Coherent room-temperature dipole synchronization in nanocavity sheets
University of Cambridge（剑桥大学）；University of St. Andrews（圣安德鲁斯大学）；University of California San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本文报道在非共振连续波泵浦下，局域有序等离子体纳米间隙二维阵列中形成室温同步偶极子态，该体系通过近场强耦合实现空间偶极子同步，但快速辐射和非辐射发射抑制时间光子相干性，为室温同步研究提供新平台。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coherent control of levitated nanoparticles via dipole-dipole interaction
本研究提出双悬浮纳米粒子耦合系统方案，通过调制捕获激光相位和粒子间距诱导非互易耦合，实现热压缩态、随机相位相干态的高保真传输，并借助反馈非线性与参量驱动达成同时双稳态，可应用于量子信息等领域。
2024-04-15 physics.optics quant-ph
Radiation from a dipole perpendicular to the interface between two planar semi-infinite magnetoelectric media
考虑由平面界面分隔的两个半无限磁电介质，其电磁响应由非动力学轴子电动力学描述，并研究了垂直于界面的点状电偶极子的辐射.我们从电磁势的精确格林函数出发，其远场近似是用修正的最速下降近似得到的。这个过程产生的标准球面波以及轴对称的圆柱形表面波，但被限制在一个区域非常接近的接口。我们计算的角度分布的辐射和总辐射功率找到不同的干扰模式，根据相对位置偶极子观察员，和偏振混合效应，这都是在标准偶极子辐射缺席。它们是由轴子电动力学引起的磁电效应的表现。我们说明我们的研究结果与一些数值估计采用现实的媒体以及一些假设的选择，以照亮的磁电耦合的影响，这通常是非常小的。
2022-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other hep-ph
Physical meaning of the dipole radiation resistance in lossless and lossy media
在本教程中，我们将讨论从赫兹偶极子到均匀各向同性有耗介质的无限范围的辐射。如果介质是无损耗的，则辐射功率传播到无穷远，并且表观耗散由偶极子的辐射电阻测量。如果介质是有损耗的，则功率呈指数衰减，并且辐射电阻的物理意义需要澄清。在这里，我们提出了明确的计算在无限有损主机空间中吸收的功率，并讨论了零损耗的限制。我们表明，偶极天线的输入阻抗包含辐射电阻的贡献，它不依赖于折射率的虚部。这一事实意味着由偶极天线传递到周围空间的功率总是包含来自远场的贡献，除非折射率的实部为零。基于这种理解，我们讨论了两个天线之间的功率耦合的基本限制和消除辐射阻尼的限制的可能性。
2019-12-18 physics.class-ph physics.optics
Spontaneous emission in dispersive media without point-dipole approximation
我们研究了一个嵌入色散环境中与电磁场耦合的二能级量子系统。我们扩展了光-物质相互作用的理论，包括系统的空间扩展，通过其波函数考虑。这是一个超越点偶极子近似的发展。这个成分使我们能够克服与格林张量传播子有关的发散问题。因此，我们可以重新制定的自发发射率和兰姆位移的表达式。特别是，包括原子系统的空间结构澄清了原子状态的不对称性相对于这些量的空间反转的作用。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Numerical simulation of coherent summation of laser beams in the presence of non-idealities in the dipole focusing system
本研究开发了基于Stratton-Chu衍射积分的反射光场计算程序库，分析含相位畸变等非理想性的偶极聚焦激光相干合成，理论上12束50PW激光可实现超$3×10^{26}$W/cm²强度，实际可达其90%。
2024-12-10 physics.optics
Collapse suppression and stabilization of dipole solitons in two-dimensional media with anisotropic semi-local nonlinearity
研究了具有扩散非线性的二维光学介质模型中各向异性非局域性对偶极模（DM）孤子崩溃和稳定的影响。通过椭圆扩散系数使非局部非线性各向异性。在一维扩散率的极限情况下，介质成为半局部的。通过变分近似（VA）和数值形式的基本和DM孤子的家庭。我们证明了即使在半局域系统中，二维梁的坍缩也是被阻止的。各向异性的非局域性很容易稳定DM孤子，这是完全不稳定的各向同性介质。
2010-03-18 nlin.PS physics.optics
Strong Superradiance of Coherently Coupled Magnetic Dipole Emitters Mediated by Whispering Gallery Modes of a Subwavelength All-Dielectric Cavity
磁偶极子（MD）发射体与普通光子谐振腔的相互作用通常很弱，这部分是由于谐振腔的近场磁场增强较弱。在这里，我们表明，耳语画廊模式（WGM）的亚波长介质腔不仅可以大大提高MD发射器的发射速率，但也带来了有效的耦合之间的相干MD发射器。在WGM腔中，单个发射极的最大发射率（γmax）发生在场型的波腹处。MD发射器的发射也可以受到另一个相干发射器的极大影响，这取决于WGM的磁场响应。最大贡献也可以达到γmax。值得注意的是，由于WGM的高质量特征，相干MD发射器的合作发射率在所考虑的范围内不随距离衰减。与发射相反，发射体的吸收几乎不受WGM介导的发射体之间的相干耦合的影响。发光和吸收性能的差异与WGM的激发行为密切相关。我们的研究结果是重要的增强磁光物质的相互作用。
2022-11-24 physics.optics
Phase-coherent detection of an optical dipole force by Doppler velocimetry
我们报告相位相干多普勒检测光学偶极子力使用大离子晶体中的潘宁陷阱。该技术是基于激光多普勒测速仪使用的循环过渡$^{9}$是$^{+}$近313 nm和质心（COM）离子运动模式。光偶极力被调谐以激发COM模式，并且与激发势同步的光子到达时间的测量显示与COM motional频率相称的周期的振荡。实验结果与驱动谐振子的定量模型进行了比较。该技术允许表征离子晶体中的运动模式;相对于驱动力的频率和相位信息的测量是关键的使能能力-与锁定检测相当-提供对通常在时间平均测量中不可用的参数的访问。这一额外的信息有助于区分近简并运动模式。
2011-03-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Interface solitons in thermal nonlinear media
我们证明了在一维线性折射率阶跃的热非线性介质中存在基界面孤子和偶极界面孤子。基界面孤子总是稳定的，偶极界面孤子的稳定性依赖于线性折射率的差异。界面孤子的质心总是位于折射率较高的一侧。与均匀热介质中的偶极界面孤子不同，偶极界面孤子的两个强度峰在特定条件下是不相等的。
2011-04-27 physics.optics
Dynamical instabilities of spectroscopic transitions in dense resonant media
本文研究了局域场作用下的近偶极-偶极相互作用对连续激光辐射下二能级和V型三能级原子动力学的影响。V型三能级原子间的偶极-偶极相互作用导致了运动方程稳态解的Poincaré-Andronov-Hopf分岔。结果，能级的布居随时间周期性地变化。在二能级模型的框架下，动力学不稳定性被证明是不可能的。
2012-07-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Super-Coulombic atom-atom interactions in hyperbolic media
偶极-偶极相互作用控制的现象，如合作兰姆位移，超辐射衰减率，范德华力，以及共振能量转移率通常限于库仑近场。在这里，我们揭示了一类真实的光子和虚拟的光子长程量子电动力学（QED）的相互作用，有一个双曲色散介质中的奇异性。偶极-偶极耦合中的奇异性，称为超库仑相互作用，是有效相互作用距离的结果，该距离在理想极限中为零，而与物理距离无关。我们研究了双曲介质中原子-原子相互作用的整个景观，并提出了在红外光谱范围内的声子极化激元六方氮化硼和在可见光范围内的等离子体超晶格结构的实际实现。我们的工作为控制双曲介质中的冷原子和研究光学声子介导量子相互作用的多体原子态铺平了道路。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Coherent control of total transmission of light through disordered media
我们展示了通过对输入光的波前进行整形来实现对光在随机介质中的总透射率的数量级相干控制。要了解如何在一个宽板上的有限照明区域影响总传输的最大值，我们开发了一个模型，基于随机矩阵理论，揭示了长程相关性的作用。它的预测得到了数值模拟的证实，并为实验结果提供了物理见解。
2013-12-03 cond-mat.dis-nn physics.optics
Four-channel prototype using coherent combining of ultrashort laser pulses for dipole configuration approximation
Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院应用物理研究所A.V. 加波诺夫-格列霍夫联邦研究中心）；The Institute for Physics of Microstructures of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院微结构物理研究所）
提出一种四通道原型系统，通过几何合成和相干叠加将紧聚焦飞秒激光辐射形成驻波场，实现光束指向和相对相位稳定，并用光纤亚波长探针测量主焦点场分布，支持XCELS项目。
2026-07-03 physics.optics
Observation of molecular dipole excitations by attosecond self-streaking
我们提出了一个协议，探测超快的演化和相干电子激发在时域中的分子由分子本身产生的本征条纹场退相。内嵌富勒烯\Necsixty ~中的相干电子运动由中等强度的飞秒UV-VIS脉冲引发，导致在激光脉冲结束后持续存在的分子偶极矩的相干振荡。由此产生的时间相关的分子近场探测通过从中心氖原子的光发射的动量调制的时间延迟阿秒XUV脉冲。我们的从头算含时密度泛函理论和经典轨道模拟预测，这种自我条纹信号准确地跟踪分子偶极振荡实时。我们讨论的基本过程，并给出了一个分析模型，捕捉我们的从头计算模拟的本质。
2015-05-21 physics.atm-clus physics.optics
Construction of Planar Multilayer Dyadic Greens Functions by Fourier Expansion Method - Part I: Isotropic Media
本文用傅里叶展开法导出了平面多层膜并矢格林函数，并通过与已有文献中偶极辐射反射电场的计算结果进行了比较，验证了本文方法的正确性。此外，我们展示了如何这些并矢格林函数可以应用于计算反射场从偶极子源与任意取向。我们相信我们的配方将是强大的在这些结构附近的分子荧光建模。
2017-10-23 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
On the (un)importance of the transition-dipole phase in the high-harmonic generation from solid state media
固态高次谐波产生（HHG）继续吸引了大量的兴趣。从理论和模拟的角度来看，两个问题仍然是开放的;第一个是所谓的过渡偶极相位问题。人们已经认识到，偶极子必须被视为复值量，并且必须包括它们对应的贝瑞连接以确保相位规范不变性。然而，虽然这已经成功地实现了低维系统，完全矢量和三维模拟仍然是具有挑战性的。第二个问题涉及高次谐波响应的对称性，当模拟有时不能尊重晶体材料的对称性时。这项工作解决了这两个问题的HHG模拟方法的帮助下，其中a）是明显免费的过渡偶极相位问题，b）不需要计算的偶极矩，c）可以考虑从整个布里渊区的贡献，d）忠实地保持模拟晶体材料的对称性。我们使用的方法表明，高谐波源分布在整个布里渊区与各种相移引起显着的取消。因此，为了使模拟响应正确地捕获材料对称性，必须包括来自整个布里渊区的贡献。我们的研究结果具有重要意义的一些高次谐波的应用，包括全光波段和偶极重构。
2022-10-05 physics.comp-ph physics.optics
Nonlocal surface dipoles and vortices
我们预测了在非局域热介质的界面上，具有拓扑复杂形状的二维表面孤子的存在性和稳定性，包括偶极子、涡旋和涡旋孤子的束缚态。不同于他们的同行在散装介质中，表面偶极子被发现是稳定的，在整个存在域。表面涡被发现表现出强烈的不对称强度和相位分布，并被证明是稳定的，太。表面涡旋孤子的束缚态是一类在体介质中不存在的新型表面孤子。这种状态被认为是稳定的，只要它们的能量流不超过上限阈值。我们的研究结果构成了第一个已知的例子，拓扑复杂的孤子位于非局域二维界面。
2008-02-18 nlin.PS nlin.SI physics.optics
Electromagnetic Vacuum of Complex Media: Dipole Emission vs. Light Propagation, Vacuum Energy, and Local Field Factors
我们提供了一个统一的方法来处理与点电偶极子组成的复杂介质的电磁真空有关的几种现象。为此，我们将线性响应理论应用于极化场传播子的计算，并研究了真空涨落的谱。明确了进入光传播谱的局域态密度、总偶极辐射、相干辐射、总真空能和Schwinger体能量之间的物理区别。导出了偶极辐射谱和真空能量的解析表达式。找到了它们与外光光谱和Schwinger体能量的关系，并由Dyson传播子确定了光谱和Schwinger体能量。发射光谱和真空总能量由偏振传播器确定。两个传播子之间的比例关系被发现在当地的领域因素。本文研究了单偶极子的受激发射的性质。关于相干发射，它包含两个组成部分。一种直接光，从发射器直接辐射到介质中，其光谱是外部光的光谱。一个是由感应偶极子辐射的间接辐射。诱导是由一个（且只有一个）局部场因子介导的。关于真空能量，我们发现，除了Schwinger体能量的有效介质的真空能量包含本地场的贡献成正比的谐振频率和谱线宽度。
2011-02-22 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Global polarizability matrix method for efficient modeling of light scattering by dense ensembles of non-spherical particles in stratified media
我们介绍了一种数值方法，该方法能够有效地模拟分层介质中包含的非球形颗粒的大型无序集合的光散射，包括当颗粒彼此非常接近时，平面界面和/或局部光源。该方法包括在寻找一个小的一组虚构的极化元件-或数值偶极子-定量再现场散射的单个粒子的任何激励和在任意距离的粒子表面。一组数值偶极子描述了一个全球极化率矩阵，这是通过求解依赖于全波模拟的反问题数值确定。后者是经典的，可以用任何麦克斯韦方程求解器来执行。空间非局部性是数值偶极子集的一个重要特征，与经典耦合偶极子相比，它提供了额外的自由度来重建复杂的散射场。一旦极化率矩阵描述散射由一个单独的粒子被确定，由这样的粒子在分层介质中的合奏的多重散射问题可以解决使用格林张量形式主义和只有几个数值偶极子，从而与低物理内存的使用，即使是密集的系统在界面附近。以大长径比高折射率介质柱为例，研究了该方法的性能。该方法易于实现，并可能为复杂的纳米结构表面的研究提供新的可能性，这在新兴的光子技术中正变得越来越普遍。
2019-12-09 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Enhanced wave localization in multifractal scattering media
在本文中，我们研究了多重分形阵列的电点偶极子产生的乘法随机场具有不同程度的多尺度相关的结构，散射和波的本地化特性。具体而言，使用严格的格林矩阵方法，我们调查的散射共振和波的本地化行为的系统与$N=10^{4}$偶极子和证明增强本地化行为在高度不均匀的多重分形结构相比，均匀的分形，或单分形。我们表现出独特的光谱特性，如在强多重散射制度和幂律统计的水平间距，这表明一个明确的本地化过渡增强非均匀多重分形的水平排斥的情况下。我们的研究结果揭示了多重分形结构相关性的电偶极子阵列的多重散射制度的重要性，并提供了一个有效的模型，设计多尺度纳米光子系统增强光-物质耦合和本地化现象超出了传统的分形系统是可能的。
2022-08-17 cond-mat.dis-nn physics.optics
On the surface plasmonic waves excited by a dipole above anisotropic and spatially dispersive two-dimensional surfaces of infinite extent in planarly layered media
本研究针对平面层状介质中各向异性空间色散二维表面的表面等离子体波计算难题，提出结合奇异性处理的高效数值积分方法，推导相关格林函数与等频轮廓方程，验证了近零介电常数衬底可增强石墨烯光物质相互作用，为二维材料等的计算分析提供方法支撑。
2022-03-05 physics.comp-ph physics.optics
Emergence of coherent backscattering from sparse and finite disordered media
相干后向散射（CBS）是由相干光束与随机粒子的复杂相互作用引起的，通常在具有大量散射体和高不透明度的介质中进行研究。建立了标量波的第一性原理散射模型，研究了有限尺寸稀疏随机介质中CBS锥的形成。研究结果提供了新的见解密度，体积大小，和其他相关参数的CBS锥出现有界随机介质的各种类型的照明的角度特性的影响。这项工作也突出了一些潜力和限制，采用相干背散射现象来表征无序配置。这里开发的方法提供了一个基础，研究复杂的电磁场在随机几何形状的多重散射，包括量子化领域的调查光的量子性质在多重散射的影响。
2021-11-29 physics.class-ph physics.optics
Long distance propagation of light in random media with partially coherent sources
本文研究部分相干光束在随机介质中的远距离传播，在Itô-Schrödinger傍轴模型弱耦合区域中揭示了光束时空统计与介质统计的相互作用对闪烁效应的增强或抑制作用。
2025-08-16 math-ph math.AP math.MP
Propagation of optically tunable coherent radiation in a gas of polar molecules
相干的，光学修饰的介质组成的两个级别的分子系统没有反转对称性被认为是在微波域的相干辐射的全光可调谐源。理论模型和数值工具箱的开发，以确认的主要发现：产生的低频辐射，和这种低频信号的极性分子在气相介质中的积累和传播动力学。信号产生的物理机制依赖于永久偶极矩表征系统没有反转对称性。分子被直流电场极化，在实验室坐标系中产生永久电偶极矩;该力矩的方向和大小取决于分子状态。当系统被共振驱动时，偶极矩以拉比频率振荡，因此产生微波辐射。我们证明了输出信号频率的调谐能力与驱动幅度和失谐。我们发现，即使退相干机制，如自发发射可能会抑制输出场，基于脉冲照明的情况下产生的相干，可调的时间宽度的脉冲输出。最后，我们讨论了实验方案利用旋转水平的气体系综的hetererands双原子分子。
2020-12-07 physics.optics quant-ph
On-Demand Pulse Shaping with Partially Coherent Pulses in Nonlinear Dispersive Media
采用复屏方法研究部分相干脉冲在非线性Kerr介质中的演化，发现降低源相干性可提升脉冲鲁棒性，通过调整源属性可实现按需定制远场脉冲特性，为非线性介质中的脉冲整形及通信等应用提供重要参考。
2025-03-04 physics.optics
Rayleigh scattering under light-atom coherent interaction
对二能级原子中诱导的振荡偶极子的半经典计算表明，在相干相互作用下，瑞利散射具有与由非相干过程产生的自发发射相当的功率水平。自发发射几乎是各向同性的，并且通常具有随机偏振，而瑞利散射是强各向异性的，并且与入射光相关联地偏振。当Rabi频率远大于频率失谐量和自发发射率时，当自发发射功率在Rabi频率处随时间变化时，瑞利散射的功率在Rabi频率的两倍处振荡。此外，当频率失谐较大时，由于瑞利散射作用于原子的辐射压力超过由自发发射引起的辐射压力。
2012-04-23 physics.atom-ph physics.optics
Broadband Coherent Enhancement of Transmission and Absorption in Disordered Media
研究了宽带或多色光在无序介质中的最佳漫透射和吸收。通过引入描述宽带传输和反射的矩阵，我们建立了一个极值特征值问题，其中最佳输入波前由相应的特征向量给出。我们分析表明，一个单一的波前可以表现出强烈增强的总传输或总吸收的带宽是数量级宽于介质的光谱相关宽度，由于在相干扩散的长程相关性。我们发现解析理论和数值模拟之间的良好协议。
2015-09-10 physics.optics
A coherent full microwave scattering formulation for random layered media
本文提出一个解析相干模型，计算有限厚度随机层（如植被）在HH、HV、VH、VV通道的后向散射强度，作为贝叶斯估计的正演模型或初步分析工具。
2024-01-05 physics.optics
Scintillation of Partially Coherent Light in Time Varying Complex Media
本文提出了含时部分相干源和含时随机非均匀介质情况下的波闪烁理论。我们的目标是了解如何测量强度的闪烁指数取决于源和介质参数。我们推导出的随机波动方程的一般形式的闪烁指数的渐近分析，我们评估这在各种缩放制度。闪烁指数是用于分析和优化成像和通信方案的基本量。我们的研究结果是有用的，以量化的闪烁指数在现实的传播情况下，并解决这样的优化挑战。
2022-01-18 math.AP physics.optics
Light propagation in atomic stratified media: breakdown of the transfer-matrix method at high density
Ioffe Institute（约费研究所）；Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de Physique de Nice（尼斯蓝色海岸大学，法国国家科学研究中心，尼斯物理研究所）
本文研究了在高密度下传递矩阵法在原子分层介质中光传播的有效性，发现其在低密度时表现良好，但在高密度时因偶极子相互作用失效。
2026-01-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
