Tilted Dirac cones and asymmetric conical diffraction in photonic Lieb-kagome lattices
Lieb晶格和kagome晶格，这两个都是众所周知的狄拉克锥和平带，可以连续转换成彼此的剪切变换。在这个转变过程中，平带被破坏，但狄拉克锥保持不变，并变得倾斜，在不同的参数下出现I、II和III型。在这项工作中，我们首先使用紧束缚模型研究这些倾斜的狄拉克锥，揭示它们如何被设计成不同的类型。然后，我们证明锥形衍射的光子晶格实现的Lieb-kagome晶格使用分步光束传播模拟，获得的狄拉克锥在不同方向倾斜的存在的证据。最后，我们进行了实验与光子晶格激光写在熔融石英（SiO $_2$），以验证模拟的结果。这些研究推进了对Lieb-kagome晶格和倾斜狄拉克锥的理解，并为进一步研究这个有趣的可调晶格系统提供了基础。
2022-11-08 physics.optics
Broadband optical gain via interference in the free electron laser: principles and proposed realizations
提出了在两个耦合的自由电子激光（FEL）之间的光学色散界面区的实验简化方案，旨在获得比传统的FEL或由两个分离的FEL组成的传统光学速调管更宽的增益带宽。所提出的方案可以{ \it universally}提高增益的自由电子激光器，无论他们的设计时，在短脉冲制度。
2001-05-15 physics.optics
Realization of all-optical higher-order spatial differentiators based on cascaded operations
在传统的电子计算系统中，级联运算在实现高级策略中扮演着重要的角色。在这里，我们将级联运算的思想引入全光空间模拟计算。一阶运算功能单一，难以满足图像识别实际应用的要求。通过级联两个一阶微分运算单元，实现了全光二阶空间微分器，并实现了幅度和相位目标的图像边缘检测。我们的方案提供了一个可能的途径，走向紧凑的多功能微分器和先进的光学模拟计算网络的发展。
2022-08-10 physics.optics
Experimental realization of a broadband illusion optics device
我们实验证明了第一个超材料的“错觉光学”设备-一个“看不见的网关”，通过使用传输线介质。该器械包含一个开放通道，可以阻挡特定频率范围内的电磁波。我们还证明，这样的设备可以在很宽的频率范围内工作。
2010-05-19 physics.optics
Possible Realization of Optical Quadratic and Dirac Points in Woodpile Photonic Crystals
费米子相对论物理的模拟，例如，狄拉克和外尔物理学，导致了光子学中许多前所未有的现象的发现，其中的光频实现，然而，仍然是具有挑战性的。在这里，令人惊讶的是，我们发现，通常用于光频应用的木材堆光子晶体主机异国情调的费米子类相对论简并：一个狄拉克节线和四重二次点，作为保护的非对称晶体对称性。木材堆光子晶体的变形导致出现的第二类狄拉克点从四重二次点。这种第二类狄拉克点可以通过它的反常折射特性来检测，这种反常折射特性表现为平板装置中的巨双折射。我们的研究结果为全介质光子晶体中的三维光学狄拉克物理提供了一条很有前途的途径。
2021-10-09 physics.optics
Transformation devices with optical nihility media and reduced realizations
本文从光学虚无介质出发，利用变换光学方法在二维空间设计了几种有趣的器件，如分波器、凹透镜、场旋转器、聚光器和隐身衣。ONM的极端各向异性特性阻碍了这些器件的制造，这可以通过在离散频率处具有法布里-珀罗共振（FP）的简化材料来有效地实现。此外，我们提出了一个简化版本的简化材料与FP构建一个集中器和旋转器，这是可行的实验制作。总散射截面的模拟证实了它们的功能。
2018-10-15 physics.optics
Experimental realization of transverse mode conversion using optically induced transient long-period gratings
本文介绍了利用光致长周期光栅实现光纤横模转换的实验。瞬态光栅由飞秒激光脉冲产生，利用克尔效应将多模干涉产生的强度图案转换为空间折射率调制。由于这些调制仅在泵浦光存在时才存在，因此它们可用于横模的光开关。由于一次只写入光栅的局部部分，并且探测光束与泵浦光束共同传播，所需的脉冲能量可以降低到120nJ，这比以前的准连续波实验低约600倍。伴随的数值模拟可以更好地理解所涉及的影响，并显示出良好的协议的实验结果。
2014-09-05 physics.optics
Characterisation of nanostructured GaSb : Comparison between large-area optical and local direct microscopic techniques
低能量离子束溅射的GaSb的结果在自组织的纳米结构，具有结构化的大表面积的潜力。表征这种纳米结构的光学方法进行了研究，并比较直接（本地）显微镜的方法。样品由密集堆积的GaSb锥体体GaSb，约30，50和300 nm的高度，通过溅射法制备。的光学性质进行了研究，通过光谱椭圆偏振法，在0.6-6.5 eV的范围内，和与穆勒矩阵椭圆偏振法在可见光范围内，1.46-2.88 eV。的光学测量进行比较，通过扫描电子显微镜（SEM），高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM），和原子力显微镜（AFM）获得的直接形貌测量。当通过梯度各向异性有效介质模型将短锥（<55 nm）的实验光学响应相对于拓扑表面信息进行反演时，两类方法之间实现了良好的一致性。测量的主要拓扑参数是平均锥高，但也获得了典型的锥形状和密度（体积分数）的估计。梯度各向异性有效介质模型将圆锥体视为半径不增加的同心圆柱体（圆盘）的堆叠。光学方法被证明是一个有价值的表征工具，纳米结构的表面，特别是当大的覆盖面积是可取的。由于光学技术的快速和非破坏性的特性，它们可以容易地适应于原位配置。
2008-05-08 physics.optics
Reference-Free Single-Point Holographic Imaging and Realization of an Optical Bidirectional Transducer
光子学中的一个基本限制是缺乏可以将光学信息转换为电子信号或反之亦然的双向换能器。在声学或微波频率下，波信号可以通过单个换能器同时测量和调制。然而，在光学中，光场通常使用基于硅树脂的图像传感器经由基于参考的干涉测量法或全息术来测量，而它们使用空间光调制器来调制。在这里，我们提出了一种使用空间光调制器的光学双向换能器的方案。利用光散射的时间反演对称性原理，实现了光场的二维无参考测量和调制。我们实验证明了光学双向传感器的光学信息组成的128 × 128空间模式在可见光和短波红外波长。
2019-08-27 physics.optics
Realization of joint weak measurement in classical optics using optical beam shifts
本文利用经典光学中的偏振相关光束位移平台，实验实现了量子联合弱测量，成功提取了复联合弱值，为量子测量研究提供了新途径。
2024-12-18 physics.optics
Realization of Woodpile Structure Using Optical Interference Holography
我们报道了利用（4+1）光束光干涉全息技术在光刻胶中制作木堆结构。该配置由4个线偏振的侧光束对称地布置在圆偏振的中心光束周围，所有光束来自相同的半空间，使其易于实验。制作的木堆结构与模型模拟吻合良好。利用光刻胶的变形，还得到了具有菱形对称性的木材堆。在可见光范围内的方向性带隙也观察到的样品与和没有正确的堆叠的木堆结构。
2006-07-15 physics.optics
Realization of Non-diffracting and Self-healing Optical Skyrmions
该研究通过两个正交 Bessel 模式叠加与模式匹配，理论构建并提出实验实现传播中偏振结构不变、具有无衍射和自愈特性的光学斯格明子。
2024-02-29 physics.optics
All-optical Realization of Quantum Ratchets
提出了一种在耦合波导阵列介质中实现全光量子棘轮的理论方法。通过将光耦合到两个相邻的波导中，并计算位置空间算符的期望值，我们证明了该光学系统的量子棘轮行为。
2011-03-16 physics.optics quant-ph
Realization of white light cavity for ulra-short optical signal storage and Processing
我们证明了啁啾布拉格光栅可以通过在光栅轴的不同位置反射不同的波长来补偿色散。在本文中，我们利用这样的色散补偿属性，以创建一个白光腔（WLC）的效果，取消由于传播的光频率调谐的往返相移。一对LCBG用于制作腔。为了满足WLC条件，LCBG的色散分布是通过调整参数，如啁啾率，调制深度和光栅区域的长度定制。数值模拟结果表明，WLC的带宽约为10GHz。
2014-02-18 physics.optics
Realization of an all-dielectric zero-index optical metamaterial
超材料为操纵物质的光学性质提供了前所未有的灵活性，包括获得负折射率，超高折射率和手性光学性质的能力。近年来，具有近零折射率的超材料引起了人们的广泛关注。这种材料内部的光不经历空间相变和极大的相速度，这些特性可用于实现定向发射、隧道波导、大面积单模器件和电磁斗篷。然而，在光频率以前证明零或负折射率超材料需要使用金属夹杂物，导致大的欧姆损耗，严重阻碍设备的应用。在这里，我们实验证明了一个阻抗匹配的零指数超材料在光频率的基础上纯电介质成分。由堆叠的硅棒单元电池形成，超材料具有几乎各向同性的低折射率响应，导致从放置在材料内的量子点的透射和定向发射的角度选择性。
2013-07-18 physics.optics
Realization of a semiconductor-based cavity soliton laser
报道了一种利用垂直腔面发射半导体增益结构与选频元件耦合的腔孤子激光器。通过注入外光束实现了对代表小型微激光器的双孤子发射态的全光控制。该控制方案是相位不敏感的，因此预计将是鲁棒的全光处理应用。这些结构的运动性也得到了证实。
2007-09-17 physics.optics
Experimental Realization of Deep Subwavelength Confinement in Dielectric Optical Resonators
具有强电场增强的高度局部化光的能力对于实现更高效率的太阳能电池、光源和调制器至关重要。虽然深亚波长模式可以用等离子体共振器实现，但这些金属结构中的大损耗排除了大多数实际应用。我们开发了一种替代方法来实现亚波长限制，不伴随着抑制性损失。我们实验证明了一种介电蝴蝶结光子晶体结构，该结构支持与等离子体元件相称的模体积和揭示超低损耗的品质因数。我们的方法打开了大门，同时超低模体积和超高品质因数，一直在光学谐振器中难以捉摸的极强的光-物质相互作用制度。
2017-07-15 physics.optics
Optical realization of the dissipative quantum oscillator
本文从理论上提出了一种基于慢动镜光学谐振腔中横向光动力学的阻尼量子振荡器的光学实现。光学谐振腔设置提供了耗散量子振荡器的时间相关的Caldirola-Kanai哈密顿量的简单实现，并且使得能够可视化经典（射线光学）极限中的阻尼振荡和量子（波动光学）制度中的波包崩溃的影响。
2016-03-04 physics.optics quant-ph
Hardware Realization of Nonlinear Activation Functions for NN-based Optical Equalizers
Aston University（阿斯顿大学）；Infinera（英飞朗公司）
为降低基于神经网络的光学信道均衡器硬件实现复杂度，本文证明使用近似激活函数的biLSTM均衡器性能接近原始模型。
2023-05-16 cs.LG physics.optics
Experimental realization of an optical antenna for collecting 99% of photons from a quantum emitter
我们提出了一种光学天线的制造和表征，该天线将量子发射器的偶极辐射转换为具有99%效率的定向光束。除了其影响的纳米级发射器的有效检测，这种天线有利于一个确定性的单光子源与应用在量子信息处理，计量和子散粒噪声检测的吸收。我们讨论了目前使用的量子发射器实现这样的设备的物理限制。
2014-06-03 physics.optics quant-ph
The non-birefringent limit of all linear, skewonless media and its unique light-cone structure
根据Schuller等人最近的工作，获得所有无斜交、非双折射、线性介质的几何表示。导出的本构关系是基于一个“核心”，编码的光学度量为一个常数。所有进一步的修正由两个（反）自对偶双向量和一个“轴子”提供。如果光学度规具有签名（3，1），即如果菲涅耳方程是双曲的，则发现双向量为零。我们提出了应用这一结果的背景下，变换光学和premetric电动力学。
2011-02-08 gr-qc physics.optics
Fiber-optic realization of anisotropic depolarizing quantum channels
我们采用电驱动的偏振控制器来实现单光子偏振态的各向异性去偏振量子信道。通道的特征在于通过辅助量子过程层析成像，使用自发参量下转换过程中产生的偏振纠缠光子。演示的去偏振方法提供了良好的可重复性，低成本，并与光纤设置兼容。它不会扰动单光子的模态结构，因此可以用来验证实验协议，管理退相干效应的基础上多光子干涉。
2010-07-21 physics.optics quant-ph
Realization of a wide steering end-fire facet optical phased array using silicon rich silicon nitride
设计，制造和表征的16单元光学相控阵列（OPA）使用高折射率（n = 3.1）的富硅氮化硅（SRN）的演示。我们提出了一维波束转向与端射面天线在一个宽的转向范围>115°在一个固定的波长为1525 nm。在波塞冬测得的光斑尺寸为0.11°，与理论一致。我们证明了SRN作为芯片级OPA应用的可行材料选择，由于其高热光系数，由于可忽略的双光子吸收（TPA），宽透明窗口，低传播损耗和CMOS兼容性而具有高的光功率处理能力。
2022-09-27 physics.app-ph physics.optics
Optical response of two-dimensional Dirac materials with a flat band
具有平坦能带的二维狄拉克材料具有许多不寻常的电子性质，但对这些材料的光学性质研究较少。以$α$ - $\mathcal{T}_3$晶格为原型系统，其中$0\le α\le 1$为可调参数，$α> 0$在两个Dirac锥的圆锥相交处产生一个平带，对平带Dirac材料系统的电导率进行了解析和数值研究.由于光学电导率的虚部对光学响应有重要影响，并且是开发$α$ - $\mathcal{T}_3$晶格基光学器件的重要考虑因素，我们导出了一个包含实部和虚部的完整电导率公式。仔细研究这个公式，我们发现了两个现象。首先，当$α$在一定范围内时，两种光学跃迁共存：一种是两个狄拉克锥之间的跃迁，另一种是从平带到锥之间的跃迁，产生多频横向电传播波。其次，对于$α=1$，准粒子变为赝自旋1，平锥跃迁可导致共振散射。这些结果为利用$α$ - $T_3$晶格在太赫兹频域的光学器件应用铺平了道路。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Laser Field Initiation of Higher Order Poles of S-Matrix-Optical Realization of Field Theoretic Models
本文讨论了利用共振电磁场将一个态的辐射衰变中的简单极点转化为高阶极点的可能性。这种高阶极点的产生过程可由激光场的强度控制。我们使用密度矩阵和Liouville空间，并提出了修改的洛伦兹线形状（Breit-Wigner公式），例如，涉及到洛伦兹的平方和导数的洛伦兹。
2023-01-12 hep-ph physics.optics
Experimental realization of three-color entanglement at optical fiber communication and atomic storage wavelengths
包括低损耗光纤传输和原子共振频率在内的多色纠缠态是未来量子信息网络的重要资源。介绍了在852 nm、1550 nm和1440 nm波长下连续变量三色纠缠产生的实验结果。纠缠产生系统由两个级联的非简并光学参量振荡器（NOPO）组成。两种NOPO中非线性晶体的灵活选择性和NOPO的可调谐特性为三束纠缠光束的频率选择提供了较大的自由度，因此该系统有望发展成为具有原子存储单元和长光纤传输线的量子信息网络的实用器件。
2012-12-20 physics.optics quant-ph
Spectral Singularities of a Complex Spherical Barrier Potential and Their Optical Realization
光谱奇点的数学概念允许物理解释为零宽度共振。它发现了一种光学实现，作为某种类型的激光效应，发生在阈值增益。我们探讨了一个复杂的球形势垒的光谱奇异性，并研究了它们的实现作为横向球形电磁波发射的增益介质与球形几何。特别地，对于一种典型的染料激光材料，我们得到了发生这种光谱奇异性的增益介质尺寸的下限。
2011-07-10 math-ph math.MP physics.optics
Realization of a time-scale with an accurate optical lattice clock
光学钟不仅是基础研究的有力工具，而且被认为是重新定义国际单位制基本单位秒的工具，因为它们现在在精度和稳定性方面超过铯原子钟的性能超过一个数量级。然而，到目前为止，这种转变的一个重要障碍是光学时钟的可靠性有限，这使得连续实现时标变得不切实际。在本文中，我们将演示如何解决这种情况，并建立一个基于光学时钟的时标，它优于基于最好的铯喷泉时钟。本文还进一步证明了锶晶格钟在$10^{-16}$精度水平上的国际一致性，这是秒定义改变的另一个前提。
2016-02-22 physics.atom-ph physics.optics
Photovoltaic-ferroelectric materials for the realization of all-optical devices
继电晶体如何彻底改变电子领域之后，实现光晶体管，其中光的流动被光学控制，应该打开长期寻求的光计算和新的数据处理可能性的时代。然而，这种功能需要光子相互影响，这在自由空间中是不自然的。在这里，它表明，铁电和光伏晶体门控光学在其带隙能量的发病可以作为一个光子晶体管。光致电荷的产生和分布过程改变了内部电场，因此影响了具有记忆效应和显著非线性的光传输。后者导致了光学计算的可能性，它不需要相干地操作。这些发现推动了高效的室温光晶体管、忆阻器、调制器和全光逻辑电路的发展。
2022-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Experimental realization of topologically-protected all-optical logic gates based on silicon photonic crystal slabs
针对拓扑保护光学逻辑器件多停留在理论层面的问题，实验制备了七种基于硅光子平台的拓扑保护全光逻辑门，验证其在无序扰动下的鲁棒性，为未来光信号处理与计算提供了新方案。
2023-05-17 physics.app-ph physics.optics
Realization of nonlinear optical nonreciprocity on a few-photon level based on atoms strongly coupled to an asymmetric cavity
光学非互易性在光子信息处理中对于路由光信号或防止噪声的反向流动是重要的。利用强耦合腔QED系统中与少数原子相关的强非线性和非对称腔结构，我们在实验上证明了两个反向传播的极低功率光场之间的非互易传输。由于系统的高光学非线性，这种非互易性甚至可以发生在少光子水平上。通过改变与腔强耦合的有效原子数，可以灵活地调节工作功率。这一思想和结果可应用于光纤基腔QED系统中的光二极管芯片。我们的工作为利用强耦合原子的非线性特性在少光子水平上实现光学非互易性开辟了新的前景。
2019-10-31 physics.optics quant-ph
Realization of exciton-mediated optical spin-orbit interaction in organic microcrystalline resonators
在光学微谐振器中控制光的自旋-轨道相互作用的能力对于未来的光子学具有根本的重要性。有机微晶由于其巨大的光学各向异性，在自旋光学和拓扑光子学中起着至关重要的作用。在这里，我们实现了可控的和波长相关的Rashba-Dresselhaus自旋轨道相互作用，归因于各向异性激子响应的光学微腔填充有机微晶。我们还研究了由横电模和横磁模分裂引起的自旋-轨道相互作用从占主导地位的光子型到Rashba-Dresselhaus型的自旋-轨道相互作用的转变。这两者的相互作用使我们能够设计有机微腔中光的自旋轨道相互作用，除了其基本利益之外，它还有望在自旋控制的芯片上集成纳米光子元件中应用，以开发非磁性和低成本的自旋光子器件。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Realization of a high power optical trapping setup free from thermal lensing effects
高功率激光束通过部分吸收材料的传输通过称为热透镜的热诱导效应来改变光传播。这可能导致束腰位置的变化并降低光束质量。在这里，我们的特点与不同的元素通常采用的冷原子实验的光学陷阱设置热透镜的效果。我们发现，唯一相关的热透镜是代表的$TeO_2$晶体的声光调制器利用调整激光功率的原子样品。然后，我们设计了一个简单的和完全被动的计划，使实现廉价的光学捕获装置基本上没有热透镜效应。
2019-04-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Optical Black-hole Analog Created by Topological Phase Transition with a Long-lived Horizon
霍金辐射是弯曲时空中量子场论的一种表现形式，它激发了对各种类似黑洞的理论和实验研究。然而，对霍金辐射的无可争议的确认仍然难以捉摸。一个挑战是难以实现具有长寿命视野的BH模拟结构。在这里，我们从理论上证明了一种新型的光学BH模拟的基础上光锥演化与拓扑相变的狄拉克锥。从II型到I型狄拉克/外尔锥的过渡创造了一个类似的弯曲时空，它穿过III型狄拉克/外尔锥，这提供了一个长寿命事件视界的稳定配置。穿过视界的光子发射出霍金辐射光谱。作为一个例子，我们设计了一个实验室版本的非均匀二维类石墨烯拓扑光子晶格的霍金温度为0.14 mK。理解这种独特拓扑BH中的类霍金辐射不仅本身具有根本意义，而且还可能为引力物理学提供新的线索。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.optics
Perturbative Analysis of Spectral Singularities and Their Optical Realizations
我们发展了一种计算Schreodinger算子谱奇异性的微扰方法，该算子由在闭区间外消失的一般复势定义。这些可以被实现为零宽度谐振在光学增益介质中，并对应于发生在阈值增益的激光效应。它们的时间反转复制品产生光的相干完美吸收，也被称为反激光。我们使用我们的一般结果建立的精确性的n阶微扰理论的任意复杂的潜力组成的n个δ函数，获得一个精确的表达式，这些潜力的转移矩阵，并检查光谱奇异性的复杂的障碍势的任意形状。在光谱奇异性的背景下，这些对应于不均匀的增益介质。
2012-07-10 hep-th math-ph math.MP
