Resonant transparency of materials with negative permittivity
结果表明，具有负介电常数的不透明材料的透明性表现出共振行为。共振的发生是由于板边界处表面波的激发。入射倏逝场在共振处的剧烈场放大提高了亚波长成像系统（超透镜）的分辨率。对于与表面模式的激发相对应的入射角和波频率的特定值，有限厚度的板可以对\textit{p}偏振的斜入射电磁波完全透明。在共振时，两个倏逝波具有有限的相移，提供通过非透明区域的非零能量通量。
2006-07-13 physics.optics physics.plasm-ph
Multistability at arbitrary low optical intensities in a metallo-dielectric layered structure
我们发现，一个非线性金属介质层状板的亚波长厚度和非常小的平均介电常数显示光学多稳态行为在任意低的光强度。这是由于这样的事实，即在存在小的线性介电常数的情况下，无论透射光强度有多小，多个电磁板状态中的一个都存在。我们证明了只有同时对入射光强度和入射角进行操作，才能在超低光强下达到多重态。通过进行全波模拟，我们证明了预测的现象是可行的，非常强大的。
2010-09-21 physics.optics
Complex Permittivity Characterization of Low-Loss Dielectric Slabs at Sub-THz
本文提出一种基于准光学系统的亚太赫兹频段低损耗介质板复介电常数表征方法，通过仿真验证其精度优于现有方法，并在有机玻璃实测中与参考值吻合良好。
2024-09-05 eess.SP physics.optics
Parity-time symmetry from stacking purely dielectric and magnetic slabs
我们表明，奇偶时间对称匹配的介电常数磁导率可以建立考虑一个有效的奇偶算子，涉及镜像对称性和耦合之间的电场和磁场。这种方法将对宇称-时间对称性的讨论扩展到具有多个物质势的情况。研究表明，当平衡增益/损耗参数变化时，由纯介质和纯磁性平板交替构成的一维光子晶体的能带结构会发生传播模和倏逝模之间的相变.不同材料势之间的交叉匹配也允许本构矩阵的例外点出现在长波长极限中，在那里它们可以用于构造具有单向反射的超材料。
2015-03-03 physics.optics
Extreme nonlinear electrodynamics in metamaterials with very small linear dielectric permittivity
我们考虑了一个亚波长周期性分层介质，其板填充任意线性超材料和标准的非线性克尔介质，我们表明，均匀化介质的行为作为克尔介质的参数可以假设值在标准材料中不可用。利用这样一个参数的可用性，我们专注于线性相对介电常数是非常小的情况，从而允许观察极端的非线性制度的非线性极化是可比的，甚至大于整体介电响应的线性部分。在极端非线性区域中的电磁场的行为是非常特殊的，并且具有新颖的特征，例如，横向功率流反转。为了探索新的制度，我们考虑一类领域（横向磁非线性导波）承认充分的分析描述，我们表明，这些波被允许传播，即使在介质中与$ε<0$和$μ>0$，因为非线性极化产生积极的整体有效介电常数。所考虑的非线性波表现出，除了上述功能，一些有趣的属性，如超聚焦引起的相位差之间的字段组件。
2010-02-17 physics.optics
Superlens induced loss-insensitive optical force
具有相对介电常数$ε= - 1 + iδ$和磁导率$μ= - 1 + iδ$的板具有远离板的临界距离，其中小颗粒将根据其位于该临界距离之内还是之外而被遮盖或成像。我们发现，在平面波照明下，作用在小圆柱上的光学力在此临界距离处达到最大值。与通常观察到的超透镜系统应该是高度损耗敏感的相反，当损耗在一定范围内变化时，该最大光学力保持恒定。对于一个固定的颗粒板的距离，增加损失甚至可以放大作用在小圆柱体上的光学力，与通常认为的损失损害supenlens的响应相反。
2016-05-13 physics.optics
Limitations on Sub-Diffraction Imaging with a Negative Refractive Index Slab
最近有人提出，一个材料的平板，其介电常数和磁导率都具有-1的值，不仅可以使与源相关联的传播场聚焦，而且还可以重新聚焦非传播近场，从而实现亚衍射图像。在这项工作中，我们讨论了各种板参数的亚波长焦点的灵敏度，指出连接到板等离子体激元模式。我们还注意到并解决了与点源的完美成像相关的悖论。我们的结论是，亚波长分辨率是可以实现的现有技术，但只有通过实施一组关键的设计参数。
2002-06-28 cond-mat physics.optics
Interplay between anisotropy and spatial dispersion in metamaterial waveguide
分析了任意单轴各向异性超材料平板的波导模谱，其介电常数张量可以用Drude近似描述。在流体动力学模型中引入了空间弥散。各向异性和空间色散都被认为是扰动。这有助于区分它们对平板光谱的影响，并详细分析等离子体频率下本征模简并度的提升。空间色散导致双曲区光态密度奇异性的破坏和各向异性引起的负色散的抑制。空间色散和各向异性的相互作用可以使光在某些频率下完全停止。
2016-04-23 physics.optics
Avoided crossings and bound states in the continuum in low-contrast dielectric gratings
我们考虑了低对比度介质光栅中的束缚态。结果表明，BIC起源于等效介质板上的约化导模，等效介质板的介电常数等于DG的平均介电常数。在孤立共振的情况下，BIC的位置可以从导漏模的两波色散关系中找到。在两族漏模之间简并的情况下，系统表现出避免共振交叉。在避免交叉的光谱附近，Volya和Zelevinsky在通用形式主义的框架中使用单个拟合参数描述了透射率以及BIC的出现[Physical Review C 67，054322（2003）]。
2018-10-05 physics.optics
Directed sub-wavelength imaging using a layered metal-dielectric system
我们研究了由交替的金属和电介质薄层组成的超材料的一些光学特性。我们可以将这种材料建模为具有各向异性介电常数的均匀有效介质。当该介电常数的分量具有不同的符号时，系统的行为变得非常有趣：P偏振入射场的正常倏逝部分现在被透射，并且存在优选的传播方向。我们表明，这种材料的板可以形成亚波长细节的图像，在一个位置，这取决于所使用的光的频率。图像的质量受到吸收和层的有限宽度的影响;我们超越有效介质近似来预测层需要多薄才能获得亚波长分辨率。
2006-08-16 physics.optics
Unlocking the full potential of wave-matter nonlinear coupling in the epsilon-near-zero regime
近年来，非常规的超材料特性引发了电磁研究的革命，揭示了波-物质相互作用的新场景。非常小的介电常数是这种不寻常特征的主要例子，因为它产生了一种奇异的静态状态，其中电磁场在物理上很大的区域内空间缓慢变化。因此，所谓的ε近零超材料提供了一个理想的平台，可以操纵“拉伸”场的内部细节。在这里，我们从理论上证明，一个标准的非线性是能够操作这样的操纵点，即使是薄板产生一个显着的非线性脉冲变换，如果介电常数是非常小的场带宽内。预测的非共振释放的全非线性耦合产生的ε-近零条件不诉诸任何场增强机制，并开辟了新的途径，利用物质非线性转向辐射的超紧凑结构。
2015-07-10 physics.optics
A Visible-Frequency Excitonic Reststrahlen Band in (PEA)$_2$PbI$_4$ Slabs
Institute of Physical and Theoretical Chemistry, Julius-Maximilians-University Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学物理与理论化学研究所）
通过传输测量和转移矩阵分析，发现(PEA)$_2$PbI$_4$薄片在低温下由层内激子驱动，形成可见光激子Reststrahlen带，实现近超强激子-光子耦合。
2026-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz optically tunable dielectric metamaterials without microfabrication
我们从理论上研究了半导体平板上的太赫兹介电响应。这种周期性结构是由于两个倾斜的红外平面波的干涉激发了电荷载流子，从而可以分别通过改变光束强度和入射角来调节光栅的深度和周期。在光栅周期远小于太赫兹波长的情况下，我们通过电磁全波模拟耦合到由红外辐射激发的电荷载流子的动力学来数值评估有效介电常数张量的普通和非凡分量。我们表明，光致超材料的光学响应可以通过改变光栅定制，它的范围从双折射到双曲线到各向异性负介电，而无需诉诸微加工。
2012-12-17 physics.optics
Metamaterial-Enhanced Coupling between Magnetic Dipoles for Efficient Wireless Power Transfer
导电线圈之间的非辐射耦合是无线能量传输应用的候选机制。本文提出了一种基于近场超材料超透镜的功率中继系统，并对该系统进行了深入的理论分析。我们使用时间谐波电路形式主义来描述两个线圈连接到外部电路和均匀的介电常数和磁导率的各向异性介质板之间的所有相互作用。线圈的领域中发现的点偶极子近似使用索末菲积分，这是减少到标准的特殊功能，在长波长的限制。我们表明，即使有一个现实的磁损耗角正切的顺序为0.1，与平板的功率传输效率可以是一个数量级大于自由空间效率时，负载电阻超过一定的阈值。我们还发现，线圈之间的超材料所占据的体积可以大大压缩，通过采用具有大的各向异性比的磁导率。
2011-02-16 physics.class-ph physics.optics
Hyperbolic Metamaterials and Coupled Surface Plasmon Polaritons: comparative analysis
本文采用Kronig Penney（KP）模型研究了亚波长金属/介质层状结构（又称双曲型超材料）的光学特性。我们发现，双曲Issues表面存在的所有组合层的折射率和厚度，和最大的Purcell增强（PE）的自发辐射实现远离名义上的双曲区域。通过对金属/介质波导中的Hsps和表面等离子体激元（SPPs）导模的场分布、色散曲线和Purcell因子（PF）的详细比较，表明Hsps是弱耦合的间隙或平板SPPs模。宽带PE并不特定于阻碍，并且可以在单个薄金属层中容易地获得。此外，大的波矢和PE总是与高损耗、短的传播距离和大的阻抗相结合;因此，HPLC-PE本质上是能量直接耦合到金属中的自由电子运动中，或辐射寿命的猝灭。PE在Hyndrome是不相关的双曲性本身，但仅仅是在金属或极性介质中的介电常数的强色散的结果，因为我们的结论是相关的也发生在自然界中的红外Hyndrome。当涉及到辐射过程和场浓度的增强时，阻碍并不比更简单的等离子体结构优越。
2016-09-08 physics.optics
Hyperbolic phonon-polaritons in boron nitride for near-field optical imaging
超越衍射极限的光学成像是负折射率超材料的主要动机之一，导致了Pendry的完美透镜和更容易实现的超透镜。虽然这些方法提供了亚衍射分辨率，但它们不提供图像放大的机制。双曲（或不确定介电常数）超材料已被理论上考虑和实验证明，同时提供亚衍射成像和放大，但是，他们的困扰与低效率和复杂的制造。在这项工作中，我们提出了近场光学成像的理论和实验研究，通过平板的低损耗，自然的双曲线材料，六方氮化硼（hBN）。这种薄的hBN层表现出波长相关的多功能操作，提供了一个增强的近场成像的单个埋地物体与低至λ/32的分辨率（0.4 μ m在λ = 12.8 μ m），以及能够扩大重建的几何轮廓的研究对象。基于I型双曲型极化激元的体积受限、波长依赖的传播角，可以解释这种高分辨率和多功能操作。我们的研究结果提供了近场成像性能的理解，通过这种自然的双曲介质，以及激发其令人兴奋的潜力，在极端的次衍射尺度的光的引导和传感。
2015-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Field-enhancement and nonlocal effects in epsilon-near-zero photonic gap antennas
本文实验展示嵌入ITO薄片的ENZ光子间隙天线，其混合模式可高效耦合自由空间并大幅增强电场，通过THG观测到未预测尖峰，证明ENZ材料非局域效应的重要性及ENZ PGA的应用潜力。
2025-02-03 physics.optics
