Mode Delocalization in Disordered Photonic Chern Insulator
在无序的二维陈氏绝缘体，一个单一的体扩展模式被预测存在每带，到一个临界的无序强度，所有其他的体模式本地化。这种行为与拓扑平凡的二维相位形成强烈对比，二维相位的模式在无序的存在下都变得局域化。利用紧束缚模型的一个现实的光子陈氏绝缘体，我们表明，离域体本征态可以观察到在一个实验现实的设置。这需要选择性地使用谐振器损耗来抑制拓扑边缘状态，并且使用可变谐振器失谐来获得足够大的系综尺寸。
2021-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Optimal stochastic unraveling of disordered open quantum systems: application to driven-dissipative photonic lattices
我们提出了一种有效的数值方法来计算无序开放量子系统中观测量的位形平均值，该系统的动力学可以通过随机轨道来解开。我们证明了最佳采样的轨迹和无序配置简单地实现通过考虑一个随机的无序配置为每个单独的轨迹。作为第一个应用，我们利用本方法研究了无序对两种不同区域中驱动耗散玻色-哈伯德模型物理的作用：（i）对于强相互作用，我们研究了无序一维链中费米子化玻色子的耗散物理;（ii）对于弱相互作用，我们研究了二维正方晶格中在位非均匀性对一级耗散相变的作用。
2019-02-17 cond-mat.dis-nn quant-ph
Second-order nonlinear disordered photonic media
该综述探讨二阶非线性无序光子介质的基本概念、发展历程及当前研究兴趣，并展望未来方向。
2025-04-20 cond-mat.dis-nn physics.optics
Anderson localization in disordered LN photonic crystal slab cavities
我们提出了一个详细的理论研究的LN光子晶体板条腔的结构无序的影响，从短到长的长度尺度，使用全三维布洛赫模式展开技术。我们计算了腔模的光态密度、品质因数和有效模体积，并与相应的无序光子晶体波导的局域模进行了比较。我们演示了如何的品质因数和有效模体积饱和在一个特定的腔长，并成为有界的安德森模式出现在无序波导的相应值。利用强度涨落判据，在腔长大于L_（31）附近观察到安德森局域化现象，并指出：只要腔长与腔镜距离足够远，且有效模局域化长度远小于腔长，无序LN腔中的场限制主要由结构无序的局域特性决定;在这种状态下，无序腔系统变得对腔边界的变化不敏感，并且发现与用于局域化的强度波动准则的良好一致性。令人惊讶的是，我们发现，安德森局域模不出现新的无序诱导共振的LN腔模式的主要光谱区域，而且，此外，无序DOS增强是最大的无序波导系统具有相同的长度。这些结果是从根本上有趣的应用，如激光和腔QED，并提供了新的见解有限尺寸的慢光波导的边界条件的作用。他们还指出，使用基于腔边界/镜和单个慢光布洛赫模式的模型来描述具有大N的腔系统是明显失败的。
2018-05-08 cond-mat.dis-nn physics.optics
Different regimes of Purcell Effect in Disordered Photonic Crystals
我们证明了光子晶体中的无序可以导致光子带隙（PBG）对应的频率区域的自发发射率的显著修改。根据紊乱的程度，发生两种不同的珀塞尔效应。对于中度无序，由于边缘态性质的改变，在光子带隙的边缘出现了自发发射的增强。这种效应是最近观察到的光子带隙边缘光子晶体中的无镜激光的原因。当无序度增加时，由于高品质因数态的出现，光子带隙内的自发发射率增加。这种效应可能是负责的超线性依赖的排放量的泵在合成蛋白石中观察到。
2018-02-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Fabrication of mesoscale polymeric templates for three-dimensional disordered photonic materials
我们报道了用于各向同性光子材料的聚合物模板的介观制造和表征，该聚合物模板是使用直接激光写入聚合物光致抗蚀剂中的超均匀点图案得到的。我们用电子显微镜和小角光散射实验研究了它的微观结构。通过液体渗透减少折射率失配，我们发现基于离散偶极子近似的散射数据和数值计算之间有很好的一致性。我们的工作证明了在技术相关的长度尺度上制造这种随机设计材料的可行性。
2012-11-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-trapping threshold in disordered nonlinear photonic lattices
本文通过数值计算和实验研究了耦合无序对一维非线性光波导阵列自陷动力学的影响。有效平均传播常数的上下限的存在允许一个广义定义的阈值功率的孤子本地化的发病。当与完全有序的系统相比，这个阈值被发现在耦合无序的存在下降低。
2013-04-04 cond-mat.dis-nn nlin.PS physics.optics
Direct experimental determination of critical disorder in one-dimensional weakly disordered photonic crystals
本文报道了弱无序一维光子晶体临界无序度的实验测量。我们测量的配置平均传输在不同程度的弱无序。我们提取的状态密度（DoS）后，拟合的传输与理论配置文件，并确定弱无序实现的Lifshitz尾。我们观察到范霍夫奇点的消失和平坦的DoS在我们的系统中增加混乱。无序强度的系统变化使我们能够研究Lifshitz指数随无序度的变化。这为一维晶体中的临界无序提供了一个直接的处理方法，已知在该临界无序下系统的输运行为会发生变化。在非常弱的无序在带宽和midgap的DoS变化的矛盾的行为被认为是解决到同步行为超越临界无序。实验测得的传输进行了明确的签名的关键障碍，这是在非常好的协议与理论预期的障碍。
2018-10-23 cond-mat.dis-nn physics.optics
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
Strong suppression of the photonic density of states in three-dimensional disordered silicon networks
University of Fribourg（弗里堡大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；CNRS, Institut de Physique de Nice – INPHYNI（法国国家科学研究中心，尼斯物理研究所-INPHYNI）；Optoelectronics Research Centre, University of Southampton（南安普顿大学光电研究中心）
研究制备三维无序硅网络，开发偏振分辨透射光谱，证实其存在深光子赝带隙，为观测光的安德森局域等无序诱导局域现象提供实验基础。
2026-09-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of complete delocalization in disordered photonic lattices
Nagaland University（那加兰大学）；Universidad de Chile（智利大学）；Millennium Institute for Research in Optics - MIRO（光学研究千年研究所 - MIRO）
本文在完全无序的钻石点链中观察到安德森局域化的完全缺失和粒子的完美传输，通过几何条件产生的透明窗口证明了该现象，并通过数值模拟和飞秒激光写入的光子晶格实验验证，同时展示了π有效磁通下极端局域化的可能性。
2026-06-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Transport Phase Diagram and Anderson Localization in Hyperuniform Disordered Photonic Materials
超均匀无序光子材料（HDPM）是一种具有非常规光学特性的空间相关介质结构。它们可以对长波长辐射透明，同时在另一个频率范围内具有各向同性带隙。这种现象提出了关于光子通过无序介质传输的基本问题。虽然光学透明性对经常性的多重散射是稳健的，但对诸如扩散多重散射或安德森局域化的其他输运机制知之甚少。在这里，我们调查的带隙，我们报告的安德森局域化在二维隐身HDPM使用数值模拟的态密度和光输运统计。为了建立一个统一的观点，我们提出了一个传输相图。我们的研究结果表明，仅依赖于相关的程度，介电材料可以从本地化行为过渡到带隙跨越由弱耦合状态之间的隧穿主导的中间制度。
2017-02-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of Near-Field Interaction on Light Transport in Disordered Media
理解无序光子介质中的光-物质相互作用使人们能够操纵光散射，并利用看似混乱的介质实现令人兴奋的应用。随着散射粒子浓度的增加，它们在深亚波长尺度上有进入彼此近场的趋势。涉及无序和近场相互作用（NFI）之间相互作用的基本物理学仍然没有完全理解。我们从理论上研究NFI的作用，通过分析潜在的多重散射机制。我们发现，NFI导致了一个更强的集体行为涉及更多的粒子和扩大的光子赝带隙的无序介质。它还激发更弱的衰减的纵向模式，并导致更高的局域态密度。通过引入粘性短程序，我们证明了增强多次散射过程的离动量壳层非均匀性的可能性。我们的研究结果对理解和利用纳米尺度的光-物质相互作用来制造新型无序光子器件具有深远的意义。
2018-07-26 cond-mat.dis-nn physics.optics
Emergence of semi-localized Anderson modes in a disordered photonic crystal as a result of overlap probability
本文研究了位置随机性对二维光子晶体透射特性的影响，它是随机性参数$α$（$α=0$完全有序，$α=1$完全无序）的函数。本文采用时域有限差分法（FDTD）数值求解了这种介质中的麦克斯韦方程组。我们考虑了两种情况：第一种是$90\degr$弯曲光子晶体波导，第二种是中心脉冲光子晶体微腔。我们为每种情况绘制了各种数字，这些数字定量地描述了随机性的影响。更具体地说，在波导的情况下，我们表明，一般形状的归一化总输出能量是一个高斯函数的随机性与波长相关的宽度。对于中心脉冲PC，输出能量曲线显示极值行为作为时间的函数以及随机性。我们解释这些影响方面的两个不同的，但同时出现的随机性增加，即创建半本地化模式和收缩（并最终破坏）的光子带隙。半本地化（即安德森本地化）模式被视为出现作为一个随机定位的介电纳米粒子的集群内的内部模式的同步。我们观察到的总体趋势显示了中间随机度区域（即$α\approx 0.5$）中行为的急剧变化，我们将其归因于纳米颗粒的潜在重叠概率中的类似行为
2010-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.other
Anderson localization and nonlinearity in one dimensional disordered photonic lattices
我们实验研究了一维无序波导晶格中Anderson模型的线性和非线性波的演化。两种类型的本地化本征模，平相和交错，直接测量。非线性扰动增强了一种类型的局域化，并在其他诱导离域。在一个互补的方法，我们研究的演化短时间尺度上的$δ$类波包的存在下的障碍。从弹道波包膨胀指数（安德森）本地化的过渡观察。我们发现一个中间制度中的弹道和本地化组件共存，而扩散动力学是缺席。证据被发现在非线性条件下更快地过渡到本地化。
2008-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.other nlin.PS
Electromagnetic modes of a disordered photonic crystal
我们提出了一个系统的数值方法来计算无序光子晶体的本征模和相关的本征频率，其特征在于，否则周期性的介电分布的小波动。场本征模展开相应的周期性结构的布洛赫模式的基础上，和由此产生的本征值问题是对角化的截断的基础上，包括有限数量的布洛赫带。布洛赫模式展开对于在给定频率范围内非常扩展的无序结构的模式建模非常有效，因为只有光谱上接近的带必须包括在基集中。通过对增加的带集重复对角化，可以容易地验证收敛性。作为例证，我们应用该方法的W1线缺陷波导和L3耦合腔波导，都基于一个光子晶体平板与三角形晶格的圆孔。计算并表征了由无序引起的局域模的本征频率、空间场分布和辐射损失率。对于W1波导，我们表明，辐射损耗，在底部的空间均匀的引导带，是由一个小的杂交与布洛赫模式的空间奇数带，引起的混乱，尽管他们的频率分离。布洛赫模式展开法有着非常广泛的应用：它也可以用来精确地计算具有周期介电常数系统调制的结构的模式，例如在几种高Q腔的设计中。
2011-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Near-field imaging of optical nano-cavities in Hyperuniform disordered materials
超均匀无序光子材料最近已被证明显示出大的，完整的光子带隙和各向同性的光学特性，并正在成为众多光电应用的强有力的候选者，使它们与许多周期和准周期的同行竞争。在这项工作中，高品质因数光学腔超均匀无序结构的制造通过半导体板和实验解决的扫描近场光学显微镜。我们检测到的大范围的局限腔模式来自于精心设计的电介质结构的局部修改。以前的工作超均匀无序光子系统已经确定了几个安德森局域态光谱位于PBG边缘相对较高的品质因数。在这项工作中，通过工程的腔的结构参数，我们实现了一个实验的品质因数的顺序为6000（高于一个的安德森状态），我们表明，三种类型的本地化模式的不同性质的共存在一个小区域内，并在一个相对狭窄的光谱窗口的无序相关系统。与受到光子晶体的轴取向所施加的严格布局约束的有序结构相比，它们与一般边界约束的兼容性使得无序超均匀图案中的光学腔成为用于平面光学电路的柔性光学绝缘体平台。
2023-02-24 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Fragility of Unidirectional Transport in Weakly Disordered Photonic Chern Insulators
Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
研究揭示弱 disorder 如何破坏 photonic Chern 绝缘体中 robust 的 chiral 边态传播，尽管全局拓扑不变量保持不变，通过引入杂质态形成拓扑平凡的杂质带，导致拓扑 Chern 绝缘体中单向传播被破坏。
2026-05-08 cond-mat.dis-nn physics.optics
Lifshitz tail states in non-Hermitian disordered photonic lattices
本研究针对非厄米无序光子晶格，发现由虚数在位势无序诱导的Anderson局域化中，原本稀有的Lifshitz尾态可主导系统动力学且能实验观测，揭示了无序与非厄米性的独特相互作用。
2025-01-13 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
The dependent scattering effect on radiative properties of micro/nanoscale discrete disordered media
依赖散射效应（DSE）源于电磁辐射的波动性，是影响微纳米离散无序介质（DDM）辐射特性的重要机制。近几十年来，由于辐射转移方程（RTE）的近似性质，人们对流化床、光子玻璃、胶体悬浮体和雪堆等各种DDM中的DSE进行了大量的研究。本文综述了DSE的理论、数值和实验方法及其研究进展。本文首先介绍了电磁波的多次散射理论，包括解析波动理论和Foldy-Lax方程，以及它与RTE的关系。然后，我们详细描述的物理机制，是至关重要的DSE和相关的理论考虑，以及数值模拟方法。讨论了探测DSE辐射特性的实验方法和相关的实验研究进展。此外，还对介观物理和原子物理学中的DSE及相关干涉现象，特别是相干背散射锥、安德森局域化以及无序介质中的统计和关联等方面的研究进行了简要的回顾。我们希望这篇综述能为热工程应用中无序介质中DSE的理解和操纵提供深刻的跨学科见解。
2020-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
High-Q Optical Cavities in Hyperuniform Disordered Materials
我们介绍了第一个设计的高Q光子腔在平板架构超均匀无序固体显示各向同性带隙。尽管它们的无序特性，超均匀无序结构有能力严格限制TE偏振辐射的平板配置，很容易制造。该架构是基于精心设计的局部修改，否则未受干扰的超均匀电介质结构。我们确定了一个广泛的限制腔模式，这可以根据它们的近似对称性（双极，偶极，四极等）进行分类。受限的电磁波模式。我们证明，品质因数（$Q$）$Q>10^{9}$可以实现纯二维结构，和三维有限高度的光子平板，品质因数$Q>20,000$可以保持。
2015-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic structures with disorder immunity
已知周期性和无序介质具有不同的输运性质，无论是经典还是量子力学。这已经被表现为诸如无序系统中的安德森局域化和周期性情况下光子带隙的存在等效应。本文分析了具有角点的无序波导在甚低频下的输运性质，发现其谱、电导和波函数对无序是免疫的。我们的波导是由随机定向的直段和直角角连接而成。利用弯曲波导拐角处的俘获效应，我们可以证明紧束缚近似对任何程度的无序都能很好地描述系统。这提供了一组广泛的非周期性几何形状，保留了周期性介质的所有有趣的传输特性。
2013-02-23 cond-mat.dis-nn physics.optics
Light in correlated disordered media
本文综述了关联无序介质中光散射、输运与局域化的理论基础、实验技术与应用，涵盖光子液体、Lévy玻璃和超均匀材料等系统，并展望了未来挑战。
2023-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Magnetic-field tunable photonic stop band in the three-dimensional array of conducting spheres
我们探讨了通过有序-无序转变来调控光子晶体性质的可能性。我们制作了一种光子带隙材料，由一个三维阵列的导电磁化球。在外加磁场的作用下，微球自组装成有序状态，从而可以连续地控制晶体的有序性。我们研究毫米波传输通过阵列作为磁场的函数，即不同程度的顺序。这是对规则晶体以及具有平面缺陷的晶体进行的，该平面缺陷在一定频率下表现出共振传输。我们观察到，在有序的，“结晶”状态有一个明确的阻带，而在完全无序的，玻璃或“非晶”状态，阻带几乎消失。我们与无序状态的阻带的消失在粒子面积密度的波动。我们开发了一个模型，预测这些波动如何依赖于磁场，以及它们如何影响整个样品的电动力学性质。该模型很好地描述了我们的结果。
2008-11-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Parity-Induced Thermalization Gap in Disordered Ring Lattices
分隔两种不同状态的能隙广泛存在于各种物理系统中：从周期晶格中的电子到光子、声子、等离子体系统甚至准晶中的类似物。最近，对于无序结构中的光，提出了热化间隙，光子统计的不可接近的范围[Nat. Phys. 11，930（2015）]，其由无序免疫手征对称性内在地诱导并且可以由光子统计反映。当满足手征对称性时，晶格拓扑结构在光子统计中起决定性作用。与一维晶格不同的是，环晶格中的光子统计由它的奇偶性决定，即奇数或偶数位置。在这里，我们第一次在实验上观察到宇称诱导的热化带隙的强无序环形光子结构。在有限的尺度下，尽管光有局域化的趋势，但我们仍然能够通过测量光子统计发现宇称依赖的无序免疫手征对称性和由此产生的热化能隙的明显证据，而强无序诱导的安德森局域化在更大尺度的结构中解释了这种现象.我们的研究结果揭示了对称性，无序和局域化之间的关系，并可能激发新的资源和人工设备的信息处理和量子控制的光子芯片。
2019-03-18 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Increased light-emission efficiency in disordered InGaN through the correlated reduction of recombination rates
针对InGaN发光效率随铟浓度提升的传统解释受实验挑战的问题，本研究提出辐射与非辐射复合速率关联降低的新机制，无需载流子扩散抑制即可解释该现象，质疑了载流子局域化带来缺陷容忍性的传统观点。
2023-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spatio-temporal visualization of light transport in complex photonic structures
光传播的时空成像在光子学中非常重要，因为它提供了最直接的工具来研究光与其宿主环境之间的相互作用。亚ps的时间分辨率是需要调查的罚款和复杂的结构特征，表征无序和异质结构，这是负责一个丰富的阵列尚未充分探索的输运物理。一个新开发的宽场成像系统使我们能够提出一个时空的研究在各种无序介质中的光传输，揭示使用标准技术无法正确评估的属性。通过将我们的调查扩展到一个几乎透明的膜，一种迄今为止一直难以表征的配置，我们揭示了这种薄散射系统所表现出的特殊物理特性，其传输特性超出了主流的扩散模型，尽管发生了多次散射。
2016-06-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Replica symmetry breaking in 1D Rayleigh scattering system: theory and validations
本文建立基于瑞利散射的随机光纤激光器光子相变理论模型，揭示光子相位变化的温度类比，并实验验证模式非对称的RSB特征。
2023-12-18 cond-mat.dis-nn physics.optics
Aubry-André transition in photonic time quasicrystals
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
该研究证实光子时间准晶体中存在Aubry-André转变，其发生在动量迁移率边处，该转变将光按波数分为传播与停止增长的分量，拓展了Aubry-André转变的适用域。
2026-10-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci math-ph
