Dispersion engineered silicon nitride waveguides by geometrical and refractive-index optimization
通过优化多包层结构中波导的横向尺寸和折射率，研究了氮化硅（SiX-NY）波导的色散工程。在1700和2440 nm之间的-84.0 +/- 0.5 ps/nm/km和在1670和2500 nm之间的1.5 +/- 3 ps/nm/km的超平坦色散被数值证明。结果表明，典型的折射率波动以及尺寸波动的SiX-NY波导的制造过程中获得超平坦的色散分布的限制。单包层和多包层波导的制造和他们的色散曲线测量（超过近1000 nm）使用低相干频域干涉技术。通过适当的厚度优化，零色散波长调谐在一个大的光谱范围内的单包层波导和多包层波导具有小的折射率对比度（3%）。在折射率对比度为37%的多包层波导中，获得了在500 nm波长范围内色散变化为3.2 ps/nm/km的平坦色散分布。最后，我们在这种色散平坦的多包层SiX-NY波导中产生了近三倍频程的超连续谱。
2014-09-27 physics.optics
Correction to the Effective Refractive Index and the Confinement Factor in Waveguide Modeling for Quantum Cascade Lasers
本文导出了量子级联激光器波导设计中的有效介质折射率和限制因子的计算公式，与以往文献中的计算公式相比，应用严格的微扰理论，考虑了波导结构和材料的各向异性光学增益和非厄米特性的影响，对限制因子和有效增益作了百分之几的修正。这个结果可以很容易地推广到任何具有分层结构的光学器件。
2021-07-20 physics.optics
Beaming effect from increased-index photonic crystal waveguides
本文研究了在波导区不含低介电介质的增折射率光子晶体（PhC）波导中的光束效应。我们采用时域有限差分数值方法来表征聚束效应，并确定定向发射的损耗机制和整体效率。我们发现，虽然这种类型的PhC波导能够产生高度准直的发射，如实验所示，该结构的固有特性导致光耦合成准直光束的效率非常低。
2005-07-14 physics.optics
Rigorous sufficient conditions for index-guided mode in microstructured dielectric waveguides
我们推导出一个充分条件的折射率导模存在于一个非常一般的类的介质波导，包括光子晶体光纤（任意周期包层，如“多孔光纤”），各向异性材料，和波导的周期性沿传播方向。该条件提供了在通过增加折射率（例如，去除孔）形成芯的任何这种结构中的无截止折射率引导模式的严格保证。在折射率“平均”（精确定义）增加的情况下，它也提供了较弱的制导保证。证明是基于一个简单的变分方法，灵感来自类似的证明本地化的二维吸引势在量子力学。
2008-03-19 physics.optics
Terahertz Communications Using Effective-Medium-Slot Waveguides
The University of Osaka（大阪大学）；CNRS, UMR 8520 - IEMN, Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie, Université de Lille（法国国家科学研究中心，UMR 8520 - 电子、微电子与纳米技术研究所，里尔大学）；Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules, UMR CNRS 8523 PhLAM, Université de Lille（激光、原子和分子物理实验室，UMR CNRS 8523 PhLAM，里尔大学）；Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology（大阪产业技术综合研究所）；Terahertz Engineering Laboratory, Adelaide University（太赫兹工程实验室，阿德莱德大学）
本文提出了一种无基板的有效介质槽波导，通过设计槽耦合器实现阻抗和模匹配，实现40%的3dB带宽和90%的耦合效率，支持0.8Tbit/s的高速太赫兹通信。
2026-04-15 physics.optics
Near-zero-index waveguide for beam steering
本文提出一种不依赖类狄拉克锥模式的全介质近零折射率波导设计方法，实现140 nm宽带NZI和105°大范围光束转向，为光子电路应用提供可行方案。
2023-07-05 physics.optics
Observation of Brillouin scattering in a high-index doped silica chip waveguide
本文在高折射率掺杂 silica 芯片波导中观测到布里渊背向散射，测得16 GHz频移，与理论预测和数值模拟高度吻合。
2023-05-19 physics.optics
Effect of a weak longitudinal modulation in refractive index on transverse localization of light in 1D disordered waveguide lattices
我们报道了在无序波导晶格中存在弱的折射率纵向调制时，光的横向局域化效应的增强。在我们所选择的晶格中，沿长度方向的隧穿抑制有利于实现无衍射传播，同时存在横向无序。研究结果将有助于调整无序阈值以实现局域光。
2012-10-11 physics.optics
Size and host-medium effects on topologically protected surface states in bi-anisotropic 3D optical waveguides
本文研究了在波矢空间中具有非平凡拓扑结构的双各向异性光波导的光学性质。我们推导出一个精确的解析描述的本征模的系统与任意参数，使我们能够调查拓扑保护表面态（TPSS）的细节。特别地，我们发现：（1）如果波导的半径由于方位波数的维度量子化而小于临界半径，以及（2）如果宿主介质的介电常数超过临界值，则波导上的TPSS将消失。有趣的是，我们还发现，在某些几何形状的波导中的TPSS具有负折射。我们已经找到了一个TPSS相图，这将铺平道路的发展拓扑波导的光互连和设备。
2018-02-07 physics.optics
Low Bend Loss, High Index, Composite Morphology Ultra-fast Laser Written Waveguides for Photonic Integrated Circuits
本文提出一种在硼铝硅酸盐玻璃中多遍激光写入的复合三维波导，通过协同热与非热改性机制实现高折射率对比度，将1550 nm下弯曲损耗截止半径从10 mm降至4 mm。
2025-05-07 physics.optics
Waveguide-loaded silica fibers for coupling to high-index micro-resonators
锥形石英光纤通常用于快速探测微谐振器的光学特性。然而，当耦合到高折射率微谐振器时，它们的低折射率排除了相位匹配，从而降低了效率。在这里，我们证明了有效的光耦合从锥形光纤高折射率微谐振器加载的光纤与辅助绝热波导耦合器通过成角蚀刻制造。我们证明了大大增强耦合到硅多模微谐振器相比，通过裸光纤耦合。在高功率下观察到谐振腔光学双稳态的特征。该方案可以应用于任何尺寸和材料的谐振器，增加了光纤耦合的功能范围。
2015-11-10 physics.optics
A comprehensive study on beam dynamics inside symmetrically chirped waveguide array mimicking the graded index media
本文研究对称啁啾波导阵列中的束流动力学，提出实用结构，通过半解析变分方法分析，发现其类似梯度折射率介质，高斯光束呈振荡轨迹，非线性下形成离散孤子。
2025-09-22 physics.optics
Multi-refractive-index metamaterials based on subwavelength waveguide arrays
我们证明了一种超材料，不能描述由一组单一的折射率和阻抗值，即使是固定的频率和极化。超材料结构是具有亚波长宽度和间隔的不同波导的堆叠，其以不同的相速度引导光。这种多折射率超材料（MRIM）可以被看作是多个均匀材料的空间叠加。使用全波模拟，我们演示了几个光学元件的基础上MRIMs，包括棱镜，偏转光到多个角度，多个焦点的透镜，和多折射率法布里-珀罗标准具与增强密度的谐振模式。我们提供了一个理论框架，用于分析磁共振成像，以确定有效折射率，功率的分数到每个通道（即，每个折射率）和透射率。
2018-07-30 physics.optics
Nonlinear TM Modes of the Symmetric Hyperbolic Slab Waveguide
对双曲介质中具有立方非线性响应的各向同性介质层构成的对称平板波导中的导波模式进行了理论研究。双曲介质的光轴垂直于平板平面。如果波导芯的介电常数大于双曲介质的非常介电常数，则每个TM模式具有两个截止频率。这些模式的色散关系的发现和数值求解的情况下，聚焦和散焦介质的核心。在给定频率下可能的模式的数量取决于所施加的场强。结果表明，在波导中TM模传播常数为零是可能的。此外，在自散焦的情况下，它们可以通过增加场强来获得。分析了该模式的传播常数和宽度与辐射强度的关系。
2017-02-28 physics.optics
Localized Refractive index sensing by integrated photonic crystal waveguide with edge-cavity
本文提出一种由二维光子晶体边缘腔和线缺陷波导组成的高紧凑折射率传感器，通过优化耦合实现尖锐反峰，灵敏度达40 nm/RIU，占地仅40 μm²，并可感知折射率空间分布。
2023-09-21 physics.optics
Modeling of the refractive index profile of a femtosecondwritten waveguide in LiNbO3
飞秒激光脉冲系统允许以精确和永久的方式改变透明材料的光学特性。激光微加工技术可以在材料中直接写入光波导结构，这是光路制造的基础，研究激光微加工技术制备的光波导的主要特性是我们的兴趣所在。在这里，已经进行了所得的折射率分布的分析。这一特性对于集成光路的设计和模拟是必不可少的。特别是我们对铌酸锂（LiNbO_3）中的一对II型光波导的光耦合进行了研究，这些实验背景为我们提供了调整和测试恢复轮廓的元素，考虑到不同的轨道距离和写入能量，耦合长度和耦合比也会发生变化。然后根据其制造条件，对折射率分布进行重构.折射率分布的建模是进行光束传输模式模拟（BPM）以获得更真实结果的关键参数。因此，通过这种方法，有可能获得一个通用的程序来描述这类波导的特性。作为一个模型测试，集成波导被构建来证实它们的光耦合。在第一阶段，它是通过BPM模拟设计的，然后在X切割LiNbO3晶体中制造，以便根据进行的模拟检查其操作
2021-06-16 physics.optics
TE and TM Modes in Metallic Waveguide Filled With a Lossless and Fully Anisotropic Medium
本文给出了填充均匀、各向异性、无耗介质的金属波导中存在纯TE模和TM模的条件。该条件是完全各向异性介质的介电常数和磁导率张量之间的关系。文中给出的理论是经典电磁波导理论的推广。最后，我们利用商业软件COMSOL Multiphysics模拟了填充均匀、各向异性、无损耗介质的金属波导问题。数值实验表明，文中所支持的条件确实证实了各向异性波导中纯TE模和TM模的存在。
2023-02-10 physics.class-ph physics.optics
Graphene oxide for enhanced nonlinear optics in low and high index contrast waveguides and nanowires
我们证明了增强的四波混频（FWM）在掺杂氧化石墨烯（GO）层集成的二氧化硅波导。由于集成波导和具有高克尔非线性和低损耗的GO膜之间的强模式重叠，混合集成波导的四波混频效率显著提高。我们对不同的泵浦功率、波长失谐、GO涂层长度和GO层数进行了四波混频测量。我们的实验结果表明，与理论吻合良好，实现了高达9.5 dB的提高，在四波混频转换效率为1.5厘米长的波导集成2层的GO。我们从理论上表明，对于不同的波导几何形状的四波混频效率的提高~ 20 dB，可以得到在掺杂的二氧化硅波导，和超过30 dB的硅纳米线和槽波导。这证明了将GO膜引入到集成光子器件中以增强非线性光学过程的性能的有效性。
2018-11-07 physics.optics
Ultrafast Laser-Fabricated Fluoride Glass Waveguides with Exceptionally High Positive Refractive Index Change for Mid-Infrared Integrated Optics
本研究利用超快激光在氟化物玻璃中制备出折射率变化超过0.02的高正折射率变化波导，揭示了钡元素迁移致密化机制，实现了3D结构、新型可见光激光及中红外器件小型化，在传感与光谱学领域潜力巨大。
2024-11-18 physics.optics
Exact equivalent-profile formulation for bent optical waveguides
分析通过波导弯曲的光引导的一种普遍的、直观的和计算上廉价的方法是通过引入具有修改的折射率分布以考虑实际波导弯曲的等效直波导。在这里，我们修改了常用的等效折射率公式，结束了其简单的扩展，使严格的治疗一维和二维限制，均匀弯曲的波导，包括紧密盘绕的微结构光纤，弯曲脊波导和环形微谐振器。我们还表明，这种技术只适用于各向同性或单轴各向异性材料组成的波导，各向异性轴垂直于曲率平面。
2006-04-28 physics.optics
Effective-medium-cladded dielectric waveguides for terahertz communications
太赫兹通信是未来短距离点对点无线数据传输的一种很有前途的模式，传输速率高达每秒太比特。实现这一目标的一个里程碑是开发一个高效率的集成发射机和接收机平台。一个关键的使能部件是具有宽带宽和低色散的平面波导结构。本文提出了一种有效介质包覆的无衬底全介质波导，用于宽带低损耗、低色散的太赫兹波传输。这种自支撑结构仅内置于具有空气穿孔的单个硅晶片中，以减轻金属中的显著吸收和太赫兹频率下的吸收。所实现的波导可以覆盖整个260至400 GHz，在两个正交偏振的单一主导模式。模拟结果表明，对于E_11^x模，整个频带内的衰减范围为0.003至0.024 dB/cm，而对于E_11^y模，衰减范围为0.008至0.023 dB/cm。受测量装置的限制，在335 GHz的3 cm波导上实验实现了28 Gbit/s的最大无差错数据速率。我们进一步演示了通过该波导传输未压缩的4K分辨率视频。该波导平台有望集成各种有源和无源元件。因此，我们可以预见它是未来太赫兹集成电路的潜在候选者，类似于光频率的光子集成电路。
2019-05-16 physics.optics
Straight Directional Couplers via Scan-Engineered Index Control
University of Oxford（牛津大学）
论文提出了一种基于玻璃的直行方向波导耦合器和干涉仪的新设计，利用飞秒激光直接写入技术，在通信波长下实现50:50方向耦合器和不平衡臂马赫-曾德干涉仪，展示了紧凑高密度三维光子集成的潜力。
2026-04-13 physics.optics
Extension of Marcatili's analytical approach for rectangular silicon optical waveguides
马卡蒂利著名的近似解析描述光传播通过矩形介质波导，发表于1969年，给出了准确的结果，为低折射率对比波导。然而，光子集成电路技术已经发展到高折射率对比度（HIC）波导。在本文中，我们改进了马卡蒂里的模型，通过调整的电磁场分量的振幅在他的描述。我们发现，Marcatili的本征值方程的传播常数也适用于HIC波导。我们的改进方法显示出更好的协议与严格的数值模拟，特别是对于HIC波导的情况下。我们还推导出明确的表达式的有效群指数和传播常数的外力的影响。此外，用我们的方法观察和研究了避免模式交叉的现象。
2015-04-12 physics.optics
Design of cycloidal rays in optical waveguides in analogy to the fastest descent problem
本研究类比经典力学最速降线问题，设计梯度折射率介质中的摆线光波导，揭示其频率相关聚焦成像及滤波响应特性。
2024-04-03 physics.optics
Dynamical trapping of light in modulated waveguide lattices
一个离散模拟的动态（Kapitza）捕获效应，已知的经典和量子粒子在快速振荡的潜力，提出了调制梯度折射率波导晶格中的光波。由于在非调制波导晶格中，渐变折射率势可以限制法向或布拉格角入射的光，因此在纵向方向上的势的周期性调制能够捕获法向和布拉格入射角两者的光束。
2011-02-02 physics.optics
Analytical solutions for optical forces between two dielectric planar waveguides immersed in dielectric fluid media
本文研究了两个高折射率介质平板波导在低折射率介质流体介质中的光学（横向梯度）力。作为对之前研究的补充，我们通过使用Minkowski应力张量公式来扩展光学力计算，以便考虑非真空（和非空气）背景介质;我们根据有效折射率推导出一组非常简单的方程。波导本征模。我们还使用了归一化版本的色散关系的方法来计算的光学力，以验证我们的结果为不同的介电流体介质。所有分析的情况下，两种方法之间的良好的协议。我们发现，由于槽波导效应，TM模式比TE模式对流体折射率的变化更敏感。此外，反对称TM 1模式的排斥光学力变得更强的折射率，而对称TM 0模式的吸引力变得更弱。在这项工作中提出的方法和结果提供了一个严格的分析，在更广泛的材料和应用的光学力驱动的纳米光学机械设备。
2016-07-05 physics.optics
Optical air waveguides in strong turbulence
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Institute for Research in Electronics and Applied Physics, University of Maryland（马里兰大学电子与应用物理研究所）
本研究针对丝化空气光波导在大气湍流中的可行性问题，通过实验和模拟突破了其湍流极限数个数量级，明确了湍流的两个关键限制，证明其可在近地面强湍流下用于千米级光传输。
2026-09-03 physics.optics
Slow Light in a Bragg Waveguide
从慢光问题的角度研究了一维缺陷光子晶体（布拉格波导）。计算表明，在TiO $_2$基布拉格波导中，对于纳秒量级的脉冲，可以获得$\sim$ 1000的群折射率和$\sim$ 3 mm的空间衰减长度。对于不超过10的相对脉冲延迟，由于群折射率色散引起的脉冲失真被证明是可接受的。我们还分析了光脉冲在布拉格波导中的传播与内部的量子阱，并提供参数显示达到$\sim$ 10000的群指数的可能性。据我们所知，迄今为止还没有进行过与慢光问题有关的布拉格波导中脉冲传播的分析。我们仍然非常感谢任何有关这类研究的信息。
2008-11-06 physics.optics
Nonreciprocal Bloch Oscillations in Magneto-Optic Waveguide Arrays
我们发现，非互易光学布洛赫类振荡可以出现在横向磁化波导阵列中的波导之间的有效折射率阶跃的存在。示出了系统的正常模式，以获得不同的波数在相反的传播方向。这些正常模式之间的相位相干性和退相干的显着差异，并进行了讨论。通过在横向磁化的存在下在衬底/芯和芯/盖界面处施加不相等的垂直折射率梯度来建立非互易性。
2010-08-28 physics.optics
Design and Simulation of a Highly Sensitive Refractive Index Sensor based on Grating-assisted Strip Waveguide Directional Coupler
提出了一种基于光栅辅助条形波导定向耦合器的高灵敏度折射率传感器。该传感器的设计使用两个耦合的非对称条形波导与顶部加载的光栅结构中的一个波导。最大光在谐振波长处从一个波导耦合到另一个波导，并且谐振波长随覆盖区域中介质的折射率变化而变化是灵敏度的量度。所提出的传感器将是具有~ 104 nm/RIU的高折射率灵敏度和可忽略的温度灵敏度（<1 nm/0 ℃）的片上器件。传感器配置提供低传播损耗，从而提高灵敏度。灵敏度的变化与波导参数的建议传感器进行了研究，以优化设计。
2017-08-13 physics.app-ph physics.optics
Severing the link between modal order and group index using hybrid guided space-time modes
光波导的结构决定了其导模的特性，例如它们的空间分布和群折射率。无论波导结构如何，模式都有共同的特征;例如，多模波导中的模式色散是不可避免的，每个模式都经历群速度色散，高阶模式通常比低阶模式慢。我们在这里表明，这种趋势可以从根本上改变-完全切断模式阶和群折射率混合和消除色散之间的联系-通过利用混合引导空时模式在平面多模波导。这样的模式被限制在一维的波导和其他领域本身的时空光谱结构。模式群延迟的直接测量证实，低损耗，无色散，混合空时模式的群指数可以从相同阶的常规模式的群指数中调整，并且这些混合模式的横向尺寸可以独立于模式阶数和群指数而变化。这些发现在一个少模平面波导组成的25.5毫米长，4- $μ$米厚的二氧化硅薄膜上的MgF $_2$基板沉积验证。
2021-11-04 physics.optics
Mode-division (de)multiplexing using adiabatic passage and supersymmetric waveguides
模分复用技术的发展是提高信息处理能力的重要一步。在此背景下，我们设计了一个有效的和强大的模式分割（解）复用集成器件的基础上结合空间绝热通道和超对称技术。它由两个相同的阶跃折射率外部波导耦合到一个超对称的中心一个特定的模式内容，防止转移的基本横向电空间模式。沿传播方向设计波导之间的间隔，以优化阶跃折射率波导的第一激发横向电空间模式的空间绝热通道。因此，通过将两个最低空间模式的叠加注入到阶跃折射率左波导中，基模保持在左波导中，而第一激发模式完全传输到右波导。输出结晶度$\mathcal{F}>0.90$获得了广泛的几何参数值和光的波长，达到$\mathcal{F}=0.99$的优化值。
2018-06-01 physics.optics
Quantum entanglement in plasmonic waveguides with near-zero mode indices
研究了近零模折射率等离子体波导中两个量子点之间的量子纠缠，考虑了纠缠度与量子点间距、量子点-波导频率失谐量和耦合强度比的关系.由于模折射率接近于零，在很宽的点间距范围内实现了高并发，这大大放松了传统介质波导或金属纳米线对点间距的严格要求。这种在模式截止频率附近沿波导方向相位变化接近零的量子点-波导系统在量子光学和量子信息处理方面显示出了很好的应用前景。
2013-10-10 physics.optics
Quasi-waveguide amplifiers based on bulk laser gain media in Herriott-type multipass cells
本文提出一种基于Herriott型多程池和块状增益介质的准波导激光放大器结构，通过重复聚焦实现长距离受限传播，Ti:sapphire实验验证表明该结构因热负荷分布可获得更高放大增益。
2024-04-23 physics.optics
Guided Modes in Negative Refractive Index Waveguides
本文研究了线性导波在由负折射率材料制成的平板波导中的传播，即所谓的左手波导。我们揭示了左手波导中的导波具有一些特殊的性质，如基本模式的情况下，模式二重简并，和符号变化的能量ux。特别是，我们预测存在的新类型的导波与偶极子涡结构的指向矢量。
2002-11-05 physics.class-ph physics.optics
Low-index contrast waveguide bend based on truncated Eaton lens implemented by graded photonic crystals
低折射率对比度波导是无源集成光学器件中不可缺少的一部分。降低弯曲损耗的二氧化硅波导的弯曲半径是实现二氧化硅平面光波导电路小型化的关键。伊顿透镜是一种梯度折射率透镜，可以将平行光线弯曲90°、180°或360°。我们提出了一种低损耗和紧凑的90°波导弯曲的半径为9 $μ$ m的截断伊顿透镜设计。采用全波二维有限元法对所设计的渐变光子晶体弯曲器的性能进行了分析。C波段的平均弯曲损耗为0.9dB，而1260- 1675 nm波长范围的平均弯曲损耗为1.05dB。所提出的设计策略可以应用于其他低折射率对比度波导。
2019-04-24 physics.app-ph physics.optics
A study on refractive index sensors based on optical micro-ring resonators
在这项工作中，光学微环谐振腔的行为，特别是当用作折射率传感器，进行了详细的研究。考虑了两种结构，即一个线性波导耦合到一个圆形波导和两个线性波导通过一个圆形波导相互耦合。导出了最佳耦合条件，结果表明，在这两种情况下的谐振波长的条件，即在该波长处的透射光谱表现出下降（峰值），是相同的，只取决于圆形波导的几何特性和传播模式的有效折射率。后者，以及相应的模式分布，可以很容易地通过数值分析计算。基于有效折射率对环境折射率的依赖性来定义传感器的灵敏度。利用波导微扰理论的结果，确定了使系统灵敏度最大化的圆波导芯的几何特性。考虑单核和双核配置。我们发现，如果设计最佳，传感器可以检测到10^-4数量级的相对折射率变化，假设实验装置可以检测到3 × 10 ^-5数量级的相对波长偏移。最后，通过考虑在波导芯的表面上附着一薄层生物材料来检查系统作为生物传感器的行为。结果发现，当进行最佳设计时，该系统可以检测到10 nm层厚时10^-3量级的折射率变化，以及0.05折射率变化时0.24 nm量级的层厚变化。
2017-01-24 physics.optics
Reflectionless evanescent-wave amplification by two dielectric planar waveguides
利用负折射率板的倏逝波放大的基本物理，它表明，具有特定的空间频率的倏逝波也可以被放大，而无需任何反射，简单地由两个介质平面波导。简单的配置允许人们利用高折射率材料的高分辨率极限，而不与物体接触。
2006-10-17 physics.optics
Localization of light in a lamellar structure with left-handed medium : the light wheel
本文用复平面分析法严格研究了左手单模波导和右手单模波导之间的反向耦合。光在这种层状结构中旋转，形成一种非常奇特的模式，我们称之为光轮。光轮可以使用倏逝波耦合或通过将源放置在波导之一中来激发。因此，这种结构可以被看作是一种新型的空腔。这是一种抑制介质平板导模的方法。
2007-08-29 physics.optics
Light control in a hemicylindrical whispering gallery microcavity-parallel plate waveguide system
我们已经表明，由半导体半圆柱体和介电波导组成的结构由薄金属层分离，允许有效和容易的光控制。在这样的系统中，可以确保低折射率波导的TE和TM模式与较高折射率的半圆柱体的对应回音壁模式之间的匹配，这种情况允许将谐振器尺寸减小到真空中的激发波长的量级，仍然具有大约2*10^4的相当高的Q因子。由于谐振器介质的显著电光特性，能够通过以10^（-4）的量级改变半圆柱体的折射率来有效地控制输出光强度。
2020-05-31 physics.optics
Polarized micro-Raman studies of femtosecond laser written stress-induced optical waveguides in diamond
理解飞秒激光写入引起的折射率调制的物理机制对于定制所得到的光波导的性质至关重要。在这项工作中，我们采用偏振拉曼光谱研究应力诱导波导的金刚石，产生飞秒激光写入的起源。由飞秒激光在晶体中引起的折射率的变化来自于在波导中测量的应力。这一结果有助于解释波导偏振敏感波导的工作机理，并为优化波导偏振敏感波导提供了技术手段。
2018-01-18 physics.optics
Multi-mode conversion via two-dimensional refractive-index perturbation on a silicon waveguide
模分多路复用技术为提高光通信的数据容量提供了一种很有前途的解决方案。波导模式转换是片上模分复用的关键。以前报道的模式转换器已被限制为从基模到一个特定的高阶模式的转换。在多模式转换过程中同时满足相位匹配条件是具有挑战性的。在这里，我们提出了一种可扩展的设计方法，克服了这一限制，并实现了通过一个全介质的二维元结构上的硅波导的六边形图案浅蚀刻的同时转换的多个模式。作为一个例子，我们实验演示了一个多模转换器，同时转换TEi模式到TEi+3（i = 0，1，2）模式。多模转换器的长度为16.2微米。TE 0-TE 3、TE 1-TE 4和TE 2-TE 5模式转换在1538 nm处表现出低插入损耗（0.4至1.0 dB）和合理的串扰值（-14.1至-16.5 dB）。
2019-11-25 physics.optics
Analytical solution of the fundamental waveguide mode of one-dimensional transmission grating for TM polarization
本文给出了横向磁（TM）偏振下$1$ D金属介质光栅基模波导有效折射率的解析解。与已有的超越方程数值解不同，本文证明了$1$ D光栅基模的有效折射率（$n_{Eff}$）的平方与狭缝宽度（$w$）和脊材料的折射率（$n_m$）成反比，并随入射波长（$λ$）线性变化.此外，还证明了$n_{Eff}$对光栅周期（$P$）和入射角（$θ$）的依赖性最小。使用本文中提出的解决方案获得的结果与已发表的数据之间的一致性非常好。
2015-06-03 physics.optics
Thermally Induced Refractive Index Trimming of Visible-Light Silicon Nitride Waveguides Using Suspended Heaters
Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；University of Toronto（多伦多大学）；Advanced Micro Foundry Pte. Ltd.（先进微电子代工厂私人有限公司）；Xanadu（仙纳杜）；SCINTIL Photonics（辛提尔光子学）
该研究展示了利用悬浮加热器对可见光SiN波导进行热诱导折射率微调的技术，实现了稳定的折射率变化，降低了器件偏置功耗，并揭示了潜在机制及热老化行为。
2025-04-30 physics.optics
Influence of non-Hermitian mode topology on refractive index sensing with plasmonic waveguides
我们通过计算等离子体波导传感器在非厄米本征模空间不同区域的共振透射谱来评估其传感特性。我们阐明了使用模式色散计算孤立地预测等离子体传感器的性能，我们解决了使用一个简单的模型占本征模激发和传播的陷阱。我们的传输计算表明，谐振波长和光谱宽度至关重要地取决于传感区域的长度，因此，没有一个单一的标准从模式色散计算单独可以用作灵敏度的代理。此外，我们发现，最佳的检测限发生在定向耦合的支持，在最窄的光谱发生。这种窄光谱特征只能通过滤除输出端的所有高阶模来测量，例如，通过单模波导。我们的计算也证实了特征平方根依赖的本征模分裂相对于在例外点的介电常数扰动，我们表明，可以确定通过传感器拍长在谐振。这项工作提供了一个方便的框架，设计和表征等离子体激元波导传感器与实验测量相比。
2021-11-18 physics.optics
High-index-contrast single-mode optical waveguides fabricated on lithium niobate by photolithography assisted chemo-mechanical etching (PLACE)
我们报道了在绝缘体上包覆一层SiO2的锂氧化物（LNOI）上制作低损耗单模波导。我们的技术，被称为光刻辅助化学机械蚀刻（PLACE），依赖于图案化的铬膜的掩模形状的飞秒激光微加工和随后的化学机械蚀刻的锂钛酸薄膜。高折射率对比度单模波导的测量具有0.13 dB/cm的传播损耗。此外，为了提高耦合效率，制作了波导锥。
2020-05-03 physics.app-ph physics.optics
Index contrast tunability of LiNbO$_3$ waveguides obtained by thermal treatment
本文对 HiVac-VPE 制备的 LiNbO$_3$ 平面波导进行 1–5.5 小时退火，发现折射率分布及其对比度随时间呈指数关系，实现 $Δn_e=0.1$ 至 0.035 的可控调节。
2023-07-10 physics.app-ph physics.optics
Spontaneous emission interference in negative-refractive-index waveguides
分析了置于负折射率波导中的V型三能级原子的自发辐射。我们发现，在薄波导，高效的表面导模的支持，这不会发生在正折射率波导。此外，在低吸收下，与常规介电波导相比，模式密度以及因此进入特定常规导模的自发发射增强了几个数量级。发射到不同模式之间的不对称性和特定导模的增强允许在具有正交跃迁偶极矩的跃迁之间诱导强的自发发射干扰。
2009-02-17 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Recovery of graded index profile by cubic spline function
本文提出了一种利用三次样条插值函数由渐变波导的有效折射率恢复折射率分布的方法。通过对几种典型折射率分布的数值分析，证明了该插值模型可以很好地再现折射率分布。该方法可以可靠地反演多模（多于4个导模）和少模（2-4个导模）波导的折射率分布。
2004-11-18 physics.optics
Optimization of photonic waveguide bends for low index contrast material platforms
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
针对低折射率对比平台紧凑弯曲损耗问题，提出椭圆宽度调制弯曲结构，在6微米半径下实现0.22 dB/90°损耗，比传统圆形弯曲降低40%，并开发了考虑宽度调制的解析损耗模型。
2026-06-16 physics.optics
Analysis of optical waveguides with arbitrary index profile using an immersed interface method
描述了一种数值技术，可以有效地计算界面问题的解决方案。这些问题与数据有关，例如微分方程的系数，在一个或多个界面上不连续甚至奇异。这些问题的一个主要例子是光波导，因此该计划适用于麦克斯韦方程组，因为它们被制定为描述布拉格光纤中的光限制。它是基于标准的有限差分适当修改，以考虑所有可能的不连续性跨越波导的界面，由于折射率的变化。二阶和四阶计划描述了额外的适应处理矩阵特征值问题，苛刻的几何形状和缺陷。
2011-01-12 physics.comp-ph physics.optics
XUV plasmonic waveguides by near-zero index heterostructures
本文提出基于钛-铝-钛近零折射率异质结构实现XUV辐射导引的理论方法，通过调控铝厚度可实现纳米级限制与微米级传播，并在零折射率波长处获得三阶非线性增强。
2023-04-06 physics.optics
High refractive index composite materials for THz waveguides: trade-off between index contrast and absorption loss
制备了二氧化钛掺杂聚乙烯的聚合物复合物，并用太赫兹-TDS表征了其线性光学性能。我们发现，高浓度的掺杂剂不仅提高了复合材料的折射率，而且可以显着提高其吸收系数。我们表明，布拉格反射器的设计基于有损耗的复合聚合物依赖于找到一个折衷的折射率对比度和相应的损失。与理想的无损反射器相比，小的吸收值也被示出是有利的，因为它使得能够平滑传输通带。制作的空芯布拉格光纤的传输测量证实了模拟结果。
2010-09-14 physics.chem-ph physics.optics
Optimizing the chiral Purcell factor for unidirectional single photon emitters in topological photonic crystal waveguides using inverse design
本文提出了一种逆设计方法，可以显著提高拓扑光子晶体平板波导中手征光子元件和量子发射器的品质因数。从一个拓扑波导模式与群指数约为10和最大向前或向后的Purcell因子在手性点小于0.5，我们进行优化的方向Purcell因子。我们使用一个全三维的导模展开方法来有效地计算波导带色散特性和模式，而自动微分计算目标函数的梯度。我们提出两个改进设计的示例：（i）具有约30的可及基团指数和在手性点处大于4.5的最大单向Purcell因子的拓扑模式，表示Purcell因子的近10倍改进，和（ii）慢光模式，远离布里渊区边缘，具有大于350的群折射率和大于45的手征点处的最大单向Purcell因子。
2022-10-04 physics.optics
