罗计算,考虑到原子云的形状以及内部原子结构之间的第一个定量比较。
2002-11-20 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph
Coherent Backscattering with Nonlinear Atomic Scatterers
本文研究了准单色激光与冷二能级原子稀气体的相干后向散射。我们考虑微扰制度的弱强度,非线性效应产生的{ \em非弹性}双光子散射过程。这里,相干反向散射可以通过{ \em三个}不同的散射振幅之间的干涉形成。因此,如果弹性散射光子从光电探测信号通过适当的频率选择性检测过滤掉,我们发现非线性后向散射增强因子超过线性障碍2。
2004-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent Backscattering of Light with Nonlinear Atomic Scatterers
本文研究了弱非线性条件下单色激光与冷二能级原子的相干后向散射。原子的非线性响应导致平均场传播(非线性折射率)和散射事件的修改。使用微扰方法,非线性效应产生的非弹性双光子散射过程。我们提出了一个详细的图解推导的弹性和非弹性分量的后向散射信号的标量和矢量光子。特别是,我们表明,相干后向散射现象起源于在某些情况下,从三个不同的散射振幅之间的干涉。这与线性区域形成鲜明对比,在线性区域中,这是由于两个不同的散射振幅之间的干涉。特别是,我们表明,如果弹性散射光子从光检测信号中过滤掉,非线性后向散射增强因子超过线性障碍2,一致的三振幅干涉效应。
2005-09-16 cond-mat.dis-nn quant-ph
Anomalous Coherent Backscattering of Light from Opal Photonic Crystals
研究了不同入射倾角、不同波长和不同[hkl]方向的蛋白石光子晶体在空气中的相干后向散射。类似于先前从各种随机介质中获得的CBS锥,我们发现,当入射光束的布拉格条件不满足时,蛋白石的CBS锥显示出与光漫射理论非常一致的三角形线形。然而,在布拉格条件下,我们观察到一个显着的扩大蛋白石CBS锥,这取决于入射角和[hkl]方向。这种加宽被解释为由于光强度在沿布拉格方向{第一次散射事件之前的\em}和{最后一次散射事件之后的\em}传播过程中的衰减。我们修改了CBS理论,将衰减,从介质的光子能带结构。使用修改后的理论,我们从我们的CBS数据中提取的光的平均自由程和布拉格衰减长度在不同的[hkl]。我们的研究表明,CBS测量是一个独特的实验技术,探索光子晶体的无序,当其他光谱方法变得模糊,由于无序诱导的展宽。
2000-06-10 cond-mat.dis-nn
Topological Effects of a Vorticity Filament on the Coherent Backscattering Cone
在这封信中,我们报告的相干后向散射锥上的涡丝的影响。使用超声波在一个强烈的混响腔,我们的实验表明,周围的点状旋涡位于腔中心的声学路径的离散数量的环路驱动的相干后向散射增强的取消和潜在的再生。涡丝的行为,然后,作为波传播的拓扑异常,提供了一些新的见解之间的互惠性和弱本地化。
2019-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Coherent backscattering of Bose-Einstein condensates in two-dimensional disorder potentials
研究了二维无序势中相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体的量子输运。在消失的原子-原子相互作用的限制下,观察到散射物质波的角分辨密度中的尖锥,这是由沿反向散射路径传播的振幅之间的相长干涉引起的。弱相互作用将该相干后向散射峰转变为明显的倾角,表明相消干涉而不是相长干涉。我们重现这一结果,从数值积分的Gross-Pitaevskii方程,弱本地化的存在下的非线性的图解理论。
2008-04-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.other
The relation between Time Reversal focusing and Coherent Backscattering in multiple scattering media: a diagrammatic approach
在本文中,我们重新审视单通道时间反演(TR)实验通过多次散射介质的自洽多次散射理论的框架。超分辨率和自平均属性检索。发展的形式主义导致更深入地理解的作用的阶梯和最交叉的图在TR实验,也建立TR和相干后向散射(CBS)之间的联系。特别是,我们发现,当初始源和时间反演点在同一位置时,时间反演振幅是两倍。令人惊讶的是,这种增强是由于梯形图,而不是交叉最多的,与CBS相反。这些理论预测得到了实验结果的证实。实验是用超声波通过随机收集的平行钢棒传播。
2004-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent backscattering in nonlinear atomic media: quantum Langevin approach
本文从理论上研究了近共振光场在强单色光场作用下被两个原子散射的相干性。为了适当地纳入饱和效应,我们使用量子朗之万方法。与标准的光学布洛赫方程相比,该方法自然地提供了由量子电磁真空涨落引起的辐射光的非弹性谱。然而,为了获得散射光的正确光谱特性,必须正确描述这些真空涨落的统计特性。由于两个原子的存在,这些统计特性不是高斯的:(i)空间两点关联函数显示出斑点状行为,(ii)三点关联函数不会为零。我们还解释了如何将在一个简单的方式传播与频率相关的散射平均自由程,这意味着两个原子嵌入在一个平均散射色散介质。最后,我们表明,饱和引起的非线性强烈修改原子的散射特性,因此,提供了一个源的退相干多重散射。这是通过考虑相干后向散射配置,其中干涉效应被这种退相干机制模糊的例子。这导致所谓的相干后向散射增强因子的减小。
2005-06-01 cond-mat.dis-nn quant-ph
Dynamic coherent backscattering of ultrasound in three-dimensional strongly-scattering media
我们提出了测量的扩散系数的超声在强散射三维(3D)无序介质使用动态相干背散射(CBS)效应。我们的实验测量的CBS的超声波使用的换能器阵列放置在远场的三维板样品的钎焊铝珠包围真空。我们扩展到3D介质的CBS,最初开发的声波在2D的一般微观理论。这个理论是有效的,在强散射,但仍然弥漫,制度,实现在我们的样品,并在我们的实验中遇到的扩散远场极限进行评估。通过比较我们的理论与实验数据,我们得到了一个准确的测量超声波在我们的样品中的扩散系数。我们发现,$D$的值是相当小的,$0.74 \pm 0.03$ mm $^2/μ$ s,并评论这种慢传输的能量速度的影响。
2016-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Broad-band coherent backscattering spectroscopy of the interplay between order and disorder in 3D opal photonic crystals
利用宽带技术研究了光在光子晶体上的多次相干后向散射。通过同时访问大的频率和角度范围,结果显着扩展了以前的后向散射测量光子晶体。利用随机介质的扩散理论成功地模拟了光阑间隙周围的后向散射锥。在阻带附近观察到明显的平均自由程和锥形增强的强烈变化。平均自由程的变化由一个半经验的三间隙模型描述,包括能带结构的内反射和穿透深度的影响。理论和实验之间有很好的匹配,而不需要额外的贡献的群速度或态密度。我们认为,锥增强揭示了额外的信息,否则平均在漫多次散射的定向输运性质。
2011-02-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Emulating coherent backscattering in multipath tunnel systems on a near-term Quantum computer
超导量子比特在模拟相干后向散射或弱局域化(WL)和隧穿现象方面已经表现出了潜力,然而,在真实的多路径系统中,它们还没有得到验证。在这里,我们展示了如何通过在封闭路径(失谐盒)中构建多个散射中心和具有大电子返回概率(Pr)的隧道势垒来模拟双路径系统。隧道势垒的这种布置的结合可以增加额外的几何相位,并且分别在环和管中展示Aharonov-Bohm型振荡(phi)0和(phi/2)0。在双路径电路中的层间和层内隧穿的组合产生相位反转和随后的具有长相干时间的弱反定域(WAL)效应。最后,Pr的角度依赖性牢固地建立了双路径电路的稳定性,这也与由于路径间谐振而引起的相位反转相关联。
2020-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent Backscattering of Ultracold Atoms
本文报道了在准二维组态中直接观测到的超冷原子的相干背散射。在激光散斑无序势中发射具有明确动量的原子,我们遵循动量散射图案的逐步建立,该图案由与多重弹性散射相关的环和向后方向的CBS峰组成。监测耗尽的初始动量分量和形成的角环的个人资料,使我们能够确定微观运输量。CBS峰的时间分辨的演变进行了研究,发现一个公平的协议与预测,在很长的时间,以及在短时间。CBS的观测可以被认为是无序介质中粒子量子输运相干性的直接标志。它是造成所谓的弱局域化现象的原因,这是安德森局域化的前兆。
2012-11-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Nonlinear coherent transport of waves in disordered media
本文提出了一种非线性区域中无序稀介质相干后向散射的图解理论。该方法是非微扰的强度的非线性。我们发现,相干后向散射增强因子的强烈影响的非线性,并证实了这些结果的数值模拟。我们的理论可以应用到几个物理场景,如非线性克尔介质中的光的散射,或无序势中的物质波的传播。
2007-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent backscattering under conditions of electromagnetically induced transparency
研究了共振控制场对超冷原子系综中光场弱局域化的影响。稳态和脉冲光激发被认为是。我们表明,控制场的存在下,基本上改变了类型的干涉效应发生在多重散射的条件下。例如,对于某些散射偏振通道,控制场的存在可引起相消干涉,通过该相消干涉,通常被认为大于1的增强因子变得小于1。
2011-02-27 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph physics.optics
Amplification and Disorder Effects on the Coherent Backscattering in a Kronig-Penney Chain of Active Potentials
本文报道了放大效应对一维周期性Kronig-Penney晶格透射和反射系数影响的解析和数值结果。一个定性的协议被发现与紧束缚模型,其中的传输和反射增加小的长度之前强烈振荡在一定的长度与最大值。对于更大的长度,透射以与生长区域中相同的速率呈指数衰减,而反射在高值处饱和。然而,最大透射(和反射)移动到更大的长度,并在放大消失的极限下发散,而不是达到1。在非常大的样品中,预期无序的存在和相关的长度尺度将限制扩增中的这种不受抑制的增长。此外,在无序和局域化之间还有其他有趣的竞争效应,导致透射峰的非单调行为。
1997-10-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent Multiple Backscattering of Waves in Random Medium beyond the Diffusion Approximation
本文研究了经典波在随机介质中多次散射的扩散近似在不同区域的有效性,着重讨论了弱局部化效应。许多重要的话题再次被讨论。我们获得了新的表达式的非相干和相干多重散射强度的更一般的情况下,大的散射角和各种观察点内的移动散射体和吸收的介质。(The假设杂质相关器的白噪声无序,我们得到的结果在其最终分析形式中包含一维积分)。此外,新的自洽公式的非相干和相干强度固定的多重数阶的散射和图形表示。通过这些公式,我们清楚地表明,杂质的运动减少了与大的多重性订单的散射强度的贡献。计算了一般情况下$4π$立体角中的总散射强度,并与扩散近似进行了比较。对于相干强度,它示出,从精确的结果发生了剧烈的偏差。结果表明,弱局域效应的观测线形趋于非相干背景的角度区域对相干散射强度的贡献最大。最后一个量恰好线性依赖于扰动参数1/kl,而不是预测的二次依赖。
2006-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Mesoscopic scattering dynamics under generic uniform SU(2) gauge fields: Spin-momentum relaxation and coherent backscattering
The University of Osaka(大阪大学);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);National University of Singapore(新加坡国立大学)
研究了在均匀SU(2)规范场下,物质波在无序势弹性散射中的时间与动量分辨动力学,推导了弱局域化区域内的无序平均密度矩阵,并通过精确近似 ladder 和最大交叉图系列的频率依赖性,描述了任意强的SU(2)规范场和无序下的短时间自旋-动量动力学。
2026-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Coherent Umklapp Scattering of Light from Disordered Photonic Crystals
对无序光子晶体的相干光散射进行了理论研究。除了传统的反向散射方向上的反射光强度的增强(所谓的相干反向散射(CBS))之外,光子晶体中的介电函数的周期性调制产生了一种新的性质上的效果:在不同于反向散射方向的方向上的反射光强度的增强。这些额外的相干散射过程,在此称为{ \em umklapp散射}(CUS),导致峰值,当入射光束以接近布拉格角的角度进入样品时,峰值最明显。在介电函数调制较弱的情况下,研究了调制引起的布拉格衰减相对于无序引起的平均自由程的不同相对长度下的CUS峰的形状,发现当布拉格长度增加时,CBS峰呈现传统的形状,而CUS峰的振幅迅速减小.我们还研究了当入射光束偏离布拉格共振时CUS峰的抑制:我们发现CUS强度的减小伴随着实质性的展宽。此外,峰变得不对称。
2000-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent transport in two-dimensional disordered potentials under spatially uniform SU(2) gauge fields
The University of Osaka(大阪大学);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);National University of Singapore(新加坡国立大学)
研究二维无序势中自旋-1/2粒子在广义自旋轨道耦合作用下的干涉效应,发现短时间范围内出现偏离精确反散射方向的暂态反散射峰与相干反散射凹陷,并通过非阿贝尔规范变换解释动量偏移,预测德塞夫时间。
2026-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quench dynamics of a weakly interacting disordered Bose gas in momentum space
我们从理论上研究了以有限速度发射的弱相互作用无序玻色气体在动量空间中的非平衡动力学。在没有相互作用的情况下,相干多重散射产生扩散粒子的背景,在其上出现相干后向散射干涉。我们重新审视这种情况下存在的相互作用,使用图解量子输运理论。我们发现,动力学是由耦合动力学方程描述热化的气体的扩散和相干成分。这种现象导致相干反向散射的破坏,这可以用指数弛豫来描述,其速率由粒子碰撞时间控制。数值模拟证实了这些预测。
2020-11-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Nonlinear quantum transport of light in a cold atomic cloud
本文概述了共振强激光在冷原子稀云上多次散射的非微扰理论。主方程和图解技术的组合允许,第一次,非线性扩散运输以及注入的电磁场的相干后向散射的定量描述,尽管希尔伯特空间的原子散射体的数量的指数增长。作为一个示例性的应用,我们监测激光的强度分布在介质中,后向散射光的光谱和相干后向散射峰的高度随着泵浦强度的增加。我们的理论建立了一个通用的,微观的,可扩展的方法,在复杂的量子材料中的非线性输运现象。
2018-11-21 cond-mat.dis-nn quant-ph
Weak localization of light by cold atoms: the impact of quantum internal structure
自安德森的局域化工作以来,在存在无序的情况下波传播的干涉效应已经被广泛研究,如光的相干后向散射(CBS)。在光被无序的热原子样品多次光的散射中,干涉效应通常被快速的原子运动所消除。对于最近观察到CBS的冷原子来说,这不再是正确的。然而,原子的内部结构强烈地影响干涉特性。本文研究了具有任意简并度的原子偶极跃迁的光散射,并研究了它对相干后向散射的影响。我们表明,干涉对比度大大降低。假设一个均匀的统计分布的内部自由度,我们计算分析的单,双散射的强度在弱本地化制度的贡献。所谓的梯形图和交叉图推广到原子的情况下,并允许计算增强因子和后向散射强度分布的偏振光和任何封闭的原子偶极跃迁。
2001-07-05 cond-mat.dis-nn quant-ph
Coherent Forward Scattering Peak Induced by Anderson Localization
数值模拟结果表明,在安德森局域化开始时,相干波包在随机势场中的动量分布在前向方向上出现了一个新的干涉峰,与相干后向散射峰互补.这种现象的最大交叉图方面的解释预测,信号出现在本地化时间和增长的海森堡时间与本地化体积的规模。相干后向和前向散射共同为安德森局域化的发生提供了证据。
2012-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Coherent multiple scattering of light in (2+1) dimensions
本文在不对波动方程作任何傍轴近似和不充分考虑光的矢量特性的情况下,建立了光在沿两个方向空间无序而沿第三个方向空间均匀的介质中的多次散射理论。有了这种形式主义,我们计算的光束的横向动量的分布,因为它沿着光轴的演变,并揭示了一个现象没有捕获的傍轴方程:从标量到矢量政权的交叉,可见的相干后向散射峰偏振变得随机。
2018-08-03 cond-mat.dis-nn physics.optics
Green function Retrieval and Time-reversal in a Disordered World
我们应用多波散射理论的两个当代的,相关的主题:成像与扩散相关性和扩散波的时间反演的稳定性,使用均分,相干后向散射和频率散斑的基本概念。
2003-09-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Phase coherence times in the multiple scattering of photons by cold atoms
我们提出了一个分析的退相存在于光子的多重散射原子的量子内部结构。相应的相位相干时间$τ_ϕ$作为原子偶极跃迁的塞曼简并度和光子偏振态的函数。这些结果允许解释最近的实验上相干的背散射的光子从气体的冷铷原子的背散射锥的高度取决于原子的内部自由度耦合到光子的偏振。这些结果的一些后果,并强调与电子系统的情况下的类比。
2002-06-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent Forward Scattering Peak and Multifractality
最近的研究表明,无序系统中的干涉效应会产生两个非平凡的结构:相干背散射(CBS)峰,一个众所周知的签名的干扰效应在无序的存在下,和相干前向散射(CFS)峰,出现时,安德森局域化设置。我们在这里研究的CFS效应中存在的量子多重分形,几个系统的基本属性,如安德森模型在金属-绝缘体过渡。我们专注于Floquet系统,并发现CFS峰的形状和峰高动力学一般控制的多重分形维数$D_1$和$D_2$,并通过光谱形状因子。我们检查我们的结果使用1D Floquet系统,其状态具有多重分形特性由一个单一的参数控制。我们的预测完全证实了数值模拟和解析微扰展开这个模型。我们的研究结果,我们认为是通用的,提供了一个原始的和直接的方法来检测和表征多重分形的实验系统。
2021-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas nlin.CD
Dynamics of localized waves in 1D random potentials: statistical theory of the coherent forward scattering peak
如最近发现的[PRL ${\bf 109}$ 190601(2012)],体无序系统中的安德森局域化触发动量空间中相干前向散射(CFS)峰的出现,其与在弱局部化实验中观察到的众所周知的相干后向散射(CBS)峰成对。超越微扰制度,我们在这里解决的CFS峰在一个1D随机系统的长时间动态,我们将这种新的干扰效应的统计特性的本征函数和本征谱的相应的随机哈密顿。我们的数值计算结果表明,CFS峰的动力学是由局域态之间的对数级排斥,与时间尺度,即具有良好的精度,海森堡时间的两倍。这与最近基于非线性$σ$模型的研究结果完全一致。在稳态区域,CFS峰在动量空间中的宽度与局部化长度成反比,反映了本征函数在实空间中的指数衰减,而其高度正好是背景的两倍,反映了本征函数的泊松统计特性。我们的结果应该很容易地扩展到高维系统和其他对称类。
2014-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Time evolution of coherent wave propagation and spin relaxation in spin-orbit coupled systems
本文结合数值与解析方法研究 Rashba 自旋轨道耦合二维无序系统中平面波粒子的时间演化,利用 Diffuson 和 Cooperon 分析 CBS、动量各向异性及自旋弛豫,揭示弱耦合到强耦合下由 D'yakonov-Perel' 向类 Elliot-Yafet 机制的渡越。
2024-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Multiple scattering of light by atoms in the weak localization regime
相干后向散射是一种多重散射干涉效应,其增强了无序样品在后向方向上的漫反射。经典地,在精心选择的实验条件下,增强的强度是平均背景的两倍。我们展示了原子散射体的量子内部结构如何导致显著较小的增强。双散射在弱本地化制度的理论结果证实了最近的实验观察。
2000-11-13 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph quant-ph
Weak localisation of light by atoms with quantum internal structure
与经典无序介质相比,冷原子相干后向散射中观察到的干涉对比度大大降低。研究了共振原子偶极跃迁简并度对极化光子多重散射的影响。一个分析处理允许导出的平均光强度的扩散系数和去偏振时间,和弱本地化校正的移相时间。计算的CBS信号再现了实验结果。
2003-04-06 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph quant-ph