Inverse design of resonant nanostructures for extraordinary optical transmission of periodic metallic slits
针对具有特殊光学传输性能的周期性金属狭缝，提出了反向确定双边纳米结构的共振构型。拓扑优化方法被用来实现逆设计过程。几种几何构型的双边纳米结构的周期性金属狭缝推导。衍生的纳米结构的共振性能证明了由透射光谱，其中的透射峰是在指定的波长在逆设计过程中。这提供了一种通过在反向设计过程中指定期望的入射波长来控制透射峰的红移或蓝移或将谐振性能定位在期望的频率处的方法。推广了逆设计方法，使周期性金属狭缝对入射波长的敏感性降低。该研究可进一步推广到反求异常光吸收和其他基于表面激元的光子器件的亚波长共振结构。我们将在未来的研究中探讨三维孔径的逆向设计。
2017-12-03 math.OC physics.comp-ph physics.optics
Boundary-layer effects on electromagnetic and acoustic extraordinary transmission through narrow slits
本文研究了无限大平板中电磁波和声波通过亚波长狭缝的共振非寻常透射问题，其厚度接近波长的一半。我们建立在Holley & Schnitzer（波动，91 102381，2019）的匹配渐近分析的基础上，他们考虑了单缝配置，假设一个理想化的公式，其中忽略耗散，电磁和声学问题是类似的。我们在这里扩展该理论，包括薄耗散边界层与有限的导电性的板在电磁问题和粘性和热效应的声学问题，考虑单缝和缝阵列配置。通过考虑一个杰出的边界层缩放的耗散和衍射效应是可比的，我们开发了准确的分析近似，通常是有效的近共振;电磁声学类比保存到一个单一的物理相关的参数，明确提供了两种情况。该理论被证明是在良好的协议与GHz的微波和kHz的声学实验文献。
2020-06-07 physics.app-ph physics.flu-dyn physics.optics
Extraordinary transmission induced by defects in semitransparent screens
在这封信中，我们提出了一个特殊的光学传输（EOT）通过半透明的屏幕，如薄金属板或高介电常数介质板的分析理论。使用这个理论，我们表明，EOT出现不仅为屏幕穿孔的孔或狭缝，但也为屏幕加载的任何缺陷，包括不透明的缺陷。这些结果拓宽了EOT概念的范围，为研究新的物理效应开辟了道路。
2010-11-25 physics.optics
Topological Extraordinary Optical Transmission
近场扫描光学显微镜是一种将光引入纳米尺度的主流技术，但它的吞吐效率非常低，只有10^（-4）- 10^（-5）或更低。我们报道了一种宽带、拓扑、单向引导结构，不需要绝热锥形，原则上可以实现近乎完美的（理想地，~100%）光学透射通过其末端的非结构化单个（POTUS）任意子衍射狭缝。具体而言，对于仅为lambda_eff / 72的狭缝宽度，（λ da_0/ 138）所获得的归一化透射系数达到1.52的值，而对于仅单向的（非拓扑）设备通过lambda_eff / 21的归一化传输（~ λ da_0/ 107）狭缝达到1.14 -两者，仅受固有材料损耗的限制，并且来自狭缝的反射为零。相关的，在理想条件下，接近完美的光学异常传输（POET）的影响，在波物理和工程的不同领域，高效率，最大吞吐量的纳米镜和热辅助磁纪录设备。
2022-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Broadband Extraordinary Transmission in a Single Sub-wavelength Aperture
利用坐标变换设计了一种在亚波长狭缝中实现非寻常透射的全介质器件。该器件具有宽频带特性，可应用于微波至可见光频段。时域有限差分法（FDTD）模拟用于验证器件的性能。结果表明，在4~8 GHz的亚波长孔径范围内，该器件的透射率显著提高。与以前报道的系统相比，新设备的频率灵敏度非常低。
2010-07-08 physics.optics
Light Transmission Through Two Dimensional Magneto-Optical Slit Array
本研究分析磁光材料在静磁场偏置下的张量介电常数特性，将其置于二维狭缝阵列中实现异常光透射，验证了该结构可作为磁调谐的高频率选择表面。
2024-09-01 physics.optics
A theoretical revisit of giant transmission of light through a metallic nano-slit surrounded with periodic grooves
从理论上重新讨论了光通过输入表面上周期性凹槽包围的金属纳米狭缝的巨大传输。结果表明，对透射率的影响主要来自三个方面：沟槽产生的表面等离子体波、纳米狭缝产生的表面等离子体波和入射波。沟槽产生的表面等离子体波是决定纳米缝开口周围局部场分布的主要因素，它直接关系到通过纳米缝的透射率。纳米狭缝产生的SPW可以被认为是对输入表面上的光分布的扰动。当在输入表面上产生强表面等离子体波时，通过多周期的深槽可以极大地减小入射波的影响。我们的研究表明，通过周期性凹槽包围的纳米狭缝的最大传输的狭缝到凹槽的距离不能预测的几个以前的理论，包括磁场相位理论的最近的工作（物理评论Lett. 99，043902，2007）。一个明确的物理解释给出的依赖性的传输上的狭缝到槽的距离。
2009-01-31 physics.optics
Inter-slit Coupling in Gold Film Hole Arrays
研究了金膜中亚微米矩形孔一维阵列的狭缝间相互作用。使用电子能量损失谱结合扫描透射电子显微镜，一系列的腔驻波解决，特别是高狭缝间的相互作用，约一个数量级大于内狭缝边到边耦合。显著的信号增强，从而诱导，占主导地位的短程相互作用和高模式本地化，而还，相对较长的范围内的相干性被保留。亚纳米电子束，尽管从大面积探针的主要差异，产生类似于非凡的光学传输（EOT）的结果。指出了EOT机制的意义，包括其亚波长，非共振限制。
2012-12-10 physics.optics
Periodic metallic stepped-slits for entire transmission of optical wave and efficient transmission of terahertz wave
众所周知，当狭缝的尺寸远小于入射光波的波长时，具有周期性狭缝阵列的金属结构会导致非凡的功率传输。优异的功率传输源于入射横向磁波激发的表面波。在这里，我们表明，金属结构的阶梯狭缝阵列可以传输到基板的入射波的功率在所需的光频率完全，同时在太赫兹频段的70%，为In 0.53Ga 0.47As基板。所提出的结构的传输功率的研究都在一个封闭的形式的分析模型，以及数值的有限元方法。结果表明，随着基片中场强的增加，阶梯狭缝阵列结构（与均匀狭缝阵列结构相比）在最大传输功率处的频率范围没有减小。
2016-10-11 physics.optics
Extraordinary transmission of nanohole lattices in gold films
我们实验研究了光通过在光学厚度的金膜上穿孔的纳米孔的正方形晶格的传输。我们观察到，该结构的周期性增强了特定波长的光传输，我们通过采用时域有限差分数值模拟从理论上分析了这种效果。此外，我们调查的可能性操纵的准周期性和啁啾晶格组成的正方形纳米孔与不同的孔大小或晶格周期的光谱传输。
2008-07-02 physics.optics
Propagation of localized surface plasmons in sets of metallic nanocylinders at the exit of subwavelength slits
我们分析，通过数值模拟，传输增强通过亚波长狭缝由于存在的等离子体纳米圆柱体的集合，放置在这些孔的出口附近。此外，我们将这项研究扩展到偶极等离子体激元粒子的光子晶体，这些粒子位于金属板中的一排非常透射的狭缝前面。
2011-04-15 physics.optics
Optical Tamm state and extraordinary light transmission through nanoaperture
我们研究了光通过沉积在平面超材料上的金属薄膜中的纳米孔的传输。揭示了通过纳米孔的超高光透射的效果，这与由于光学Tamm状态的出现而导致的平面结构“超材料-金属”的界面处的场的增强相关联。在这种结构中，我们还观察到一种“光二极管”效应：当结构的照射方向反转时，光透射率发生根本性的变化。我们的数值计算结果与实验数据吻合得很好。
2013-05-19 physics.optics
Experimental evidence of cut-wire-induced enhanced transmission of transverse-electric fields through sub-wavelength slits in a thin metallic screen
最近的数值研究表明，通过将单个或成对的金属切割线阵列放置在离屏幕很近的距离处，可以实现通过薄金属屏幕中的亚波长狭缝的横向电极化电磁场的传输的实质性增强。在这封信中，我们报告了这种非凡的传输现象的第一个实验证据，通过微波（X/Ku波段）测量印刷电路板原型。实验结果与全波数值预测吻合得很好，并表明增强的传输现象相对于制造公差和实验缺陷的内在鲁棒性。
2010-10-28 physics.optics
Plasmonic ultra-broadband polarizers based on Ag nano wire-slit arrays
我们提出了超宽带反射和吸收偏振器在可见光范围内使用多尺度银纳米线狭缝阵列。纳米阵列可以从反射性调整到吸收性，通过结合具有不同长度/宽度的Ag线/带。平均吸收高达~ 80%的吸收阵列的超宽带性质是由于具有不同长度尺度的Ag线/带中的等离子体共振的集体激发。采用简单的二次遮蔽气相沉积方法，在实验上实现了银纳米线缝阵列。他们表现出宽带传输的差异，在良好的协议与模拟。这种多尺度银纳米线缝阵列作为宽带线偏振器和抗反射材料在光学和光电子学中具有潜在的应用前景。
2014-12-09 physics.optics
Optical forces on cylinders near subwavelength slits illuminated by a photonic nanojet
我们讨论施加在粒子上的光学力，无论是电介质或金属，附近的亚波长狭缝由光子nanojet照明。我们比较这些情况下，米氏共振或不激发。研究的配置是2D的，因此这些粒子是无限的圆柱体，为了获得非凡的传输，照明光束是p偏振的。我们展示了这些粒子共振对光学力的不同影响：虽然在这些照明条件下的回音壁模式削弱了力的强度，但后者通过局部等离子体激元激发而增强。此外，与用高斯光束照射狭缝相比，用纳米喷射照射狭缝将在孔的出口处的颗粒上的光学力增强了3至10倍。此外，这种小的共振金属颗粒在由纳米射流直接照射时所经受的拉力可以通过狭缝的存在而改变，使得它可以在颗粒的某些横向位置处变得排斥。
2012-07-09 physics.optics
Enhanced transmission through subwavelength apertures by excitation of particle localized plasmons and nanojets
我们研究，并说明与数值计算，传输增强亚波长的2D狭缝由于等离子体激元圆柱体的本征模的激发时，他们被放置在孔径入口处发挥的主导作用，也由于加强和高度本地化的能量在狭缝中的结果形成的纳米喷射。我们表明，提供照明的选择，使孔径传输本征模产生的，这种现象是独立的狭缝是否单独产生非凡的传输，虽然在前一种情况下，这种增强将添加到这个狭缝超传输。我们解决了几种颗粒尺寸，并强调这种现象的普遍性与不同的材料。
2011-04-05 physics.optics
Active control of focal length and beam deflection in a metallic nano-slit array lens with multiple sources
我们提出了一种基于表面等离子体极化激元的纳米棒阵列透镜结构，该结构包含两个额外的横向输入通道，具有通过通道源的强度主动控制通过透镜的透射光束的焦距和偏转的能力。我们通过数值模拟表明，施加具有相同强度的源可以改变焦点和束腰，而不相等的强度在纳米棒阵列中产生不对称的场分布，诱导离轴光束偏转。
2009-10-21 physics.optics
Terahertz Spectrometer of Wavelength Dimensions Based on Extraordinary Transmission
亚波长开槽平行板波导在略低于横向电截止的频率下表现出与狭缝相结合的局域电磁谐振[R。Merlin，Phys.Rev.X2，031015（2012）]。共振是长寿命的，并且与单个亚波长孔径所示的极小透射相反，它为完美导电板提供了完美的透射。我们表明，孔径支持的共振的一对开槽铜板有很长的寿命在太赫兹频率。有限元方法计算表明，这些束缚共振可以具有大于100的品质因数。板的长度和不完美的平行排列的影响进行了讨论。使用太赫兹时域光谱，我们测量了几个板分离的测试结构的宽带脉冲的传输。这些结果表明，开槽波导可以用作高度紧凑的太赫兹光谱仪。
2016-11-21 physics.optics
Enhanced Transmission and Second Harmonic Generation from Subwavelength Slits on Metal Substrates
我们从理论上研究了二次谐波产生，起源于非线性，磁洛伦兹力长期从单一和多个孔刻在厚，不透明的金属基板。金属基板上的孔的线性传输特性先前已经在光的非凡传输的背景下进行了研究。传输过程由许多物理机制驱动，其特性和相对重要性取决于金属基底的厚度、狭缝尺寸和狭缝间隔。在这项工作中，我们表明，腔效应和表面等离子体激元产生的组合产生增强的二次谐波产生的制度的非凡的透射率的泵浦场。我们研究了前向和后向二次谐波产生转换效率作为几何参数的函数，以及它们如何与泵浦传输效率相关。共振现象在所产生的二次谐波信号中是明显的，因为转换效率取决于入射泵浦脉冲的持续时间，并且因此取决于其带宽。我们的研究结果表明，紧限制模式的激发以及增强的传输和非线性过程的组合可以导致几个潜在的新的应用，如光刻，扫描显微镜，和高密度光学数据存储设备。
2008-03-12 physics.acc-ph physics.optics
Polarization-Insensitive Integration of Nanoparticle-on-a-Slit Cavities with Dielectric Waveguides for On-chip Surface Enhanced Raman Spectroscopy
本研究提出并实验验证了NPoS等离子体腔与硅基氮化硅狭缝波导的偏振不敏感集成方案，可通过TE和TM基模驱动腔，结合金纳米球确定性定位实现片上BPT分子表面增强拉曼光谱检测，为片上等离子体腔集成应用提供支撑。
2024-10-21 physics.optics
Effect of Graphene on the Absorption and Extraordinary Transmission of Light in One Dimensional Metallic Gratings
已知周期性金属结构支持共振异常传输（EOT）。当被石墨烯覆盖时，这些结构可以用来有效地操纵光。在这项工作中，我们提出了一个分析电路模型的石墨烯覆盖的一维金属光栅。利用电路理论，我们证明了由连续石墨烯片覆盖的一维周期性切穿狭缝阵列具有可调的EOT共振，其振幅与其光谱位置不同，可以通过改变石墨烯的费米能级来动态调谐。以这种方式，它示出，在石墨烯覆盖的金属光栅的底部放置一个完美的反射器的结果在石墨烯基吸收器的实现。利用电路理论，说明了该结构中的完全吸收不仅限于TM偏振，而且通过适当调节石墨烯的费米能级，TE偏振平面波也可以被完全吸收。因此，提出了增强吸收的标准。这一工作的结果可能为设计基于石墨烯覆盖的金属光栅的新型器件，如滤波器，调制器和高效吸收器提供有用的工具。
2016-12-23 physics.optics
Extraordinary fluorescence enhancement in metal-dielectric core-shell nanoparticles
与金属增强荧光的范例相反，非常厚的介电涂层可以非常有利于在实际条件下实现位于Au@介电球形核-壳颗粒的壳的表面上或内部的发射体的平均荧光增强因子$\bar F\gtrsim 3000$的极值，甚至对于具有100%固有量子产率的发射体。厚的电介质涂层有利于高质量的横向电（TE）多极（$\ell=7$）谐振，这是所报告的$\bar F$的异常值的主要原因。
2021-03-31 physics.chem-ph physics.optics
Optical Control of Young's Type Double-slit Interferometer for Laser-induced Electron Emission from a Nano-tip
真空中电子的干涉实验可以阐明基础物理学的量子和纳米尺度性质。干涉实验需要两个相干波，这可以通过使用双缝分裂单个相干波来产生。如果狭缝边缘间距大于狭缝处的相干宽度，则不会出现干涉。在这里，我们采用的变化，在表面势垒的顶部的钨纳米尖作为狭缝，并实现了光学控制的双缝，其中的分离和打开和关闭的两个狭缝可以分别通过调节超短激光脉冲的强度和偏振控制。使用这种技术，我们已经证明了两个电子波之间的干扰发射的尖端顶点，干扰从来没有观察到这种技术之前，因为大的狭缝边缘分离。我们的研究结果铺平了道路简单的时间分辨电子全息，例如分子吸附物采用纳米尖端和屏幕。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fisher-Information Design of Ridge-Loaded Subwavelength Slits
Faculty of Sciences, Universidad Autónoma del Estado de México（墨西哥自治大学理学院）；School of Engineering and Sciences, Tecnológico de Monterrey（蒙特雷理工学院）
该研究提出信息论框架，结合简化法布里-珀罗模型，用费希尔信息量化亚波长狭缝共振参数推断可靠性，扩展到多种噪声场景，为亚波长谐振器逆设计提供新途径。
2026-08-11 physics.optics
Sensitivity of resonance frequency in the detection of thin layer using nano-slit structures
推导了纳米狭缝结构用于薄层探测时的共振频率及其灵敏度的计算公式。对于沉积在纳米结构上的厚度为$H$的薄层，我们定量地表明，对于具有狭缝孔径尺寸$δ$的单个和周期性狭缝结构，谐振频率的灵敏度随着$H$的增加而降低。具体地，如果$H >δ$，则灵敏度为$O(δ/H)$阶，否则为$O(1+\ln H/δ)$阶。在介质薄膜与周围介质的界面上存在倏逝波模。从数学推导中可以看出，谐振频率的灵敏度很大程度上取决于微小狭缝上的倏逝波模式的影响。
2020-05-05 physics.class-ph physics.optics
Enhanced transmission versus localization of a light pulse by a subwavelength metal slit
金属薄膜中的亚波长狭缝共振增强传输和光波准直的存在[例如，见T.W. Ebbesen等人，Nature（London）391，667（1998）和H.J.Lezec等人，Science，297，820（2002）]引出了一个基本问题：一个光脉冲能被一个亚波长狭缝增强并同时在空间和时间中定位吗？为了解决这个问题，超短（飞秒）波包衍射的亚波长（纳米尺寸）狭缝的能量通量的空间分布进行了分析，通过使用传统的方法的基础上的Neerhoff和Mur的麦克斯韦方程组的解决方案。结果表明，光脉冲可以在近场衍射区被增强几个数量级，同时在nm和fs尺度上被局域化。在纳米光子学的可能应用进行了讨论。
2004-08-03 physics.optics
Enhanced transmission versus localization of a light pulse by a subwavelength metal slit: Can the pulse have both characteristics?
金属薄膜中的亚波长狭缝共振增强传输和光波准直的存在[例如，见T.W. Ebbesen等人，Nature（London）391，667（1998）和H.J.Lezec等人，Science，297，820（2002）]引出了一个基本问题：一个光能被一个亚波长的狭缝增强并同时在空间和时间中定域吗？为了解决这个问题，超短（飞秒）波包衍射的亚波长（纳米尺寸）狭缝的能量通量的空间分布进行了分析，通过使用传统的方法的基础上的Neerhoff和Mur的麦克斯韦方程组的解决方案。结果表明，光可以增强的数量级，同时在近场衍射区的nm和fs尺度的本地化。在纳米光子学的可能应用进行了讨论。
2004-02-04 physics.optics
The role of electromagnetic trapped modes in extraordinary transmission in nanostructured materials
我们断言，纳米结构材料中的异常光透射（反射）的物理基础可以从基于量子力学中发展的正式散射理论的相当普遍的原理来理解。无源（色散和吸收）线性介质中的麦克斯韦方程组被写成薛定谔方程的形式，其中应用了量子力学共振散射理论（李普曼-施温格形式）。它表明，长寿命的准稳态本征态的有效哈密顿麦克斯韦理论的存在自然解释了在各种纳米结构材料中观察到的非凡的传输特性。这样的状态对应于被捕获在散射结构中的准稳态电磁模式。我们的一般方法也说明了一个例子的TE-偏振光通过金属介质光栅结构的零级传输。这里，依赖于时间的麦克斯韦方程组的直接网格解证明了共振（或捕获模式）对于非常光传输的重要性。
2004-12-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Optical Curtain Effect: Extraordinary Optical Transmission Enhanced by Antireflection
在本文中，我们采用了一种抗反射涂层，其中包括倒π形金属凹槽来操纵的TM偏振平面波通过周期性的纳米狭缝阵列传输的行为。在垂直入射时，该方案不仅能保持输出区的光幕效应，而且能产生光通过纳米缝的非寻常透射，总透射效率高达90%。此外，我们表明，在输出区域的空间不变的场分布，以及周围的倒π形凹槽的谐振模式的场分布可以完美地再现时，系统是由一个点源阵列下的倒π形凹槽激发。在此基础上，我们分别研究了倒π形槽的中心槽和侧角对抑制光的反射的影响。基于我们的工作，它在提高发光二极管的提取效率以及控制发光模式方面显示出很好的应用潜力。
2012-10-13 physics.optics
Extraordinary nonlinear plasmonics in graphene nanoislands
非线性光学过程依赖于光子与物质耦合所产生的固有的弱相互作用。不幸的是，传统材料的小响应严重阻碍了非线性光学的许多应用。金属纳米结构部分缓解了这种情况，因为与其局部等离子体相关的大的光增强放大了其非线性响应以记录高水平。石墨烯拥有长寿命的、电可调的等离子体激元，这些等离子体激元也与光发生强烈的相互作用。在这里，我们表明，石墨烯纳米岛的非线性极化率可以电调谐到超过几个数量级的类似大小的金属纳米粒子。对于由数百个掺杂有中等载流子密度的碳原子组成的岛，这种非凡的行为延伸到可见光和近红外线。我们对纳米石墨烯等离子体增强光学响应的量子力学模拟表明，这种材料是开发电可调非线性光学纳米器件的理想平台。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Charge oscillation-induced light transmission through subwavelength slits and holes
我们给出了欺骗表面等离子体激元（SSP）与腔共振相结合的具体图像，以阐明通过具有亚波长缝隙或孔的金属薄膜的异常光传输的基本机制。这幅图可以表明金属纳米结构光学器件的一般机制：当光入射在非平面导电表面上时，自由电子不能响应于入射电场均匀地移动，即，它们的运动在粗糙部分处会受到阻碍，从而形成不均匀的电荷分布。振荡电荷/偶极子然后发射光子（类似于振荡电子对x射线的汤姆逊散射），并且光子之间的干涉可能引起异常透射、反射或散射。
2009-03-20 physics.optics physics.pop-ph
Extraordinary optical transmission and vortex excitation by periodic arrays of Fresnel zone plates
介绍了一种二维散射结构的光学透射特性和聚焦特性。该结构由沿两个正交方向周期性排列的菲涅耳波带片构成。每个板由两个环形波导组成，支持与圆偏振入射平面波的对称性相匹配的模式。短的横向和长的纵向焦点直径在焦平面处获得高的场集中。光学涡旋激发在近轴区域的传输场也观察和分析的交叉偏振耦合。所呈现的结构可能在纳米颗粒的可视化、捕获和精确操作中出现。
2013-08-28 physics.optics
Far-Field Tunable Nano-focusing Based on Metallic Slits Surrounded with Nonlinear-Variant Widths and Linear-Variant Depths of Circular Dielectric Grating
在本论文中，我们利用圆光栅的线性变化深度和非线性变化宽度，设计了一种新的可调谐纳米聚焦透镜，以应用于远场的实际应用。亚波长金属结构发射的柱面等离子体激元的相长干涉可以形成亚衍射极限聚焦，通过对圆光栅的槽深和槽宽进行跟踪配置，可以调节该结构的焦距。数值计算结果表明，该透镜的聚焦点位移范围远大于其他等离子体透镜，并且表面等离子体耦合圆光栅的非线性变宽和线性变深可以调制出射光的相对相位。仿真结果表明，不同的发射光相对相位导致不同的焦距。首次发现了圆光栅深度线性变化和宽度非线性变化时的一个独特现象，即凹槽深度和宽度的正变化和负变化会导致相对相位和焦距的变化趋势不同。这些结果为等离子体透镜在高密度光存储、纳米光刻、超分辨率光学显微成像、光阱和传感中的应用铺平了道路。
2013-01-11 physics.optics
Double Resonance Nanolaser based on Coupled Slit-hole Resonator Structures
本文研究了一种基于狭缝孔谐振器的金属磁腔。在980 nm和1550 nm波长处预先设计了具有大空间重叠的腔的两个正交混合磁共振模式。腔体内设置有作为增益介质的Yb-Er共掺材料，这使得谐振腔具有高的光学活性。数值计算结果表明，在980 nm泵浦下，腔阵列可以获得1550 nm的强激光输出。这种双共振纳米激光器阵列在未来的光学器件和量子信息技术中具有潜在的应用前景。
2010-03-03 physics.class-ph physics.optics
Single atom enables extraordinary light transmission through zero-mode waveguide
该研究建立了含单原子的零模波导光传输理论，证明通过调控激发场与原子共振的失谐，可显著增强或抑制光透射，为量子光学探测和纳米光学器件开发提供新机制。
2025-08-29 physics.optics quant-ph
Theory of surface plasmon generation at nanoslit apertures
在这封信中，我们研究了金属屏中单个亚波长狭缝对光的光的散射。在以前的理论工作相比，我们提供了一个微观描述的散射过程，强调在狭缝孔径的表面等离子体激元的产生。支持分析的是一个严格的形式主义的基础上的正常模式分解技术和半解析模型，它提供了精确的公式的等离子体激元生成强度。生成被证明是相当有效的金属与低电导率，如黄金在可见光范围内。通过与最近的实验数据[H. F. Schouten等人，物理修订版信函94，053901（2005）]。
2005-12-22 physics.optics
Intertwined Fano resonances in sub-wavelength metallic gratings: omnidirectional and wideband optical transmission
针对金属光栅红外滤光片带宽受限问题，提出金属凹槽-狭缝-凹槽（GSG）结构，利用凹槽与狭缝相互作用产生的法诺型共振实现大带宽、角度无关的超常规光传输，二维阵列在入射角达50°时仍有偏振不敏感的80%传输窗口，为红外滤波提供新方案。
2024-11-28 physics.optics
Controlling Surface-plasmon-polariton Launching with Hot Spot Cylindrical Waves in a Metallic Slit Structure
用于产生表面等离子体激元极化（SPP）的等离子体纳米结构总是涉及电荷可以积累的尖角。这可能导致在金属角处产生强的局部电磁场，形成热点。本文从理论和实验两方面研究了金属狭缝结构中热斑对SPPs传播的影响。研究发现，从热点辐射的电磁场，称为热点柱面波（HSCW），可以大大操纵SPP在狭缝结构中的发射。通过半解析模型，阐明了利用HSCW操纵SPP发射的物理机制。利用该超高速连续波，在一个超小型金属阶梯狭缝结构中实现了单向SPP发射。HSCW将局域表面等离子体激元和传播表面等离子体激元连接在一个集成平台上，为等离子体激元器件和电路的设计开辟了一条新的途径。
2015-11-29 physics.optics
Direct measurements of the extraordinary optical momentum and transverse spin-dependent force using a nano-cantilever
自从开普勒观测到彗星的尾巴是远离太阳的，辐射压力刺激了电磁学，量子物理学和相对论的显着发现[1，2]。这种现象在各种系统中起着至关重要的作用，从原子[3-5]到天文[6]尺度。光的压力与光子的动量有关，通常假设光动量和辐射压力都与光的传播自然对齐，即，它的波矢量在这里，我们报告了一个非常的光学动量和力的直接观察垂直于波矢量，并成比例的光学自旋（即，圆偏振度）。这种光学力最近被预测为倏逝波[7]和其他结构场[8]。它可以与坡印廷矢量中神秘的“自旋动量”部分联系在一起，这是贝林凡特在75年前的场论中引入的[9-11]。我们测量这种不寻常的横向动量使用纳米悬臂能够毫微微牛顿分辨率，这是沉浸在全内反射玻璃表面上方的倏逝光场。此外，我们测量的横向力表现出另一个偏振依赖的贡献所确定的复坡印廷矢量的虚部。通过揭示结构场中的新型光学力，我们的实验结果重新审视了光的基本动量性质，并为光学力学带来了新的转折。
2016-08-12 physics.optics quant-ph
Plasmonic-photonic crystal coupled nanolaser
我们提出并演示了一种混合光子等离子体纳米激光器，它结合了介电光子晶体腔的光收集功能与光学纳米天线的非凡限制特性。为此，我们开发了一种基于多步电子束光刻的新型制造方法。我们表明，它使混合结构的鲁棒性和可重复性的生产，使用完全自上而下的方法来准确地定位天线。光子和等离子体模式的相干耦合被强调，并开辟了广泛的新的混合纳米光子器件。
2014-05-18 physics.optics
Coupling between subwavelength nano-slits lattice modes and metal-insulator-graphene cavity modes: A semi-analytical model
本文针对沉积在绝缘体/石墨烯层上的一维周期性亚波长狭缝阵列混合系统，提出一种基于弱耦合与强耦合相互作用的半解析模型，用以高效解释和获取其完整光谱响应。
2019-02-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single-step fabrication of high performance extraordinary transmission plasmonic metasurfaces employing ultrafast lasers
等离子体超颖表面基于特殊的光学透射效应（EOT），可以有效地透射从可见光到远红外的特定光谱波段，在紧凑型多光谱成像、生物和化学传感、彩色显示等重要技术领域有着广泛的应用。然而，由于它们的亚波长性质，EOT超颖表面现在用纳米和微米光刻技术制造，需要许多处理步骤并且在昂贵的洁净室环境中进行。在这项工作中，我们提出并实验证明了一种新的，单步工艺的快速制造高性能的中，长波红外EOT超颖表面采用超快直接激光写入（DLW）。微孔阵列组成的非凡的传输超颖表面的面积为4平方毫米的时间尺度的单位分钟，采用单脉冲烧蚀的40纳米厚的金膜上的电介质基板上安装在一个高精度的电动阶段。我们展示了如何通过仔细表征只有三个关键的实验参数对加工的微观形貌（即激光脉冲能量，扫描速度和光束整形狭缝）的影响，我们可以有按需控制的光学特性的非凡的传输效应的传输波长，品质因数和偏振灵敏度的共振。为了说明这一概念，一组EOT超颖表面具有不同的性能和操作在不同的光谱制度已经成功地设计，制造和测试。透射率测量和数值模拟之间的比较表明，所有制造的设备表现出预期的，从而证明了所提出的制造方法的高性能，灵活性和可靠性。
2022-01-25 physics.app-ph physics.optics
Hybridized Plasmons in 2D Nanoslits: From Graphene to Anisotropic 2D Materials
复杂纳米结构中的等离子体激元耦合和杂交构成了在纳米尺度上控制光的肥沃操场。在这里，我们提出了一个半解析模型来描述沿二维纳米狭缝引导的混合等离子体激元模式的出现。特别是，我们发现两个新的耦合等离子体共振所产生的对称和反对称杂交的边缘等离子体的组成半片。这些引起的反键和键合模式，躺在上面和下面的裸边等离子体激元的能量。我们的处理是特别通用的，能够考虑任意宽度的狭缝，并且无论2D导电材料如何（例如，掺杂的石墨烯、2D过渡金属二硫属化物或磷烯）。我们推导了二维纳米狭缝的混合模式的色散关系以及相应的感应电势和电场分布。我们还讨论了一个2D狭缝的等离子体光谱与一个从它的互补结构，即一个带。最后，考虑了由各向异性2D材料制成的纳米狭缝的情况。针对黑磷（这是高度各向异性），我们研究了其沿两个主晶轴的等离子体光谱的特点。我们的研究结果为复杂的2D纳米结构中等离子体激元的相互作用提供了见解，从而扩展了2D材料中等离子体激元共振的当前工具包，并为未来基于原子薄等离子体激元的紧凑型设备的出现铺平了道路。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Extraordinary Magnetooptics in Plasmonic Crystals
等离子体已经吸引了相当大的兴趣，因为它允许在纳米尺度上的光的本地化。等离子体功能材料的制备是集成纳米光子学的一个突破。这类系统可能表现出丰富多样的新现象，也具有巨大的应用潜力。特别地，磁光材料是有吸引力的，因为它们可以经由外部磁场提供对激光和表面等离子体的超快控制。在这里，我们展示了一种新的磁光材料：一维等离子体激元晶体形成的周期性穿孔的贵金属膜上的铁磁介质膜。它提供了巨大的法拉第和克尔效应，通过观察Ebbesen的非凡透射峰附近的横向克尔效应增强了三个数量级来证明。表面等离子体激元在这种增强中起着决定性的作用，因为克尔效应敏感地依赖于它们的性质。等离子体晶体可以在传输中操作，使得其可以在用于电信、等离子体电路、磁场感测和全光磁数据存储的设备中实现。
2010-11-10 cond-mat.other physics.optics
Enhanced Transmission and Reflection of Femtosecond Pulses by a Single Slit
研究表明，飞秒脉冲在厚金属膜中的透射和反射增强的物理机制是狭缝内稳态、准稳态和非稳态波的类Fabry-Perot共振激发，导致狭缝内和狭缝周围的场增强.该机制对于任何脉冲散射系统都是通用的，它支持稳态共振。我们指出，有一个脉冲持续时间的限制，低于该狭缝不支持的intraslit共振。
2006-10-03 physics.class-ph physics.optics
Color Tuning by Spontaneous Propagation of Gap Surface Plasmons in Epsilon Near Zero Nano-Cavity
本文介绍了等离子体金属-绝缘体光学纳米腔的数值计算和实验结果。该体系由银作为金属，聚乙烯吡咯烷酮或铟锡氧化物或氧化锌作为绝缘体组成。所提出的纳米腔表现出非凡的效果，如颜色的入射角/视角的函数变化，增强的实验实部和虚部的伪介电常数，一个非凡的传输50 $\%$和零反射的两个偏振在谐振波长。这些结果导致表面等离子体激元的形成和传播以及它们在间隙表面等离子体激元中的杂化。这些效应的同时发生允许通过利用非常窄的$Δ$和$Ψ$椭圆偏振仪参数来研究古斯-汉兴位移。由于它们的光学性质，所提出的纳米腔可以应用于几个领域，如可调谐滤色器，光学，光子学和传感。
2020-02-17 physics.app-ph physics.optics
Analysis of a metallic nano-rod polarizer using finite-difference-time-domain method
采用时域有限差分法分析了金属纳米棒的极化行为。当纳米棒之间的平均间距小于半波长时，该层反射平行于纳米棒偏振的光，如在纳米狭缝中。然而，当间距大于半波长时，金属表面吸收垂直于杆偏振的光，导致偏振反转。多层纳米棒可以制成具有高消光比和良好透射率的偏振器。
2009-07-13 physics.optics
Extraordinary wavelength reduction in terahertz graphene-cladded photonic crystal slabs
光子晶体板由于其结构周期性而具有光限域、色散工程、非线性增强等特殊功能，在纳米光子学领域有着广泛的应用。亚微米器件尺寸和模体积对于硅基光子晶体板是常规的，然而在光谱上它们限于在近红外中操作。在这里，我们表明，两个单层石墨烯片允许硅光子晶体板与亚微米周期性操作在太赫兹制度，具有极端的100倍波长减少和出色的面外限制。石墨烯包覆的光子晶体板表现出与理想的二维光子晶体的能带结构非常相似的能带结构，即使当板厚度接近零时也具有宽的二维光子带隙。整个光子能带结构不仅与石墨烯费米能级成比例，而且更重要的是，随着板厚度的减小而缩放到较低的频率。就像理想的二维光子晶体一样，石墨烯包覆的光子晶体板沿着线缺陷限制光，形成传播长度为数十个晶格常数的波导。所提出的结构开辟了可能性，大大减少太赫兹光子系统的大小的数量级。
2015-09-01 physics.optics
Young's Double-Slit, Invisible Objects and the Role of Noise in an Optical Epsilon-near-Zero Experiment
ε-近零（ENZ）介质在实验和应用上揭示了无限波长但非零频率极限下的电动力学特性。理论表明，波浪与障碍物和扰动的相互作用在这一领域发生了显着变化。为了研究这些效应的光学特性，我们制作了一个纳米结构的2D光学ENZ多层波导，通过纳米级波发射配置用波长调谐的激光探测。在这个实验框架中，我们直接光学测量波的传播和衍射在一个现实的系统与水平和规模的缺陷，这是典型的纳米光学。当我们扫描波长从1.0 $μ$ m到1.7 $μ$ m时，我们接近ENZ区，并观察到微尺度杨氏双缝的干涉图样急剧发散。通过评估多个衍射级，我们实验确定的有效折射率$n_{eff}$和它的零交叉作为一个内在的测量参考，这是与理论预测一致。我们进一步验证了双缝和专门放置的散射物体逐渐变得不可见时，接近ENZ制度。我们还观察到，光-物质相互作用加强对ENZ和量化如何斑点噪声，由微小的随机缺陷，越来越多地占主导地位的光学响应和蓝移的截止频率。
2017-10-03 physics.app-ph physics.optics
Nanoscale Control over Optical Dislocations
高阶光学涡旋具有固有的不稳定性，因为它们在扰动下倾向于分裂成一系列具有单位电荷的涡旋。对扰动的控制开辟了一个新的自由度来控制和调整它们在2D空间中的位置，这对捕获，光物质相互作用和超分辨率成像有直接的影响。在这里，我们提出了一个连续的纳米尺度调谐的空间位置的金属-空气界面上的等离子体激元涡流通过改变耦合到表面等离子体激元通过螺旋狭缝的光的偏振态。我们证明了这样的控制在纳米级的分辨率使用相位分辨近场显微镜。
2017-06-02 physics.optics
Voltage-controlled extraordinary optical transmission in the visible regime
研究提出在可见光波段利用嵌入纳米孔的量子发射体诱导Fano共振，通过偏置电压实现异常光学透射的电学主动控制，使其成为集成光子电路中适用于生物传感等领域的紧凑元件。
2024-03-07 physics.app-ph physics.optics quant-ph
All-Optical Control of Ultrafast Plasmon Resonances in the Pulse-Driven Extraordinary Optical Transmission
本文提出通过调节超短光脉冲的光谱与时域特性全光控制 EOT 系统中的超快等离激元共振，并结合耦合谐振子模型、3D-FDTD 与小波分析实现 EOT 信号 3 倍增强。
2023-02-13 physics.app-ph physics.optics
