A perfect absorber made of a graphene micro-ribbon metamaterial
基于超材料的完美吸收体有许多应用前景。完全吸收的特征在于透射和反射的完全抑制以及吸收性元原子对入射能量的完全耗散。特定的吸收光谱通常被分配给体相介质，并用作相应材料的特征。在这里，我们展示了如何使用石墨烯薄片作为完美吸收体的构建块。然后，吸收元原子仅由放置在离金属接地板适当距离处的分子单层组成。我们表明，这种设备的功能是直观和正确的解释的法布里-珀罗模型。
2012-11-13 physics.optics
Multilayer metamaterial absorbers inspired by perfectly matched layers
我们推导出具有类似于完全匹配层（PML）的有效单轴特性的周期性多层吸收体。这种PML的近似表示是基于有效介质理论，我们称之为有效介质PML（EM-PML）。我们比较的空间反射光谱的分层吸收的PML材料，并表明，在忽略增益和磁性能，吸收器仍然功能。这开辟了一条路线，以创建电磁吸收器的真实，而不仅仅是数值应用，作为一个例子，我们介绍了一个分层的吸收器的波长$8$ ~ $μ$ m的SiO $_2$和NaCl。我们还表明，类似的圆柱形的核壳纳米结构来自平面多层也表现出非常好的吸收和反射性能，尽管不同的几何形状。
2014-06-07 physics.optics
A reinterpretation of the metamaterial perfect absorber
基于光栅理论，提出了一种简单的超材料理想吸收体（MPA）的处理方法。我们分析证明，MPA的条件需要存在两个电流，这是几乎不同的相位，几乎相同的振幅，类似于磁偶极子。此外，我们表明，非零阶布拉格模式内的MPA可能会消耗电磁能量显着。
2013-01-28 physics.optics
Metamaterial Perfect Absorber Analyzed by a Meta-cavity Model Consisting of Multilayer Metasurfaces
我们证明了超材料理想吸收体的行为是一个元腔之间的谐振超表面和金属薄膜反射器的限制。理想的吸收是通过法布里-珀罗腔谐振通过谐振腔的“准开放”边界和反射器的“封闭”边界之间的多次反射来实现的。该模型能很好地解释薄膜的角度无关性、超薄厚度和强场局域化等特性。利用该模型，超材料理想吸收体可以被重新定义为具有高Q值、强场增强和极高光子态密度的超材料腔，从而有望在高性能传感器、红外光电探测器和腔量子电动力学器件等方面获得新的应用。
2017-05-07 physics.optics
Wide-angle perfect absorber/thermal emitter in the THz regime
我们表明，一个完美的吸收体/热发射体表现出99.9%的吸收峰，可以实现在金属纳米结构，可以很容易地制造。非常高的吸收保持大角度的中心频率的最小偏移，并可以在整个可见光和近红外区通过缩放纳米结构的尺寸进行调谐。在高温下的光谱特征的稳定性进行了测试，通过模拟使用一系列的材料参数。
2008-07-15 physics.optics
Thermally Induced Nonlinear Optical Absorption in Metamaterial Perfect Absorbers
采用激光干涉光刻和剥离工艺制备了一种由Al/ZnS/Al三层金属-介质-金属系统和顶部的铝纳米片组成的超材料理想吸收体。超材料吸收体在1090 nm处具有峰值共振吸收，并且对1064 nm波长处的600 ps激光脉冲表现出非线性吸收。反射率的非线性饱和被测量为依赖于入射的平均激光功率而不是峰值激光强度。的非线性行为所示，由于铝的介电性能的吸收辐射和光热变化的加热。超材料吸收体被认为在25 MW/cm 2的大激光强度下具有抗损伤性。
2015-01-02 physics.optics
Near-perfect absorber as a subwavelength thickness spatial frequency filter for optical image processing
空间频率滤波是生物和技术成像中的信息处理方法的基本使能器。然而，大多数滤波方法需要庞大而昂贵的光学设备或一定程度的计算处理。在这里，我们实验证明片上，全光空间频率滤波使用薄膜完美的吸收体结构。我们给出了振幅图像中的边缘增强以及波场中的相位梯度转换为强度调制的例子。
2019-02-15 physics.optics
Multi-spectral near perfect metamaterial absorbers using spatially multiplexed plasmon resonance metal square structures
利用多路复用金属正方形等离子体共振结构，在多光谱波长下实现了近完美的红外线吸收。在两个单独的波长下，在双波段超材料吸收器中观察到超过95%的光功率吸收，并且在三个单独的波长下，在三波段超材料吸收器中观察到超过92.5%的光功率吸收。峰值吸收波长主要由多路复用结构中的金属正方形的尺寸确定。在峰值吸收波长处计算了介质间隔层中间的电场分布。结果表明，强的光吸收对应于超材料结构中的局部四极等离子体共振模式。
2013-01-30 physics.optics
Theory of metasurface based perfect absorbers
基于一种解析方法，我们提出了一个理论审查的吸收，散射和消光的偶极子散射体和规则阵列组成的这种散射体，即，元表面除了通过概述电/磁共振偶极粒子/超颖表面的最大吸收极限提供教程外，我们还提供了一种教育性的分析方法来分析它们。此外，我们提出了两个已知的替代方案，在提供完美的吸收器的电和/或磁共振超颖表面的分析，一个是基于在所谓的惠更斯超颖表面的电和磁响应的同时存在，而另一个是建立在所谓的索尔兹伯里吸收器的背反射器的存在下。我们的工作是支持几个数值例子，以澄清在每个阶段的讨论。
2017-11-22 physics.optics
Graphene-based perfect optical absorbers harnessing guided mode resonances
我们通过数值和实验研究了石墨烯基光吸收剂，该吸收剂利用导模共振（GMR）在几纳米的带宽（在可见光和近红外范围内）实现完美吸收，单层石墨烯吸收增加了40倍。我们分析了几何参数对吸收率和斜入射角响应的影响。最后，我们实验验证了理论预测的一维，介电光栅，并将其附近的金属或介质镜。
2015-04-22 physics.optics
Deterministic generation of a perfect soliton crystal with a saturable absorber
我们数值研究了在可饱和吸收体（SA）作用下光学微谐振腔中完全孤子晶体（PSC）的确定性产生。SA允许从初始的、周期性的图灵滚直接形成PSC。它阻止通过一个混沌状态，这导致随机性质的耗散克尔孤子的数量方面。结果表明，PSC的形成是确定性的，其数量可以通过调节输入功率和SA参数来控制。我们的工作提供了一个简单的方法来获得一个稳定的PSC，提供了一个超高的重复率和高梳状输出功率。
2021-12-23 physics.optics
Coherent perfect absorber and laser in purely imaginary conjugate metamaterials
共轭超材料是指介电常数和磁导率互为复共轭的材料，它同时具有损耗和增益的特性。通过采用共轭超材料与一个纯粹的想象的形式，我们提出了一种机制，实现相干完美吸收体（CPA）和激光模式，这已被广泛研究的宇称时间对称系统。此外，获得CPA和激光模式，包括同时获得它们的一般条件，通过分析纯虚共轭超材料制成的平板的波散射特性被揭示。具体地说，在具有次单位有效折射率的纯虚共轭超材料平板中，可以实现对来自空气的入射波的完美吸收。
2017-08-07 physics.optics
Impact of resonator geometry and its coupling with ground plane on ultrathin metamaterial perfect absorbers
我们研究了谐振腔的几何形状及其与地平面的耦合对超材料理想吸收体性能的影响。以交叉谐振器为例，我们发现通过改变谐振器的几何尺寸可以进一步减小吸收体的厚度。数值模拟和理论计算表明，多次反射的相消干涉是近单位吸收的主要原因。谐振器阵列和接地平面之间的近场耦合可能是显著的。当考虑这种耦合时，使用干涉模型计算的理论结果与实验和数值模拟非常一致。
2012-07-02 physics.optics
Coherent perfect absorbers: linear control of light with light
材料吸收电磁能是许多应用问题的基础，包括分子传感、光电流产生和光电探测。通常，入射能量通过单个通道传递到系统，例如通过入射在吸收体一侧的平面波。然而，通过利用波的干涉，可以使吸收更加有效。相干理想吸收体是通过控制多个入射波的干涉来实现对电磁辐射的完全吸收的系统。在这里，我们回顾了这种设备的设计和应用的最新进展。我们提出了相干完美吸收现象的理论原理，并概述了可以实现的光子结构，包括平面和导模结构，石墨烯基系统，奇偶和时间对称结构，3D结构和量子力学系统。然后，我们讨论了相干完美吸收在纳米光子学中的可能应用，最后，我们调查了这一领域的未来前景。
2017-08-14 physics.optics
Sensing with THz metamaterial absorbers
从微波到电磁波谱的光学部分的超材料完美吸收器由于其吸收电磁辐射的能力而被深入研究。超材料对光的完美吸收为面向应用的功能（如高效传感器和发射器）开辟了新的机会。我们提出了一种基于吸收体的太赫兹频率传感方案，并讨论了优化设计，以实现高频率和幅度的灵敏度。作为传感器的理想超材料吸收体的主要优点是吸收体共振频率的灵敏偏移以及共振振幅的急剧变化，这是由于分析物与处于共振理想吸收频率的电场和磁场的强相互作用。我们比较了完美的超材料吸收体的传感性能与其互补的结构设计和平面超表面具有相同的结构。对于这里的吸收体传感器获得的最佳FoM值是2.67，我们发现其显著高于相同的平面超材料谐振器设计。我们进一步表明，传感器的灵敏度取决于分析物的厚度与获得的最佳灵敏度值接近λ/4 n的厚度，λ是自由空间共振波长和n是分析物的折射率。由于几种材料在太赫兹频率下具有独特的光谱特征，因此超材料吸收体作为太赫兹光谱域中的传感器的应用将具有巨大的意义。
2014-08-16 physics.optics
Narrow band perfect absorber for maximum localized magnetic and electric field enhancement and sensing applications
等离子体提供了一种令人兴奋的方式来调解光和物质之间的相互作用，允许强场增强和限制，共振时的大吸收和散射。然而，由于金属固有的高光学损耗和辐射阻尼，同时实现超窄带完美吸收和电磁场增强具有挑战性。在这里，我们提出了一种全金属等离子体吸收器，其吸收带宽小于8 nm，偏振不敏感吸收率超过99%。与传统的金属-电介质-金属结构不同，我们证明了窄带完美吸收和场增强是由深亚波长尺度的垂直间隙等离子体激元模式引起的，它具有高达120的品质因数和约为10^-4*（λ/n）^3的模式体积。基于耦合模理论，我们证明了稀光场的增强与吸收成正比，因此理想的吸收是获得最大场增强的关键。此外，所提出的理想吸收体可以作为折射率传感器，灵敏度为885 nm/RIU，品质因数高达110。它为窄带完全吸收和局域场增强提供了一种新的设计策略，在生物传感器、滤波器和非线性光学等方面具有潜在的应用前景。
2016-01-03 physics.optics
Multi-spectral programmable absorbers
我们设计并演示了一种多光谱可编程完美吸收体，它利用了两种不同的相变材料。这种可编程性是可能的，通过共振耦合两个相变材料，一个Ge2Sb2Te5层二氧化钒纳米粒子（VO2 NPs）。理想的吸收归因于纳米颗粒之间激发的间隙等离子体激元模式和薄膜与纳米颗粒之间激发的波导腔状模式的合并。通过将该结构加热到不同的温度，可以将吸收率峰（>90%）调谐到从1906至2960 nm的四个不同的红外（IR）波长。理想的吸收体是可重构的、免光刻的、大规模的、偏振不敏感的全向的。我们的策略为可编程红外光子学开辟了一条新的道路。
2021-06-13 physics.optics
Ultra-broadband Terahertz Perfect Absorber Based on Multi-frequency Destructive Interference and Grating Diffraction
由于其在频谱成像系统和反雷达隐身中的潜在应用，宽频带高吸收材料引起了人们极大的兴趣。本文提出了一种偏振无关、超宽带、全向的太赫兹吸收体，并对其进行了制备和评价。实验结果表明，在0.75~ 2.41THz的频率范围内，薄膜的吸收率可达95%以上。由于层间的多频相消干涉和光栅的阻抗匹配条件，在0.88 THz、1.20 THz、1.53 THz、1.96 THz和2.23 THz处的5个连续吸收峰合并成一个超宽带吸收谱。
2014-09-22 physics.optics
Design of a hybrid silicon-plasmonic co-propagant integrated coherent perfect absorber
通过等离子体激元和介质波导概念的混合集成，它表明，相干的完美吸收可以实现在共传播耦合器的几何形状。该设备有望用于经典和量子信号处理。首先，在更一般的2x2有损耦合器形式主义的上下文中详细描述所提出的设备的操作原理。然后，它示出了如何调整的设备在一个广泛的区域可能的工作点，其宽带操作，以及制造的不确定性的容忍度。最后，一个完整的图片内的混合结构的电磁模式进行了分析，发光的潜力，建议的设备持有鉴于其他应用，如非线性光学，偏振控制和传感。
2015-12-16 physics.optics
Casting dissipative compact states in coherent perfect absorbers
相干完全吸收（CPA）又称时间反转激光，是由透射波和反射波的相消干涉相互作用而产生的一种波动现象。在这项工作中，我们考虑准一维晶格网络，其中至少有一个平带，并表明CPA和激光可以诱导在线性和非线性制度的晶格微调非厄米缺陷（耗散项本地化在一个单元格）。我们表明，当地的耗散，产生CPA同时产生新的耗散紧凑的解决方案的晶格，其增长或衰减的时间可以微调通过耗散参数。该方案用于数值可视化的理论研究结果提供了一个新的平台，这些现象的实验实施在光学器件。
2020-01-08 physics.optics
Broadband and energy-concentrating terahertz coherent perfect absorber based on a self-complementary metasurface
本研究提出一种基于自互补棋盘状超表面的宽带聚能太赫兹相干完美吸收器，通过理论分析、数值模拟与太赫兹实验验证其在最低衍射频率下的工作特性，可在深亚波长尺度同时实现宽带运行与电磁波能量聚集。
2017-02-02 physics.optics
Dual-color Coherent Perfect Absorber
本研究在单个回音壁模式微腔中通过二次谐波产生实验实现了双色相干完美吸收体，可同时吸收基波与二次谐波，通过非线性干涉实现相干控制，拓展了传统CPA的应用边界。
2024-05-18 physics.optics
Perfectly Reflectionless Omnidirectional Absorbers and Electromagnetic Horizons
我们证明了存在的超材料蓝图描述，和基本的限制，完全无反射全向电磁吸收器（PR-OEMA）。以前定义PR-OEMA蓝图的尝试导致了主动（增益），而不是被动的媒体。我们解释了这一事实，并揭示了真正的PR-OEMA设备的新的，独特的局限性，包括物理解决方案的“电磁地平线”的外观。作为实际的替代方案，我们介绍了替代OEMA蓝图对应的媒体，而不是无反射，但有效地吸收入射波的方式鲁棒入射波的多样性。
2016-02-10 physics.optics
A Perfect Terahertz Metamaterial Absorber
设计了一种在太赫兹波段具有近单位吸收率的吸收材料。吸收体的单元结构由两个分别耦合到电场和磁场的超材料谐振器组成。该结构允许我们通过改变介电材料和厚度以及有效介电常数和磁导率来最大化吸收。
2015-08-05 physics.ins-det physics.optics
Ultrathin Semiconductor Perfect Light Absorbers with High Spectral, Polarization, and Angle Selectivity for Arbitrary Wavelengths
在光子晶体材料中实现完美的光吸收有望发展出奇异的光子器件。在这里，我们展示了新的策略，可以提供合理设计的能力，半导体的厚度< λ/10~λ/5）的半导体完美的吸收器的任意波长，包括那些在半导体的本征吸收是弱的，例如Si的近红外波长。这与现有的研究形成鲜明对比，这些研究主要集中在金属材料或高吸收半导体上。我们的设计策略是建立在一个直观的模型，耦合漏模理论，我们最近开发的，可以把完美的吸收器的设计漏模的设计。所设计的吸收体具有显著的吸收增强效果、尺寸小型化以及对入射光的波长、偏振态和角度的高度选择性。它可以实现柔性、重量轻、高性能、成本有效和多功能的光电子器件的开发，这些是目前光吸收器难以实现的。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Simultaneous Realization of Coherent Perfect Absorber and Laser by Zero-Index Media with both Gain and Loss
本文研究了一种具有增益和损耗的零折射率介质（ZIMGL），它的有效介电常数和磁导率都是纯虚的，并且符号相反。我们用解析的方法证明了，用一个损耗和增益相等的ZIM-GL板条，可以同时获得相干的理想吸收体（CPA）和激光，即所谓的CPA激光。CPA激光器以前已经在宇称时间（PT）对称系统中发现。然而，PT对称系统中的基本物理与ZIM-GL中的物理不同。通过设计一种由核-壳结构的棒组成的光子晶体，使损耗和增益分布在核和壳中，实现了这种ZIM-GL。在我们的数值模拟中也证实了这种PC的CPA激光功能。我们的工作为同时实现CPA和激光器提供了一种不同于PT对称系统的途径。
2016-08-25 physics.optics
Broadband mid-infrared perfect absorber using fractal Gosper curve
由于表面等离子体共振固有的窄带宽，设计宽带超材料完美吸收体是具有挑战性的。本文报道了一种利用空间填充高斯曲线的超宽带超材料吸波体。优化结果表明，在2.64 ~ 9.79 μm范围内，整个中红外波段的平均吸收率为95.78%。同时，吸收体对入射光的偏振角和入射角不敏感。在我们的宽带吸收体中使用的基本物理原理涉及具有多个尺度的分形几何和耗散等离子体晶体。宽带完美吸收可以归因于在不同波长处的多个电共振，所述多个电共振由所定义的戈恩曲线中的几个段支持。
2019-08-20 physics.app-ph physics.optics
Coherent perfect absorber and laser induced by directional emissions in the non-Hermitian photonic crystals
在本研究中，我们提出应用非厄米光子晶体（PC）与各向异性发射。与各向同性非厄米特PC中的例外点（EP）环不同，各向异性非厄米特PC的EP表现为关于$Γ$点对称的线。非厄米哈密顿量表明，EP的形成与非厄米强度有关。有效介质理论（EMT）证实了在$Γ$ Y方向上存在复共轭介质（CCM）。但对于$Γ$ X方向，EMT表明有效折射率具有较大的虚部，这在PC内部形成倏逝波。因此，在$Γ$ Y的定向发射中可以实现相干完美吸收体（CPA）和激光效应。$Γ$ X方向的出射波较弱，可显著降低泄漏波造成的损耗和电磁干扰。此外，非Hermitian PC可以实现许多有趣的应用，如信号放大，准直和角度传感器。
2023-03-28 physics.optics
Interference theory of metamaterial perfect absorbers
超材料理想吸波体的阻抗匹配依赖于磁共振响应，其直接证据是金属结构中表面电流的反平行方向。在这里，我们提出了一个不同的理论解释的基础上的干扰，这表明，在超材料吸收器中的两层金属结构只通过多次反射与可忽略的近场相互作用或磁共振。这进一步得到了通过多次反射和叠加在谐振器阵列和接地平面的界面处导出的异相表面电流的支持。这里开发的理论解释了在窄带超材料吸收器中观察到的所有特征，因此提供了对底层物理的深刻理解。
2011-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent perfect absorption in a homogeneously-broadened two-level medium
在最近的工作中，已经相当普遍地表明，在阈值激光的时间反演过程实现了相干完美吸收体（CPA）。在CPA中，具有特定耗散度的光学腔中的损耗介质（其模量等于激光介质的增益）可以完美地吸收相干光波，所述相干光波是激光场的时间反演对应物。本文详细地研究了光腔中二能级介质的时间反演激光过程，导出了产生CPA的条件。结果表明，由于二能级介质的色散特性，精确的时间反演对称性被破坏，CPA发生的场的频率一般不同于激光模式的频率。此外，在一个大的合作参数的观察CPA的存在下的双稳态要求操作在上支的滞后周期。
2011-11-15 physics.optics
Design of micron-long superconducting nanowire perfect absorber for efficient high speed single-photon detection
尽管最近报道了非常高效的超导纳米线单光子探测器（SNSPD），但在单个器件中结合它们的其他性能优势（如高速和超低定时抖动）仍然具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个完美的吸收体模型和相应的检测器设计的基础上，微米长的NbN纳米线集成与二维光子晶体腔的超小模式体积，这有望同时实现近单位吸收，千兆赫计数率和宽带光学响应的3 dB带宽为71 nm。与以前的独立曲折和波导集成SNSPD相比，这种完美的吸收体设计解决了实现大型片上单光子探测器阵列在尺寸、效率、速度和带宽方面的贸易空间。
2020-02-19 physics.app-ph physics.optics
Extremely thin perfect absorber by generalized multipole bianisotropic effect
本文通过在无损介质谐振器中掺入极少量有损金属诱发广义多极双各向异性，实现波长厚度比达25,000的单向太赫兹完美吸收体。
2023-08-14 physics.optics
Biomimetic Ultra-Broadband Perfect Absorbers Optimised with Reinforcement Learning
Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）
通过使用双深度Q学习网络学习最优策略，我们设计了基于蛾眼结构的各种材料的超宽带，仿生，完美的吸收器。所有吸收剂在400至1，600 nm范围内的平均吸收率均超过90%。通过训练具有由铬组成的蛾眼结构的DDQN，我们将学到的知识转移到其他类似的材料中，以快速有效地从大约10亿个可能的选项中找到最佳参数。从之前的优化中学习到的知识有助于网络以更少的步骤找到新材料的最佳解决方案，从而大大提高了寻找超宽带吸收设计的效率。
2019-10-28 cs.LG physics.optics
Coherent perfect absorber and laser for nonlinear waves in optical waveguide arrays
局域非厄米势可以作为一个相干的理想吸收体或作为一个非线性波的激光器。示出了光波导阵列的效果，其中中心波导是有源的或吸收的。位于中心左侧和右侧的阵列可以具有不同的特性。结果是广义的设置与中央波导进行额外的非线性耗散或增益和嵌入一维吸收或激光子阵列的二维阵列。
2018-11-06 nlin.PS physics.optics
Coherent-perfect-absorber and laser for bound states in a continuum
结果表明，两个根本不同的现象，在连续的束缚态和光谱奇异性（或时间反演的光谱奇异性），可以同时发生。这可以特别地在具有嵌入式有源（或吸收）层的矩形芯电介质波导中实现。在这样的系统中，在波导截面的平面中产生连续体中的二维束缚态，并且其沿着波导芯发射或吸收。这一思想可用于实验实现连续谱中光子束缚态的激光或相干完美吸收体。
2018-01-31 physics.optics quant-ph
Floquet Perfect Absorbers based on Periodically Driven Targets
我们介绍了多通道Floquet完美吸收体（FPA）的概念，它是周期性调制的有损耗干涉陷阱，完全吸收入射单色波。拟议的FPA协议利用Floquet工程方法，造成各种新兴的现象和功能：可重构的完美吸收（PA）的入射波的频率范围很广，PA的无穷小的本地损失，PA通过临界耦合高Q模式通过诱导背反射动态镜。
2018-08-01 cond-mat.dis-nn physics.app-ph physics.optics
$\mathcal{P}\mathcal{T}$-Symmetric Coherent Perfect Absorber with Graphene
研究了由石墨烯片包围的线性均匀光学系统TE模解中的$\mathcal{PT}$对称相干理想吸收体（CPA）。结果表明，石墨烯片的存在有助于增强吸收的相干完美吸收体。我们推导出精确的解析表达式，并通过它们可能对激光阈值和CPA条件的影响。我们指出了每个参数的作用与石墨烯的光学系统，并表明，这些参数的最佳条件引起的CPA激光器的增强和可能的实验实现。石墨烯的存在导致所需的增益量基于其化学势和温度显著降低。得到了系统参数之间的关系决定CPA条件的测度。我们发现，石墨烯片中有助于共振效应的石墨烯特征对于构建更好的相干完美吸收体是相当优选的。
2018-12-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Liquid Crystal Tunable Metamaterial Perfect Absorber
我们目前的实验演示电子可调超材料完美吸收器在太赫兹制度。通过将有源液晶结合到超材料单元内的关键位置，我们能够在2.62 THz下将吸收修改30%，并将谐振吸收调谐到4%以上的带宽。数值全波模拟与实验结果吻合良好，并阐明了基本机制，即同时调谐电和磁响应，以保持共振吸收。这些结果表明，表面的基本光相互作用可以通过全电子手段进行动态控制，并为实现新的应用提供了一条前进的道路。
2012-06-19 cond-mat.other physics.optics
Huge local field enhancement in perfect plasmonic absorbers
在这封信中，我们从理论上研究的可能性，总功率吸收的光在一个平面网格建模为一个有效的片与零光学厚度。这种效应的关键前提是结构中同时存在共振电模式和共振磁模式。我们表明，所需的水平的磁模式是可以实现的，使用衬底诱导的双各向异性的效果，这也允许巨大的局部场增强在相同的波长，最大吸收举行。
2012-04-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Linear and nonlinear coherent perfect absorbers on simple layers
我们考虑线性和非线性相干完美吸收体（CPA）在多维几何形状和明确地构造各自的完美吸收的解决方案。多维CPA具有所谓的简单层的结构，其表示将点$δ$函数势推广到更高维。所考虑的例子包括宽带CPA局限于一条直线（在二维设置）和一个平面（在三维空间中）; CPA的拓扑涡上的吸收圆;以及轴对称CPA的球体上。此外，它表明，傍轴光束沿表面非线性CPA嵌入在三维空间中的传播可以是稳定的对扰动。结果被解释在应用程序中的光学和声学系统。
2018-06-13 nlin.PS physics.optics
Chiral phase modulation and tunable broadband perfect absorber using the coherent cold atomic ensemble
本文研究线性空间Kramers-Kronig调制下相干冷原子系综的双通道非互易散射，实现手性相位调制和宽带可调谐相干完美吸收，为低功耗全光器件提供新方案。
2023-10-01 physics.optics quant-ph
A Tunable Terahertz Metamaterial Perfect Absorber Based on Vanadium Dioxide
本文设计了一种基于VO2的可调谐太赫兹超材料完美吸收体，并通过三维FDTD仿真验证其在1–12 THz内具有三个偏振不敏感、随VO2电导率调谐且可容忍6度入射角的共振吸收峰。
2024-01-26 physics.app-ph physics.optics
Broadband Omni-resonant Coherent Perfect Absorption in Graphene
相干完全吸收（CPA）是指由部分吸收体对入射光的干涉诱导的完全吸收，其独立于其固有吸收（其可以非常小）或其厚度。CPA通常在谐振器件中实现，因此不能在宽的连续谱上实现，这阻碍了其对例如光电探测器和太阳能电池的适用性。在这里，我们展示了宽带全谐振CPA放置一个薄的弱吸收体在一个平面腔和预处理的入射光场通过引入明智的角色散。我们利用嵌入二氧化硅中的单层石墨烯作为吸收体，并在可见光范围内的约70 nm带宽内将其光吸收从约1.6%提高到约60%。至关重要的是，一个分析模型表明，在腔驻波场的峰值处放置石墨烯单层对于实现CPA是不必要的，这与传统观点相反。
2021-04-18 physics.optics
Application of metasurface description for multilayered metamaterials and an alternative theory for metamaterial perfect absorber
我们分析了单一和多层的超材料建模每一层作为一个元表面与有效的表面电和磁化率通过薄膜近似。采用传输矩阵方法，这些超表面可以组装成多层超材料，以实现某些功能。我们数值证明，这种方法提供了一种替代的解释超材料为基础的完美吸收，显示的基本机制是一个修改后的法布里-珀罗共振。该方法提供了一种适用于解耦或弱耦合多层超材料的通用方法。
2011-11-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Switchable high-Q light absorbers based on phase-change resonant metasurfaces
China University of Mining and Technology（中国矿业大学）；Ningbo University（宁波大学）
基于相变材料的可重构超材料实现可切换高Q因子光吸收，可在非晶态和晶态间切换，应用于光电探测和热辐射控制。
2026-02-12 physics.optics
Near-Perfect Broadband Infrared Metamaterial Absorber Utilizing Nickel
我们提出了一种薄的，紧凑的，宽带的，偏振和角度不敏感的超材料吸收器的基础上的钨反射器，硅间隔和顶部图案组成的双方形的环形谐振器，利用镍（Ni）。在深亚波长结构中，从3.52 μm到8.32 μm，可以获得约4.8 μm的高吸收带宽（80%以上），对应于约81%的相对带宽。这里，宽带吸收的物理起源与用作矩形纳米天线的顶部图案内侧和外侧的低Q因子偶极模式相关联。由于结构的对称性，该吸收体在相对较宽的TE和TM偏振范围内表现出良好的入射角容限。利用本构有效介质理论反演了镍基吸波材料的有效参数，并比较了有效介质和异向介质的吸波特性。
2020-07-30 physics.app-ph physics.optics
Perfect Impedance-Matched Isolators and Unidirectional Absorbers
提出了一种宽带无反射信道，它支持由回转元件和对称放置的增益和损耗元件之间的相互作用产生的单向波传播。主动元件的互换与回转反转一起将相同的结构转变为单向吸收器，其中来自特定方向的入射波被湮灭。当引入无序时，发现了非对称的安德森局域化，并讨论了在电子和光子电路框架下实现这种多功能结构的可能性。
2013-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.other physics.optics
Tunable Multi-Peak Perfect Absorbers Based on Borophene for High-Performance Near-Infrared Refractive Index Sensing
硼氢化物作为一种新兴的二维单元素折射率传感材料，由于其超高的表面积体积比和出色的表面灵敏度，最近引起了人们的极大关注。然而，目前的研究主要集中在设计具有单峰吸收的基于硼烷的传感器，这与多峰传感器的性能相比缺乏可靠性。本文提出了一种具有多个近乎完美吸收峰的高性能硼氢化物折射率传感器。使用时域有限差分（FDTD）模拟的metadevices的几何参数进行优化，以获得三个强吸收峰在近红外（近IR）制度的强度为99.72%，99.18%，和98.13%。进一步的计算表明，三个强峰的灵敏度分别达到339.1 nm/RIU、410.1 nm/RIU和738.1 nm/RIU，相应的光学优值分别达到15.41/RIU、14.65/RIU和10.85/RIU，显示出很大的近红外折射率传感潜力。此外，三个吸收峰可以很容易地通过调节硼化物的载流子密度来调谐，这可以通过施加不同的外偏压来实现。这些结果可为多峰近红外动态集成光子器件的研制提供理论指导
2022-06-09 physics.optics
Plasmonic nanoantennas as integrated coherent perfect absorbers on SOI waveguides for modulators and all-optical switches
研究了SOI线波导顶部等离子体纳米天线结构作为调制器和全光开关的相干完美吸收体的性能。通过三维时域有限差分法模拟计算了金和铝纳米天线加载波导的吸收、散射、反射和透射光谱，包括沿波导传播的单波以及由两个反向传播波组成的驻波情况。研究的配置显示，调制器和开关应用的损耗约为1%，消光比大于25 dB，以及纳米天线区域的强场增强和定位等离子体效应。所提出的等离子体相干完美吸收体可用于相干网络中的超紧凑全光开关以及调制器，并且可在传感或增加非线性效应中找到应用。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Quasi-analytical solutions of hybrid platform and the optimization of highly sensitive thin-film sensors for terahertz radiation
提出了金属光栅和叠层介质混合平台的太赫兹辐射准解析解。通过时域有限差分仿真验证了QANS的有效性。研究发现，Wood异常在HP中诱发了高阶欺骗表面等离子体共振。应用量子力学方法优化了大面积太赫兹敏感薄膜的新型理想吸收体，在薄膜厚度为0.0001p（p：MG周期）时，其吸收体的品质因数达到了5个数量级。绝缘层的一阶Wood反常和狭缝腔内的Fabry-Perot反常解释了理想吸收体的共振。量子化纳米结构和新的理想吸收体有望成为高灵敏度、实用化的纳米薄膜太赫兹折射率传感器。
2016-07-18 physics.optics
High-Order Perfect Absorption in the Absence of Exceptional Point
Nankai University（南开大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出在无例外点的情况下实现高阶完美吸收，通过异步相干输入引入动量依赖的相位因子，主动控制动量依赖的输出，重塑吸收线型。
2026-03-31 physics.optics quant-ph
Broadband Coherent Perfect Absorber with PT-Symmetric 2D-Materials
我们建议石墨烯和二维（2D）Weyl半金属（WSM）作为二维材料，用于实现宽带相干完美吸收体（CPA）尊重整体PT对称性。我们还证明了相互相等的振幅和相位的左，右入射波实现CPA的条件。一旦在系统中插入适当的参数，我们系统中的2D材料就起到了提高CPA吸收率的作用。我们表明，二维WSM是更有效的比石墨烯在获得最佳条件。我们显示的行为，每个参数的光学系统，并表明，这些参数的最佳条件引起的增强和可能的实验实现的宽带CPA激光器。
2019-05-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Random Matrix Theory Approach to Chaotic Coherent Perfect Absorbers
本文采用随机矩阵理论研究了具有复杂内部动力学的有耗系统中的相干完全吸收。的损耗强度$γ_{\rm CPA}$和能量$E_{\rm CPA}$，其中CPA发生的表示在孤立腔的本征模式-从而携带有关的信息的混乱性质的目标-和它们的耦合到一个有限数量的散射通道。我们的研究结果进行了测试，对数值计算使用复杂的网络谐振器和混沌图CPA腔。
2017-02-17 cond-mat.dis-nn nlin.CD physics.optics
Massively degenerate coherent perfect absorber for arbitrary wavefronts
在新兴的非厄米光子学领域的一个关键见解是，像激光器这样的成熟概念可以反向操作，以实现“相干完美吸收体”（CPA）。虽然在概念上很吸引人，但到目前为止，这种CPA仅限于单个明智成形的波前或“模式”。在这里，我们演示了如何克服这种限制，通过时间反转的“退化腔激光器”，基于一个独特的腔，自图像的任何入射光场到自己。将一个弱的，临界耦合的吸收器到这个腔中，我们证明，任何传入的波前，即使是一个复杂的和动态变化的散斑图案，被吸收的大规模并行干涉过程中接近完美的效率。此外，多模吸收的相干性质允许我们在宽范围内调整吸收程度。这些特性为光捕获、能量输送、光控制和成像等应用开辟了有趣的新可能性。
2022-05-12 cond-mat.dis-nn physics.app-ph physics.optics
