Full Polarization Control of Photons with Evanescent Wave Coupling in the Ultra Subwavelength Gap of Photonic Molecules
本文提出利用两个一维光子晶体纳米束腔构成的光子分子，通过超亚波长间隙中的倏逝波耦合实现光子从线偏振到圆偏振的全偏振控制，为量子光学器件和自旋分辨腔量子电动力学提供新途径。
2025-03-09 physics.optics
Demonstration of a High-Q Subwavelength Dielectric Nanocylinder
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton - Center for Nanophotonics（纳米光子学中心）
本研究利用连续介质中的束缚态（BIC），研制出Q值超1000的超小尺寸磷化铟亚波长纳米柱，为高性能小型光子器件提供了新方案。
2026-07-30 physics.optics
Non-reciprocity and zero reflection in nonlinear cavities with tailored loss
我们演示了如何定制的非线性腔的损耗，以抑制其反射和增强其非互易传输。我们推导出预测存在的零反射通道在单一和耦合的非线性腔，依赖于驱动频率和损耗率的解析表达式。虽然抑制从一个单一的腔的反射施加了严格的条件上的输入-输出泄漏率，我们表明，这个条件可以显着放宽耦合腔系统。特别是，零反射和非互易性，可以通过单独调谐输出泄漏率在耦合腔的驱动频率范围内实现。基于常用于描述微腔极化激元的驱动耗散Gross-Pitaevksii方程的数值计算，揭示了与零反射态相关的空间现象，为非线性光隔离器的设计提供了指导.
2018-10-10 physics.optics
Subwavelength metal grating metamaterial for polarization selective optical antireflection coating
本文研究了一种一维金属/空气间隙亚波长光栅超材料，利用等离激元耦合共振在锗基底上实现偏振选择性增透，最大透射率达93.4%，且无需深亚波长周期，便于器件制造。
2015-05-30 physics.optics
Light scattering by a subwavelength plasmonic array: anisotropic model
本文用边界元法计算了亚波长等离子体阵列对不同截面平行圆柱体的光透射率：圆柱体和椭圆体，轴比为4：1。我们证明了等离子体共振是尖锐的椭圆的情况下，具有较大的水平轴。这种结构容易受到介质折射率变化的影响，因为反射和透射系数的高导数接近全内反射角。为了获得近似的解析表达式，我们使用金属层的模型。我们探讨了“三明治”结构与两个双折射之间的各向异性膜，并证明其定量协议与数值计算结果。
2021-11-20 physics.optics
Wideband Optical Filters with Small Gap Coupled Subwavelength Metal Structures
在这封信中，我们表明，由亚波长金属结构制成的光学带阻滤波器的带宽可以显着增加的强等离子体近场耦合通过周期性金属正方形的角落。通过改变金属正方形之间的间隙尺寸，研究了小间隙耦合对光谱带宽的影响。采用等效传输线模型拟合了金属滤波器的透射谱和反射谱。传输线模型可以很好地描述间隙尺寸大于近场衰减长度的金属结构。然而，它无法模拟的透射和反射光谱时，间隙的大小达到衰减范围的近场在小间隙。
2012-01-06 physics.optics
Tailoring the morphology of ultrathin bismuth films around percolation for thickness-optimized optical cavities
通过调控超薄铋膜在临界点附近的形貌，实现更紧凑的光学谐振腔设计，提升调谐范围和光学响应效率。
2025-12-03 physics.optics
Non-reciprocal optical reflection from a bidimensional array of subwavelength holes in a metallic film
利用模拟和理论论证，我们研究了沉积在玻璃衬底上的穿孔金膜的镜面反射。一个正方形晶格的圆柱形孔被假定为产生的周期性的横向散射需要杂交的表面等离子体与辐射状态。它示出，对比传输方法，在膜的任一侧上的反射的知识提供单独的信息上的金真空表面等离子体激元和金玻璃界面等离子体激元。最近的实验数据，该系统的具体实施进行了重新审查，这些显示出良好的协议之间的测量反射和模拟在两个方向的入射波探头。这证实了在远场评估表面等离子体特性时考虑反射不对称性的重要性。
2005-02-07 cond-mat.other physics.optics
The sequential-reflection model in deformed dielectric cavities
微激光器的定态与相应无源腔的衰减准束缚态有关。这些被经典地解释为起源于服从曲率校正的菲涅耳公式的光线系综的连续逃逸尝试。讨论了该模型的极化相关预测及其对部分混沌系统稳定轨道的局限性。
2002-03-21 physics.optics
Efficient excitation of cavity resonances of subwavelength metallic gratings
一维矩形金属光栅能够增强特定谐振频率的光透射。已经证明了参与增强传输的两种模式：（i）波导模式和（ii）表面等离子体激元（SPP）。自从Hessel和Oliner的原始论文\cite{hessel}指出（i）的存在以来，在他们的理解上没有取得进展。我们在这里提出了一个仔细的分析，并表明，光和这样的共振之间的耦合可以大大改善使用{ \it倏逝}波。这导致光在腔中的增强的定位，特别是产生通过这些光栅的非常选择性的光透射。
2004-06-07 physics.optics
Numerical Investigation of Vertical Cavity Lasers with Subwavelength Gratings Using the Fourier Modal Method
我们展示了傅里叶模态方法（FMM）的强度，用于数值研究包括亚波长光栅在内的垂直腔的光学特性。三种不同的技术确定谐振腔模式的谐振频率和Q因子进行了比较。在此基础上，选择了法布里-珀罗方法，因为它的数值效率。在确定的谐振频率和Q-因子的计算不确定性的调查，表明在Q-因子计算的不确定性可以是几个数量级大于谐振频率计算。此外，减少3D模拟低维模拟的方法，建议，并示出，使近似和快速模拟某些设备参数。数值计算的腔色散，这是一个重要的特性，垂直腔，说明。通过采用实现的FMM，它表明，绝热异质结构的设计是有利的突变异质结构相比，最大限度地减少腔散射损耗。
2016-05-04 physics.comp-ph physics.optics
Optical isolation induced by subwavelength spinning particle via spin-orbit interaction
光隔离使光的非互易操纵在光通信中具有广泛的应用。旋转结构光隔离由于其无磁特性和前所未有的性能而受到广泛关注。传统的基于旋转的光学隔离依赖于使用笨重的腔，阻碍了亚波长光子学的应用。在这里，我们提出了一种新的光学隔离机制，通过整合独特的双曲型超材料的色散与横向自旋轨道相互作用的倏逝波。我们发现，亚波长双曲纳米粒子的旋转打破了时间反演对称性，并产生两个共振手性模式，选择性地耦合到波导模式的横向自旋。值得注意的是，横向自旋轨道相互作用可以引起单向耦合和$>95\%$隔离的红外线在实验上可行的转速。我们的工作融合了光学隔离和光子自旋轨道相互作用这两个重要领域，导致无磁但紧凑的非互易器件在光通信，手性量子光学和拓扑光子学中的新应用。
2021-03-11 physics.optics
Laguerre-Gauss beam generation in IR and UV by subwavelength surface-relief gratings
光的角动量可以通过与偏振相关的自旋角动量和与波前的螺旋结构相关的轨道角动量的状态来描述。拉盖尔-高斯光束携带轨道角动量，它们的产生可以通过使用称为q板的光学设备来完成。然而，由于液晶的使用，这些组件可能被限制为在特定波长和低功率源中操作。在这里，我们提出的q板的制造和表征没有液晶，使用电子束光刻，原子层沉积和干法刻蚀技术的过程。我们利用形状双折射的现象来产生自旋到轨道的角动量转换。我们证明，这些板可以产生高质量的紫外和红外范围的光束，使他们能够与高功率激光源或激光腔内相互作用。
2017-03-15 physics.optics
Coupled-resonator-induced reflection in photonic-crystal waveguide structures
研究了光在耦合谐振腔光波导中与两个几乎相同的侧腔相互作用时的谐振传输。我们揭示和描述了一种新颖的耦合谐振腔诱导反射（CRIR）的效果，其特征在于一个非常高的和容易调谐的品质因数的反射线，腔和波导之间的站点间耦合的情况下。这种效应与耦合谐振腔诱导透明（CRIT）--一种电磁诱导透明的全光模拟--有着明显的不同，后者最近在基于微环谐振腔和光子晶体腔的结构中得到了理论研究和实验观察。CRIR和CRIT效应具有相同的物理起源，这可以归因于在表现出多于一个共振的系统中的Fano-费什巴赫共振。讨论了CRIR效应在慢光传输控制和低阈值全光开关中的应用。
2008-04-25 physics.optics
Fano lines in the reflection spectrum of directly coupled systems of waveguides and cavities: measurements, modeling and manipulation of the Fano asymmetry
我们测量和分析了波导和腔直接耦合系统的反射谱。观察到的Fano线提供了对反射和耦合过程的深入了解。与侧耦合系统非常不同的是，观察到的Fano线形不是由波导的终端引起的，而是由测量设备光纤和波导之间的耦合过程引起的。我们的实验结果和分析模型表明，Fano参数描述的Fano线的形状是非常敏感的耦合条件。远低于瑞利范围的光纤移动可导致法诺线形状的急剧变化。
2017-06-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Resonant backward scattering of light by a two-side-open subwavelength metallic slit
分析了TM-偏振光经两侧开口的亚波长金属狭缝后向散射。我们发现，反射系数与波长具有类似法布里-珀罗的依赖关系，这是类似的反常行为的传输报告中的研究[Y。Takakura，Phys. Rev. Lett. \textbf{86}，5601（2001）]。开放的狭缝完全反射了接近共振波长的光。此外，我们表明，入射光和共振后向散射光的干涉在近场衍射区产生的空间局域波的强度是10-10 $^3$倍大于入射波，但一个数量级小于腔内强度。在狭缝入口和出口处的谐振波的振幅和相位不同于法布里-珀罗腔。
2005-08-03 physics.optics
Ultrathin and Multicolor Optical Cavities with Embedded Metasurfaces
在过去的几年里，光子超颖表面已经展示了它们卓越的和多样化的能力，通过将电磁辐射限制在这些人造薄膜的深亚波长厚度内来实现对光传播的先进控制。在这里，我们证明了超颖表面还提供了新的无与伦比的能力，以减少集成光学元件和系统的整体尺寸。我们提出了一种新颖的方法，将超颖表面嵌入最基本的光学元件之一-光学腔-以大幅缩小光学腔的厚度。我们应用这种方法来设计和实现一个基于超颖表面的纳米腔，其中的法布里-珀罗干涉原理已被修改，以减少腔厚度低于传统的半波长最小值。此外，具有嵌入超颖表面的纳米腔可以支持多个频带的独立可调谐谐振。作为概念验证，使用100 nm纳米腔体内的纳米结构超颖表面，我们实验证明了高空间分辨率的彩色滤光和光谱成像。所提出的方法可以外推到紧凑的集成光学系统，如VCSEL，高分辨率空间光调制器，成像光谱系统和生物传感器。
2017-11-15 physics.optics
Coating-free monolithic fused silica resonator via total internal reflection for precision laser stabilization
LIGO Laboratory, Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系LIGO实验室）；Montclair State University（蒙克莱尔州立大学）
针对光学参考腔薄膜涂层布朗噪声限制精密计量的问题，研究人员研发出基于全内反射的无涂层单片熔融石英谐振器，模式体积达现有同类最大，可用于激光稳频及精密计量，为突破频率稳定极限提供新路径。
2026-08-03 physics.optics
Overcoming optical contrast limit of mesoscale light focusing by means of retrograde-reflection photonic nanojet
从理论上分析了逆反射模式下亚波长光子纳米射流的物理起源。这种特定类型的光子纳米喷射出现在平面光波的连续双聚焦时，由位于平面反射镜附近的透明电介质微粒引起。据我们所知，我们第一次报道了逆PNJ的独特性质，其用于使用光学对比度超过极限值（n > 2）的微粒来增加其焦距和强度，这从根本上将逆PNJ与常规PNJ行为区分开。这可能会大大增加基于PNJ的光镊的捕获潜力。
2020-04-29 physics.optics
Subwavelength Transportation of Light with Atomic Resonances
提出并研究了一种新型的由原子阵列构成的光波导，这种光波导不涉及传统的布拉格散射或全内反射。当阵列间距$a$约为0.6 $λ_0/2π$时，通过其固有共振集体耦合的有限原子链支持具有最小辐射损耗的传播模式，其中$λ_0$是近共振光学跃迁的波长。我们发现，运输是强大的相对于位置的波动，仍然是可能的，当原子被放置在一个圆圈。我们的结果为实现光在冷原子集成光路中的亚波长传输奠定了基础。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topology-Optimized Dielectric Cavities for Enhanced Excitonic Light Emission from $\rm WSe_{2}$
该研究设计并制备兼容 CMOS 的拓扑优化硅介质腔阵列，以极端亚波长近场局域增强 WSe₂ 激子耦合，实现十倍 PL 增强、寿命缩短及可扩展集成。
2025-09-30 physics.optics
Influence of spatial dispersion in metals on the optical response of deeply subwavelength slit arrays
在描述金属中电子响应的流体动力学模型的框架中，我们表明，非常窄和浅的金属狭缝阵列具有光学响应，该光学响应受电子之间的排斥相互作用引起的金属中的空间色散的影响。由于简单的Fabry-Perot模型不足以准确描述这种结构的行为，我们建议将狭缝视为具有两种模式的广义腔，一种是传播模式，另一种是消逝模式。这个非常一般的模型允许得出这样的结论，即空间色散对传播模式的影响是解释为什么整个结构对空间色散敏感的关键因素。由于与以前的实验相比，这种结构的制造具有相对较大的差距，这是我们力所能及的，这项工作为未来急需的非定域性实验铺平了道路。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Effects of boundary roughness on a Q-factor of whispering-gallery-mode lasing microdisk cavities
我们进行数值研究的侧壁缺陷的激光应用的光盘腔的共振态展宽的影响。我们证明，即使是小的边缘粗糙度导致急剧退化的高Q回音壁（WG）模式谐振降低其Q值的许多数量级。同时，低Q WG共振对表面粗糙度相当不敏感。本文用散射矩阵技术对数值模拟结果进行了分析，并结合经典射线图象中截面的庞加莱曲面的检验，从弯曲介质界面上的波反射的角度对数值模拟结果进行了解释。
2003-05-27 physics.optics
Trapping of light in solitonic cavities and its role in the supercontinuum generation
我们证明，分裂的高阶N-孤子与随后的基本准孤子的喷射创建孤子腔，形成一对孤子与色散光被困在它们之间。作为被捕获的光从作为镜子的束缚孤子多次反射的结果，它们弯曲它们的轨迹并碰撞。在光谱域中，两个孤子分别接收到蓝色和红色的波长移动。被捕获的反弹光的光谱也会改变。这种现象强烈影响所产生的超连续谱的光谱特性。系统的参数，这是负责创建的腔的研究，揭示了预测和控制的孤子-孤子碰撞所引起的多次反射的被困光的可能性。
2013-07-18 nlin.PS physics.optics
Anisotropic Babinet-invertible metasurfaces to realize transmission-reflection switching for orthogonal polarizations of light
当棋盘互连点的局部电导率发生变化时，极薄金属棋盘的电磁特性从谐振反射（透射）急剧变化到谐振透射（反射）。到目前为止，这种临界过渡的超颖表面已被应用，只有当他们有4重旋转对称性，和他们的应用程序的偏振控制，这需要各向异性，一直未被探索。为了克服这种适用性的限制，并开辟新的途径，通过利用棋盘状超颖表面的临界过渡的动态深亚波长偏振控制，我们引入了一个通用的各向异性巴比特可逆超颖表面类，使每个正交偏振波的透射-反射开关。作为各向异性巴比特可逆超颖表面的应用，我们实验实现了一种透射轴可以通过$90^\circ$动态旋转的可重构太赫兹偏振器。
2016-10-10 physics.optics
A reduced-order analysis for multi-reflection-driven laser absorptance in vaporization-induced cavities
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Michigan（密歇根大学）；National Institute of Standards and Technology（国家标准与技术研究院）
针对汽化诱导空腔中多次反射增强激光吸收的问题，提出基于有效单次反射光学深度的降阶模型，分离几何与光学效应，实现高效吸收率预测与锁孔表征。
2026-09-29 physics.app-ph physics.optics
Metasurface-based hybrid optical cavities for chiral sensing
提出利用量子超表面设计外部磁场控制的保螺旋度混合光学谐振腔，通过超窄谐振和快速相移实现手性分子的高灵敏鉴别传感。
2023-06-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Scattering matrix approach to the resonant states and Q-values of microdisk lasing cavities
本文发展了一种散射矩阵方法，用于数值计算任意形状和折射率任意变化的非理想光盘腔的谐振态和Q值。所开发的方法已被应用于研究表面粗糙度和折射率的不均匀性对激光应用的微盘腔的Q值的影响。我们证明，即使是小的表面粗糙度可以导致许多数量级的高Q腔模式的急剧退化。结合Poincare截面曲面和Husimi分布的检验，从波在弯曲介质界面上的反射角度对数值模拟结果进行了分析和解释。
2003-07-03 physics.optics
Ultra-subwavelength focusing and giant magnetic-field enhancement in a low-loss one-way waveguide based on remanence
基于表面等离子体激元（SPP）的亚波长聚焦在锥形金属结构中得到了广泛的研究。然而，能量局部化的效率相对较弱，主要是由于高传播损耗和强背反射。在这里，我们提出了一个直锥形的三维（3D）的单向表面磁等离子体（SMP）波导与结束表面的$\sim 10^{-4}λ_0 \times 10^{-4}λ_0$，以实现能量集中在微波制度。由于SMP的低传播损耗，我们在这样的超亚波长区域实现了巨大的磁场增强，增强了五个数量级。而不是使用外部静态磁场，我们提出的SMP波导依赖于剩磁，这是非常方便的操作实际的3D应用。这些结果在磁场增强或猝灭荧光、二维材料的发光或非线性、新型扫描近场微波显微镜和能量存储等方面显示了广阔的应用前景。
2019-09-20 physics.optics physics.plasm-ph
Broadband Low-loss Unidirectional Reflection On-chip with Asymmetric Dielectric Metasurface
本文提出一种沿传播方向锥形化并采用双翻转结构的非对称介质超表面，在多模波导中于200 nm带宽内实现低损耗前向传输、>80%模式转换和90%背向反射抑制。
2025-06-07 physics.optics
Deep Subwavelength Plasmonic Lasers
激光科学已经解决了物理限制，以实现更高功率，更快和更小的光源。寻求能够在纳米尺度上直接产生相干光场的超紧凑激光器，远远超过光的衍射极限，仍然是一个关键的基本挑战。基于光子晶体、微盘、金属包覆腔和纳米线的显微激光器现在可以达到衍射极限，这限制了光学模式尺寸和物理器件尺寸都大于半个波长。虽然表面等离子体激元能够紧密地定位光，但光频率处的欧姆损耗抑制了真正纳米尺度激光器的实现。最近的理论已经提出了一种通过使用混合等离子体激元波导来显著减少等离子体激元损耗同时保持超小模式的方法。使用这种方法，我们报告了一个实验演示的纳米级等离子体激元激光器产生的光学模式小于100倍的衍射极限，利用高增益硫化镉半导体纳米线顶部的银表面由5 nm厚的绝缘间隙分开。发射寿命的直接测量揭示了宽带增强的纳米线的自发发射率高达6倍，由于强模式约束和签名的明显的阈值激光。由于等离子体激元模式没有截止，我们展示了器件和光学模式的横向尺寸的缩小。随着这些光学相干源接近分子和电子长度尺度，等离子体激元激光器提供了探索光与物质之间极端相互作用的可能性，为有源光子电路，生物传感和量子信息技术开辟了新的途径。
2009-06-25 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
Cancellation of lateral displacement noise of 3-port gratings for coupling light to cavities
反射光栅使得光能够耦合到光学腔而不透射穿过衬底。具有三个端口并且以二阶Littrow配置安装的光栅甚至允许使用低衍射效率耦合到高精细度腔。然而，与传统的透射腔耦合器相比，衍射光的相位取决于光栅的横向位置，这引入了额外的噪声耦合。在这里，我们实验证明，这种噪声抵消了一次光栅的两个衍射输出端口相结合。我们实现了与传统耦合器相同的信号散粒噪声比。从这个角度来看，三端口光栅耦合器在二阶Littrow配置仍然是一个有价值的方法，以减少光学吸收的腔耦合器基板在未来的引力波探测器。
2015-04-29 physics.optics
Gate-controlled mid-infrared light bending with aperiodic graphene nanoribbons array
石墨烯等离子体纳米结构能够实现从中红外到太赫兹频率的电磁能量的亚波长限制。通过利用在等离子体纳米结构的共振频率附近的光谱变化的光散射相位，可以控制入射光束的反射角度。我们证明，通过基于麦克斯韦方程组的全波电磁模拟，通过使用石墨烯纳米带的非周期性阵列的中红外线光束的反射角度的电控制，其宽度被设计为产生空间变化的反射相位分布，其允许朝向预定义方向的远场准直光束的构造。
2014-12-02 physics.optics
Two-dimensional porous silicon photonic crystal light emitters
我们设计、制作了纳米多孔硅二维光子晶体腔，并进行了初步实验。由于Purcell效应和由腔限定的定向辐射图案，预期在谐振波长处的光致发光提取效率的增强。由于其小的模体积和适度的品质因数，这种腔还应当增强多孔Si所表现出的非线性，超过在一维分布式布拉格反射腔中观察到的非线性。这种设计很好地将其自身与传统的基于硅的电子器件集成在单个芯片上。
2005-09-21 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
Overcoming the diffraction limit on the size of dielectric resonators using an amplifying medium
用于在纳米级定位光的现有方法使用具有负介电常数的结构，通过利用亚波长等离子体共振，或者使用具有高折射率的介电结构，其减小了波长。在本文中，我们提供了一种替代这两种方法的基础上修改的介质谐振器的模式，通过一个有源介质。我们表明，一个活跃的介质可以促进亚波长光的介电结构中的本地化。我们认为一个电介质层的大小基本上小于半波长的光在电介质中，并证明，在一定值的增益在有源介质中，在反射层边界处的相位变化补偿的相位变化，由于在该层上的传播。在该增益值处，形成增益辅助模式，其中在电磁波的往返行程期间的相移为零。这种增益辅助模式仅在电介质中的正增益下存在，并且可以用于创建亚波长尺寸的电介质激光器和传感器。
2022-01-23 physics.optics
Subwavelength gratings for OVDs - From local interactions to using light-transport
在过去的30年里，亚波长光栅作为高安全性的衍射光学可变成像器件（DOVID）得到了发展和生产。他们允许新的独特的光学效果和显着降低DOVID伪造。特别地，涂覆有高折射率电介质的亚波长光栅是公知的并且被批量生产以保护文件，诸如衍射识别设备（DID）。这些亚微米光栅被称为零级器件或滤波器（ZOD，ZOF）或设计用于零级读出的衍射微结构。类似的结构被称为谐振波导光栅（RWG）或谐振漏模波导，当优化用于不同的目的。使用时间分辨光学模拟的研究可以演示和量化当跨光栅（共线入射）观察时光如何在DID结构中耦合和传播。RWG的泄漏谐振模式在共线入射的DID的出现中起着重要作用，这对此类安全元件的工程具有实际影响。通过对这种非局域光相互作用的研究，可以利用RWG中的光输运来设计和产生新的光学可变效应。作为示例，多频率RWG可以被设计为耦合不同颜色和偏振的光，并且将它们从零阶器件典型的镜面配置中耦合出来。作为进一步的步骤，我们提出了新的结构，能够耦合光在基板或在选定的层的安全文件或标签，embling波导光在这些层。这些光学耦合器能够在宏观尺度上使用基板体积中的全内反射实现选择性光传输，同时与当前的卷对卷方法兼容。
2015-11-17 physics.optics
Remote non-invasive Fabry-Perot cavity spectroscopy for label-free sensing
光学监测分子浓度的一种方式是利用法布里-珀罗腔的透射率和反射率对它们的光学性质的变化的高灵敏度。到目前为止，已被认为是固有的和非固有的法布里-珀罗腔传感器与分析物被放置在谐振器内或耦合到外面的倏逝场。在这里，我们表明，法布里-珀罗腔也可以用于监测分子浓度的非侵入性和远程，因为从目标分子的光的光的反射回到法布里-珀罗腔增加了向上的峰值，其总反射率的最小值。检测这些峰的幅度揭示了关于分子浓度的信息。通过使用光学腔阵列，可以一次探测宽范围的频率，并且可以获得唯一的光学指纹。
2022-12-17 physics.ins-det physics.optics
From membrane-in-the-middle to mirror-in-the-middle with a high-reflectivity sub-wavelength grating
我们展示了一个“膜在中间”的光学机械系统，使用氮化硅膜图案作为亚波长光栅。光栅的反射率超过99.8%，有效地创建了两个子腔，自由光谱范围为6 GHz，通过光子隧道光学耦合。透射和反射光谱的测量显示避免了交叉，其中两个子腔同时进入谐振，频率分裂为54 MHz。我们推导出了对称和反对称模在避免交叉处的线形表达式，并通过与实验数据的比较来推断光栅的反射、透射、吸收和散射。
2014-07-07 physics.optics quant-ph
Negative reflection of polaritons at the nanoscale in a low-loss natural medium
负反射发生在当光被反射向其入射的边界的法线的同一侧时。这种奇特的光学现象为光的操纵提供了一条新的途径，不仅在真实空间中尚未可视化，而且在纳米尺度和自然介质中基本上都未被探索。在这里，我们直接可视化纳米尺度限制的极化激元负反射在低损耗的范德华晶体中制造的亚波长镜。我们的近场纳米成像结果揭示了负反射时极化激元波长和传播方向的非常规和广泛的可调谐性。基于这些发现，我们介绍了一种新的纳米光学器件：双曲纳米谐振器，其中具有不同动量的双曲极化激元反射回一个共同的点源，增强其强度。这些结果为在低损耗自然介质中实现纳米光子学铺平了道路，提供了一种新颖有效的途径来限制和控制纳米级的光流动，这是未来光学芯片纳米技术的关键。
2022-02-28 physics.optics
Comment on ``Enhanced transmission of light through a gold film due to excitation of standing surface-plasmon Bloch waves"
本文的目的是首先纠正一个误解所发挥的作用，复合波衍射表面波产生亚波长结构和第二指出，周期性布洛赫结构是不必要的有效生产的表面等离子体极化激元（SPP）作为行波或驻波的导模。引导表面波起源于垂直入射下照明的简单狭缝或凹槽边缘，并且容易实现来自这些驻波的一维（1-D）表面腔。
2007-04-27 physics.optics
Reflection suppression by the hyperbolic-medium antennas and silicon particles
由具有双曲色散的材料制成的光学天线是实现有效的亚波长散射体的替代方法，并且可以克服由等离子体激元和全介电设计施加的限制。最近出现的天然双曲材料六方氮化硼支持声子极化激元激发具有低光学损耗和高各向异性。在这里，我们研究的双曲介质（HM）天线的散射特性，特别是，我们考虑的组合的两种类型的颗粒- HM酒吧和硅球-安排在一个周期性的阵列。我们分析了激发的电和磁共振的粒子和它们的重叠在阵列中的效果。我们从理论上证明，从阵列的反射率的减少可以实现与适当的粒子尺寸，不同的粒子类型的电和磁共振重叠，和共振振荡的相位。在这种情况下，广义Kerker条件得到满足，并且阵列中的颗粒二聚体有效地在前向方向上散射光。该效应可用于设计基于六方氮化硼散射体的超颖表面，并可用于中红外光子学。
2018-01-05 physics.optics
Broadband wide-view all-dielectric handedness-preserving mirror
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；Osipyan Institute of Solid State Physics RAS（奥西皮扬固体物理研究所）；PN Lebedev Physical Institute of RAS（列别捷夫物理研究所）
本研究提出了一种宽带全介质镜，通过优化实现手性保持反射，适用于手性光的法布里-佩罗共振腔
2026-01-13 physics.optics
Nanometer-scale Cavities for Mid-infrared Radiation via Image Phonon Polariton Resonators
本文提出在SiC极性电介质上沉积银纳米立方体，实验实现反对称镜像声子极化激元模式，将中红外辐射限制在比自由空间小近十亿倍的模式体积内，品质因子超过180，为纳米尺度长波长强光-物质相互作用控制开辟了新途径。
2025-05-05 physics.app-ph physics.optics
Self-interaction of ultrashort pulses in an epsilon-near-zero nonlinear material at the telecom wavelength
数值研究了飞秒脉冲在高色散、高非线性的氧化铟锡（ITO）ε近零（ENZ）材料亚波长层中随电信载波波长的动力学行为。由于ITO ENZ材料的亚波长厚度，以及脉冲的传播时间短于其时间宽度的事实，多次反射在光谱域和时间域中引起自相互作用，特别是在比ENZ点更长的波长处，在ENZ点处反射明显更强。脉冲啁啾的较大绝对值通过在波长之间重新分配能量而强烈地影响自相互作用，而啁啾的符号影响时域中的相互作用。还发现，当两个相同的脉冲从两端同时发射时，可以建立驻波状态的亚波长对应物。它显示了强大的能量定位在样品的中间，在光谱和时间强度分布方面。
2019-11-27 nlin.PS physics.optics
A Gaussian-optical Approach to Stable Periodic Orbit Resonances of Partially Chaotic Dielectric Micro-cavities
利用抛物方程方法，在短波长范围内构造了介质微腔中局域在稳定周期光线轨道上的准束缚模。这些模式被示出共存的不规则间隔的“混乱”模式的一般情况下。准束缚模式的波矢量子化规则推导出一个简单的物理解释的菲涅耳反射;准束缚模式显式构造和数值计算结果相比。的谐振腔的离散对称性的效果进行了分析，并示出产生准简并多重峰，这些多重峰的平均分裂计算的方法从量子混沌理论。
2002-06-29 nlin.CD physics.optics
Zero-index and Hyperbolic Metacavities: Fundamentals and Applications
光学谐振腔（Optical Resonant Cavities，ORC）作为光操控的基本构件，在光操控中有着广泛的应用，它可以限制电磁波，改善光与物质之间的相互作用，在腔量子电动力学、非线性光学和量子光学中也发挥着重要作用。特别是近年来，由亚波长单胞组成的人工材料--超材料的兴起，极大地丰富了有机硅的设计和功能。在这里，我们回顾零指数和双曲型超材料构建新的ORC。本文首先介绍了零折射率和双曲型超材料的分类和实现方法。其次，总结了零折射率腔和双曲腔的独特性质，包括零折射率（双曲）亚腔的几何不变性、均匀/非均匀场分布和拓扑保护（反常标度律、尺寸无关性、高阶模连续性和无色散模）。最后介绍了零指数亚腔和双曲亚腔的一些典型应用，并对亚腔的研究进行了展望。
2021-05-26 physics.app-ph physics.optics
Theory of deeply subwavelength electromagnetic structuring of semiconductors due to thermal-ionization instability
A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院阿·瓦·加蓬诺夫-格列霍夫应用物理研究所）
该研究建立电离辅助不稳定性理论，阐明半导体表面热失控与衍射近场弱化的竞争机制，推导的解析表达式可描述强太赫兹辐射制备硅深亚波长结构的周期及相关依赖关系。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Relationship between total reflection and Fabry-Perot bound states in the continuum
本研究探究全反射与法布里-珀罗连续谱束缚态（FP-BICs）的关联，发现波数为零或周期层具周期方向反射对称时全反射参数附近存在FP-BICs，非对称且波数非零时无法通过调参找到对应FP-BICs，明确全反射不必然产生FP-BICs。
2025-01-15 math-ph math.MP physics.optics
Chaotic light: a theory of asymmetric resonant cavities
球形和圆柱形介质腔支持高Q回音壁模式，由于被捕获的光的全内反射。当这样一个腔是顺利变形的光线动力学的这些模式变得混乱的方式所确定的KAM理论的经典哈密顿动力学。由KAM理论预测的射线动力学的普遍性质允许这样的非对称谐振腔（ARC）的回音壁模式的一般理解。该理论与描述射线运动的非线性映射的模拟相结合，为大变形（大于半径的1%）的这些回音壁模式的Q破坏的射线光学模型提供了基础。该模型预测了一个尖锐的发病作为一个函数的变形显着的Q破坏这些模式和高度定向发射高于此阈值。典型回音壁模式的波动方程的解证实了由射线光学模型预测的定性行为，即使当腔仅为谐振波长的几倍时。该模型首次解释了高度变形激光液滴的激光强度分布。
2002-03-21 physics.class-ph physics.optics
Multimode vibrational strong coupling in Direct Laser written Mid-IR plasmonic MIM nano-patch antennas
本研究通过实验与理论分析三维打印 L 形 MIM 纳米腔，揭示其双偶极模式与聚合物振动的多模强耦合，并以耦合振子模型预测腔臂长度效应。
2023-03-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Realizing strong light-matter interactions between single nanoparticle plasmons and molecular excitons at ambient conditions
在原子和固体系统中实现单个二能级系统与共振腔之间的强光-物质相互作用，为在单光子水平上研究光学非线性开辟了可能性，这对于未来的量子信息处理网络是有用的。然而，这些努力受到不利的实验条件的阻碍，如低温和超真空，需要研究这样的系统和现象。虽然已经进行了几次尝试，在室温下使用所谓的等离子体共振实现强的光-物质相互作用，但仍然缺乏在单个纳米颗粒水平上的成功实现。在这里，我们证明了在环境条件下，在单个银纳米棱镜内的等离子体激元和分子J聚集体中的激子之间的强耦合。我们的研究结果表明，深亚波长模体积$V$与纳米棱镜中与等离子体相关的高品质因子$Q$一起导致强耦合品质因数- $Q/\sqrt{V}$高达$\sim6\times10^{3}$ ~ $μ$ m $^{-3/2}$ --一个可与现有技术的光子晶体和微晶体谐振腔相媲美的值，从而表明等离子体纳米腔，特别是银纳米棱镜可用于室温量子光学。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
