Slow-light optical bullets in arrays of nonlinear Bragg-grating waveguides
我们演示了如何独立控制慢光的空间和时间动态。我们发现，特别设计的非线性波导阵列与相移布拉格光栅展示了频率无关的空间衍射附近的光子带隙的边缘，在那里的光的群速度可以大大减少。我们在数值模拟中表明，这样的结构允许在设计和控制色散特性的很大的灵活性，并打开了一个有效的时空自陷和形成慢光光学子弹的方式。
2006-05-23 physics.optics
Light Bullets in Nonlinear Periodically Curved Waveguide Arrays
我们预言在周期弯曲光波导阵列中可以存在稳定的时空移动孤子。我们发现二维光子弹在一维阵列与谐波波导弯曲和三维子弹在正方形晶格与螺旋波导弯曲使用变分形式主义。直接数值模拟结果表明，光弹可以在曲面阵列上自由运动，从而证实了光弹解的稳定性。这种流动性的性质是一个区别的特点相比，以前考虑的离散轻子弹被困在一个特定的晶格网站。这些结果为光子晶格中光脉冲的灵活时空操纵提供了新的可能性。
2010-01-13 physics.optics
Stable single light bullets and vortices and their active control in cold Rydberg gases
实现高维稳定的单光子弹和涡旋是非线性光学物理研究中的一个长期目标。另一方面，这种稳定的高维光脉冲的存储和检索可以提供各种应用。在这里，我们提出了一个方案，以产生这样的光脉冲在冷里德伯原子气体。借助于电磁感应透明，里德伯态中强的、长程的原子-原子相互作用被映射到光场，导致巨大的、快速响应的非局域克尔非线性，并形成携带轨道角动量的光子弹和涡旋，它们具有极低的产生功率，极慢的传播速度，可以稳定地传播，具有由局部和非局部克尔非线性的组合提供的稳定性。我们证明，轻子弹和旋涡获得的可以存储和检索系统的高效率和保真度。我们的研究为通过控制冷里德伯气体中的光学非线性来操纵高维非线性光学过程提供了一条新的途径。
2018-12-18 physics.optics
Accessible Light Bullets via synergetic nonlinearities
我们介绍了一种新形式的稳定的时空自陷光包源于本地和非本地非线性的相互作用。脉冲自陷光束在介质中的电子和分子的非线性响应，以证明空间和时间的影响可以解耦，允许独立的调谐。数值计算表明，（3+1）维轻弹和反弹，即。e.在实验可行的条件下，在重取向介质中可以产生嵌入稳定的（2+1）维非局域空间孤子中的亮、暗时间孤子。
2009-03-27 nlin.PS physics.optics
Static and breathing dynamics of optical bullets in nonlinear GRIN fibers
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Umeå University（于默奥大学）；University of L’Aquila（拉奎拉大学）
该研究针对非线性GRIN光纤中的光子弹，采用半解析变分方法求解方程并分析其稳定性与呼吸动力学，所得结果与数值模拟吻合，为稳定3D光学结构及先进光子技术发展提供理论支撑。
2026-09-03 physics.optics
Carrier-envelope phase of a light bullet
光弹是指在反常群速度色散作用下，飞秒压缩过程中在透明介质中形成的几个光周期的时空极度压缩的波包。首次证明了载波包络相位对光弹动力学的影响。光弹在传播过程中载波包络相位的变化导致其空间、时间和能量参数的同步振荡，其周期随载波波长的增加而减小。具有宽带频谱角谱的近单周期光弹参数的振荡周期可以用谐波载波高斯脉冲的解析估计来描述。在分析氟化物中色心和诱导等离子体通道的结构时，实验发现光弹参数振荡导致其与电介质的非线性光学相互作用发生周期性变化。
2022-01-12 physics.optics
Routes for Light Management in Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
本研究利用光学模拟阐明叠层太阳能电池中前后绒面的作用，提出一种无需钙钛矿表面绒面的新架构，在保持光学性能的同时降低电学损耗，实现更高效率。
2025-11-04 physics.optics
Generation of Perfectly Achromatic Optical Vortices Using a Compensated Tandem Twisted Nematic Cell
Institute of Physics of National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）
本文提出利用补偿的双层扭曲向列相细胞生成高相位纯度的非色散白光涡流，通过三种补偿策略克服传统方法的限制。
2025-12-10 cond-mat.soft physics.optics
Light bullets and optical collapse in vacuum
在量子电动力学中，光子-光子散射可以是虚电子-正电子对交换的结果。实际上，这在麦克斯韦方程中产生了自相互作用项，类似于非线性光学中由于偏振引起的非线性。这些自相互作用项在平行传播波的极限中消失。然而，如果使用在有界区域中生成的模式，则将存在非零的总效应。我们发现，由于量子电动力学真空非线性对色散和衍射的平衡作用，在导向结构中可以形成静止的二维光子弹。这些轻子弹是不稳定的，并表现出自聚焦坍缩的可能性。我们的结果的后果进行了讨论。
2002-10-30 hep-th physics.gen-ph physics.optics
Integrating transfer matrix method into SCAPS-1D for addressing optical losses and per-layer optical properties in perovskite/Silicon tandem solar cells
本文将传输矩阵方法集成到SCAPS-1D中，解决了钙钛矿/硅叠层太阳能电池的光学损耗和复合结优化问题，发现传统BL方法高估效率约4%，并通过引入ITO附加层将电池效率从19.81%提升至23.10%。
2023-08-02 physics.app-ph physics.optics
Collisions of Light Bullets with Different Circular Polarizations
本文数值模拟反常色散聚焦Kerr介质中左右圆偏振时空光子弹的碰撞，揭示横向谐振子轨迹导致的迎头与切向碰撞及非弹性束缚产物。
2024-05-14 nlin.PS physics.optics
Demonstration of a tandem lens for producing shaped laser-ionized plasmas for plasma wakefield acceleration
本研究演示了由两个衍射光学元件构成的串联透镜装置，可聚焦高功率超快激光产生米级贝塞尔焦点，用于制备等离子体尾场加速的激光电离等离子体源，还介绍了透镜相位计算算法及性能预测。
2025-09-01 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Ultrashort light bullets described by the two-dimensional sine-Gordon equation
通过将约化微扰技术应用于二能级模型，在慢变包络近似下，提出了一个控制飞秒时空光孤子在Kerr介质中传输的一般二维sine-Gordon演化方程.直接的数值模拟表明，在长波近似相反，没有崩溃发生，和鲁棒的（2+1）维超短光子弹可以形成从适当选择的几个周期的输入时空波的形式。与二次非线性的情况相反，光子弹在空间和时间上都是振荡的，因此不是稳态块。
2011-02-07 physics.optics
Nonlinear lossy light bullets in self-focusing media with nonlinear absorption
我们回顾了非线性，多维局域波的平稳传播是持续的自聚焦和非线性损失之间的动态平衡的属性。它们的有限能量版本保留了光子弹的行为，远远超出了特征衍射或散射距离，并在障碍物后重建。存在具有最大强度和损耗的优先损耗光弹，其仅由介质的光学性质定义，其是由具有自聚焦非线性和非线性损耗的介质支持的最稳定的非锥形局域波。当非线性吸收阻止坍缩时，这种优先损耗光弹在类高斯波包的自聚焦过程中充当吸引子，这一事实可以解释在具有异常色散的介质中观察到的光丝动力学的相关特性。
2017-12-23 physics.optics
Guided vortex bullets
Universidade de Vigo（维戈大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
研究通过变分法和数值模拟，发现具有轨道角动量的三维涡旋子弹在特定捕获深度下可稳定存在，并探讨了其碰撞弹性和实验实现条件。
2025-12-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Micro-optical Tandem Luminescent Solar Concentrators
传统的聚光光伏（CPV）系统利用多结电池来最小化热化损失，但不能有效地捕获漫射太阳光，这导致高的平准化能量成本（LCOE），并限制了它们在具有高直射太阳光日照的地理区域的使用。发光太阳能集中器（LSC）利用嵌入光捕获波导中的发光体产生的光，将光集中到较小的电池上。LSC可以吸收直射和漫射太阳光，因此可以作为平板接收器以固定的倾斜度和传统的模块形状因子操作。然而，当前的LSC通过寄生发光体吸收和光波导的不完全光捕获而经历显著的功率损耗。在这里，我们介绍了一种串联LSC器件架构，克服了这两个限制，由PLMA聚合物层与嵌入的CdSe/CdS量子点（QD）发光体和InGaP微电池，作为一个高带隙吸收器上的传统的硅光伏。我们实验合成了具有极高量子产率（99%）和超窄带发射的CdSe/CdS量子点，与制造的III-V族InGaP微电池最佳匹配。使用蒙特卡罗射线跟踪模型，我们显示了具有这些组件的模块的辐射极限功率转换效率为30.8%漫射阳光条件。这些结果表明，串联的硅上LSC-on-Si架构可以显著提高传统硅光伏模块的效率，简单而直接地改变硅光伏工艺过程的模块层压步骤，并有望在不同的地理区域和能源市场上广泛部署模块。
2017-09-05 physics.app-ph physics.optics
Spontaneously generated X-shaped light bullets
我们观察到形成的强烈的光波包完全本地化在所有的维度，即纵向（在时间上）和横向平面中，具有几十个fsec和微米的延伸，分别。我们的测量结果表明，自陷波是一个X形的光子弹从一个标准的激光波包通过非线性材料响应（即，二次谐波产生），将孤子的概念扩展到一个新的领域，即主峰与反映线性色散关系对称性的锥尾共存。
2003-03-20 physics.optics
Dissipative Light Bullets in Passively Mode-Locked Semiconductor Lasers
我们证明了在与远距离可饱和吸收体耦合的激光输出中存在稳定的三维耗散局域结构。这些相位不变的光子弹是可单独寻址的，并且可以设想用于三维光学信息存储。一个有效的理论提供了一个直观的画面，并允许它们的形成静态的自孤子和细胞模式的形态发生。由广泛不同的时间尺度存在的问题，以及由非本地的耦合，从材料的自由度所产生的复杂性是规避使用多个时间尺度分析。这提供了能够有效地处理三维情况的强大模型。
2015-06-09 physics.optics
Tandem Photonic-Crystal Thin Films Surpassing Lambertian Light-Trapping Limit over Broad Bandwidth and Angular Range
近三十年前首次提出的光学厚膜的随机表面纹理化以增加散射光线的路径长度，迄今为止仍然是在最广泛的条件下进行光子吸收的最有效方法。在这里，使用计算电动力学的最新进展，我们描述了一个通用的策略，用于设计的硅薄膜适用于光伏电池的准谐振方法的基础上，光捕获的两个部分无序的光子晶体板，垂直堆叠在彼此的顶部，有很大的吸收，超过了朗伯限制在一个宽的带宽和角度范围。
2013-12-11 physics.optics
Improving the performance of optical inverse design of multilayer thin films using CNN-LSTM tandem neural networks
Kyung Hee University（庆熙大学）；Myongji University（明知大学）
针对多层薄膜光学逆向设计中传统方法耗时的问题，提出采用含CNN、LSTM的多种结构串联神经网络，发现CNN-LSTM型TNN兼顾准确率与速度，为最优方案。
2025-06-11 cs.CE cs.LG cs.NE
Vortical light bullets in second-harmonic-generating media supported by a trapping potential
我们引入了一个三维（3D）的光学介质模型与二次（$χ^{(2)}$）的非线性和一个有效的二维各向同性谐振子（HO）的潜力。虽然众所周知，具有嵌入涡的3D χ^2孤子（“涡光子弹”）在自由空间中是不稳定的，但我们证明了它们在本模型中具有广泛的稳定区域，并得到HO势的支持，以对抗分裂不稳定性。变分近似（VA）可以准确地预测涡旋孤子的形状。它们存在于总能量的阈值（范数）之上和另一个临界值之下，该临界值确定稳定性边界。存在阈值消失是参数空间的一部分，取决于失配参数，这是通过与2D对应系统的比较来解释的。在稳定性边界以上，涡的形状振荡，周期性地打破其轴对称形式并恢复它。纵向运动的涡之间的碰撞也进行了研究。在相对较小的速度值下，碰撞是强非弹性的，将两个碰撞的涡旋分成三个，具有相同的涡度。研究结果表明，利用内禀涡度可以产生稳定的三维光孤子。
2013-03-18 physics.optics
Robust light bullets in Rydberg gases with moiré lattice
本文预测在冷里德伯气体中利用莫尔晶格势可形成三维光子弹，系统研究了基态、偶极、四极及涡旋光子弹族，并通过稳定性判据与数值模拟识别出稳定子族。
2023-09-23 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Simulation of White Light Generation and Near Light Bullets Using a Novel Numerical Technique
采用一种新的数值方法，在三维空间和时间范围内对广义非线性薛定谔方程进行数值模拟。模拟模型的所有相关的影响，如自陡峭和等离子体的非线性传播的超快光辐射在大块材料。模拟结果进行了比较，以公布的实验光谱数据的一个例子镱铝石榴石系统在3.1微米的辐射，并适合在一个因子为5。模拟结果表明，在2 mm晶体的端部附近存在一个准光子弹（时空孤子）的稳定点。在这个区域内，脉冲被准直在一个缩小的直径（因子~2），并存在一个近时间孤子的空间中心。与输入相比，该稳定区域内的时间强度被压缩约4倍。这项研究表明，模拟突出了基于各种线性，非线性和等离子体效应相互作用的新物理现象，这些效应超出了实验，因此对于实现光学应用白光产生系统的精确设计是不可或缺的。一个自适应误差减少算法为这个模拟量身定做也将在附录中。
2017-03-13 physics.optics
Quantized conical waves in multimode optical fibers
多模光纤作为一种平台出现，它将弥合体介质中的非线性光学和单模光纤中的非线性光学之间的差距。然而，这两个研究领域之间的过渡的理解仍然是不完整的，尽管大量的调查，模态间的非线性现象和时空耦合。在具有超短和超强脉冲的体介质中观察到的一些惊人现象（即，锥形发射、谐波产生和光子弹）需要更深的理解才能在多模光纤中得以揭示。在这里，我们概括了锥形波的概念，在体介质中描述结构化介质，如多模光纤，其中只有一个离散的和有限数量的模式可以传播。光纤的模态分布提供了锥形发射的量化（例如，量化的X波）通过相位匹配的共振辐射（即，色散波）在时空压缩阶段期间由光学冲击或超短波结构播种。当一个相当强的短脉冲在多模波导中非线性传播时，无论色散区和波导几何形状如何，都会产生这种量子化的无色散和无衍射波。未来在商用多模光纤中的非线性实验可以揭示不同形式的锥形发射和容易控制的超连续光子弹。
2020-10-05 physics.optics
Quantum X-waves in Kerr media and the progressive undistorted squeezed vacuum
提出了克尔介质中三维X形光学子弹的量子理论。预言了渐进无畸变压缩真空的存在。设想应用于量子非爆破实验、纠缠和干涉仪探测引力波。
2004-09-20 physics.optics quant-ph
Subwavelength optical spatial solitons and three-dimensional localization in disordered ferroelectrics: towards metamaterials of nonlinear origin
我们预测在非平衡铁电晶体中存在一类新的多维光局域化。在二维中，无衍射光束以任意低功率水平形成，并且即使当它们的宽度远低于光波长时也能传播。在三维空间中，人们发现了一种新型的亚波长光弹，当成分无序的晶体进入亚稳态玻璃态时，这种效应就会显现出来，它可以对超分辨成像和超密度光存储产生深远的影响，同时类似于所谓的超材料的许多特性，如抑制倏逝波。
2011-02-24 cond-mat.dis-nn physics.optics
Three-dimensional optical vortices in nonlinear Bessel waveguides
Universidad Politécnica Salesiana（salesian理工大学）；Universidade de Vigo（维戈大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
该研究探究携带轨道角动量的光子弹在贝塞尔结构非线性渐变折射率波导中的形成、稳定性与传播动力学，利用平方贝塞尔折射率分布实现其稳定，获多解族共存的特性，为非线性光局域化及先进光子应用提供新方向。
2026-08-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Surface angular momentum of light beams
传统上，光的角动量是针对“子弹状”电磁波包计算的，尽管在实际的光学实验中，“子弹状”光束更常用。一个波包在横向和纵向上是有界的，而一个光束在传播方向上原则上具有无限的范围，这一事实使得教科书上对光束角动量的自旋/轨道分离的计算是不完整的。在这项工作中，我们证明了一个新的，额外的表面部分，必须添加，以保持每单位长度的光学角动量的规范不变性。这个额外的长期的影响是量化的两个例子：拉盖尔-高斯和贝塞尔光束，都是圆偏振。
2014-03-13 physics.optics
Stacked polarimeters with twisted black phosphorus
针对光通信网络中光偏振特性的实时在线分析问题，提出了一种基于二维材料光电探测单元的纳米厚度光纤集成偏振计。我们展示了一个自功率校准，超快，明确的检测线（LP）和圆偏振光（CP）根据对称性破缺诱导的线性光电效应（LPGE）和圆光电效应（CPGE）的黑磷（BP）的单位，这是扭曲堆叠，以取代传统的机械旋转的偏振器。作为示范，我们实现了阿达玛单像素偏振成像的偏振计识别偏振分布，显示出潜在的高速偏振分复用成像和实时偏振内窥镜。这项工作为下一代超紧凑光学和光电系统提供了一种新的策略，并为开发具有多功能像素的高分辨率阵列器件提供了一种方法。
2021-10-27 physics.app-ph physics.optics
Optical nonlinearity in a strongly interacting Rydberg atom ensemble
Henan Normal University（河南师范大学）；Hubei University of Automotive Technology（湖北汽车工业学院）；East China Normal University（华东师范大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）；Fuyao University of Science and Technology（福耀科技大学）；NYU-ECNU Institute of Physics, New York University Shanghai（纽约大学-华东师范大学物理研究所，上海纽约大学）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
本文综述基于里德堡-EIT系统的非线性光学研究进展，介绍里德堡原子性质与EIT增强非线性机制，探讨聚焦和散焦非局域非线性下的光学现象，并展望其在量子控制等领域的应用。
2026-08-18 physics.optics
Broadband Quantum Efficiency Enhancement in High Index Nanowires Resonators
该研究利用高折射率PbS纳米线谐振器和锥形结构实现最高350% EQE及宽带吸收增强，并以简单工艺制备出性能媲美Si同轴p-n结器件的单纳米线肖特基太阳能电池。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
