Controlling the water nonlinear refractive index in the THz frequency range via temperature variation
为了创建自控辐射光子学系统，有必要具有关于所用材料的非线性特性的完整信息。在本文中，巨大的低惯性立方非线性水在太赫兹频率范围内的振动机制的实验证明。当液体温度变化时，它的优势表现出来。测量的非线性折射率在太赫兹频率范围内的水射流在温度从14 $^{\circ}$ C到21 $^{\circ}$ C证明了与理论方法的相关性，从4到10 $\cdot$ 10 $^{-10}$ cm $^2$ /W变化，其特征在于小于1 ps的惯性时间常数。
2022-10-31 physics.optics
Dispersion engineered silicon nitride waveguides by geometrical and refractive-index optimization
通过优化多包层结构中波导的横向尺寸和折射率，研究了氮化硅（SiX-NY）波导的色散工程。在1700和2440 nm之间的-84.0 +/- 0.5 ps/nm/km和在1670和2500 nm之间的1.5 +/- 3 ps/nm/km的超平坦色散被数值证明。结果表明，典型的折射率波动以及尺寸波动的SiX-NY波导的制造过程中获得超平坦的色散分布的限制。单包层和多包层波导的制造和他们的色散曲线测量（超过近1000 nm）使用低相干频域干涉技术。通过适当的厚度优化，零色散波长调谐在一个大的光谱范围内的单包层波导和多包层波导具有小的折射率对比度（3%）。在折射率对比度为37%的多包层波导中，获得了在500 nm波长范围内色散变化为3.2 ps/nm/km的平坦色散分布。最后，我们在这种色散平坦的多包层SiX-NY波导中产生了近三倍频程的超连续谱。
2014-09-27 physics.optics
Nanoscale Metamaterial Optical Waveguides with Ultrahigh Refractive Indices
提出了一种基于金属-介质多层无限异向介质的深亚波长光波导。基于金属-介质多层结构和有效介质方法，对不同模阶的波导模式进行了系统的数值模拟。研究了不同模式阶数、自由空间波长和波导截面尺寸对波导模式折射率、传播长度和模式面积的影响。此外，波导模式也示出了在波矢空间中的等频率轮廓，以研究波导模式截止高阶模式的机制。实现了尺寸小于λ0/50、模面积为10-4 λ 0 2量级的深亚波长光波导，在通信波长处的有效折射率达62.0。这种新型的超材料光波导为增强光-物质相互作用的各种应用开辟了机会。
2012-03-18 physics.optics
Correction to the Effective Refractive Index and the Confinement Factor in Waveguide Modeling for Quantum Cascade Lasers
本文导出了量子级联激光器波导设计中的有效介质折射率和限制因子的计算公式，与以往文献中的计算公式相比，应用严格的微扰理论，考虑了波导结构和材料的各向异性光学增益和非厄米特性的影响，对限制因子和有效增益作了百分之几的修正。这个结果可以很容易地推广到任何具有分层结构的光学器件。
2021-07-20 physics.optics
Enhanced THz extinction of single plasmonic antennas with conically tapered waveguides
我们通过实验证明了由两个具有三角形形状和面对顶点的n掺杂Si单体形成的单个等离子体领结天线对太赫兹辐射的共振消光。该演示是通过将天线放置在锥形波导的输出孔径处来实现的，这将天线位置处的入射太赫兹场的强度增强了10倍。波导还抑制了背景辐射，否则该背景辐射被传输而不被天线散射。支持局部表面等离子体激元的蝴蝶结天线具有相关性，因为它们能够共振增强分隔两个三角形元件的间隙处的场强。该间隙具有亚波长尺寸，这允许太赫兹辐射的浓度超过衍射极限。蝴蝶结等离子体天线和锥形波导的组合可以用作放置在间隙中的单个纳米结构的远场THz时域光谱的平台。
2012-08-20 physics.optics
Effect of a weak longitudinal modulation in refractive index on transverse localization of light in 1D disordered waveguide lattices
我们报道了在无序波导晶格中存在弱的折射率纵向调制时，光的横向局域化效应的增强。在我们所选择的晶格中，沿长度方向的隧穿抑制有利于实现无衍射传播，同时存在横向无序。研究结果将有助于调整无序阈值以实现局域光。
2012-10-11 physics.optics
Design and Simulation of a Highly Sensitive Refractive Index Sensor based on Grating-assisted Strip Waveguide Directional Coupler
提出了一种基于光栅辅助条形波导定向耦合器的高灵敏度折射率传感器。该传感器的设计使用两个耦合的非对称条形波导与顶部加载的光栅结构中的一个波导。最大光在谐振波长处从一个波导耦合到另一个波导，并且谐振波长随覆盖区域中介质的折射率变化而变化是灵敏度的量度。所提出的传感器将是具有~ 104 nm/RIU的高折射率灵敏度和可忽略的温度灵敏度（<1 nm/0 ℃）的片上器件。传感器配置提供低传播损耗，从而提高灵敏度。灵敏度的变化与波导参数的建议传感器进行了研究，以优化设计。
2017-08-13 physics.app-ph physics.optics
Multi-refractive-index metamaterials based on subwavelength waveguide arrays
我们证明了一种超材料，不能描述由一组单一的折射率和阻抗值，即使是固定的频率和极化。超材料结构是具有亚波长宽度和间隔的不同波导的堆叠，其以不同的相速度引导光。这种多折射率超材料（MRIM）可以被看作是多个均匀材料的空间叠加。使用全波模拟，我们演示了几个光学元件的基础上MRIMs，包括棱镜，偏转光到多个角度，多个焦点的透镜，和多折射率法布里-珀罗标准具与增强密度的谐振模式。我们提供了一个理论框架，用于分析磁共振成像，以确定有效折射率，功率的分数到每个通道（即，每个折射率）和透射率。
2018-07-30 physics.optics
Thin chalcogenide capillaries as efficient waveguides in the mid-IR - THz spectral range
我们提出硫系玻璃As 2Se 3毛细管作为中红外和太赫兹光谱范围内的有效波导。使用双坩埚玻璃拉制技术制造毛细管。玻璃毛细管的壁厚在拉伸过程中得到适当的设计和控制，我们能够生产不同壁厚的毛细管，从12 \mum到130 \mum。这种毛细管在整个目标波长区域中显示出低损耗特性。在中红外范围内，制导由菲涅耳反射和反制导机制（ARROW）控制，而在太赫兹光谱范围内，薄壁毛细管通过全内反射进行制导。
2011-12-21 physics.optics
Refractive Index Tuning of Terahertz Photonic Materials Based on a Stretchable Silicon Effective Medium
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology（大阪产业技术研究所）；Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科）
本文提出了一种基于可拉伸硅有效介质的太赫兹光子材料平台，通过变形调节折射率，实现低损耗、可调的 THz 元件，用于自适应波前和偏振控制。
2026-02-24 physics.optics
High Kerr nonlinearity of water in THz spectral range
在太赫兹频率范围内的各种材料的非线性折射率系数的值超过在可见光和NIR范围内的几个数量级。报道了用宽带脉冲太赫兹光束Z扫描法直接测量液态水的非线性折射率系数。实验结果表明，水的非线性折射率系数为正，在太赫兹波段可达3.5 $\times$ × 10 $^{-10}$ cm $^{2}$/W，比可见光和近红外波段高出6个数量级。
2019-02-04 physics.optics
Wideband dispersion-free THz waveguide platform
我们提出了一个集成的太赫兹光谱和传感平台，具有低损耗，真空般的色散，和强场约束的基模。它的性能进行了实验，其频率在0.1 THz和1.5 THz之间。虽然线性THz光谱和传感增益主要来自低损耗和延长的相互作用长度，但非线性THz光谱也将受益于与强模式限制相关的场增强。此外，类似真空的分散允许在气相样品中宽带单周期到几个周期脉冲的无整形传播或太赫兹泵浦与可见光到红外探测脉冲之间的速度匹配。我们的平台基于金属结构，属于双脊波导的范畴。我们表征基本的波导特性，例如，传播和弯曲损耗，但也展示了结和干涉仪，基本上是因为这些元素是集成太赫兹波形合成的先决条件，因此，相干控制的线性和非线性相互作用。
2022-08-01 physics.app-ph physics.optics
Guided Modes in Negative Refractive Index Waveguides
本文研究了线性导波在由负折射率材料制成的平板波导中的传播，即所谓的左手波导。我们揭示了左手波导中的导波具有一些特殊的性质，如基本模式的情况下，模式二重简并，和符号变化的能量ux。特别是，我们预测存在的新类型的导波与偶极子涡结构的指向矢量。
2002-11-05 physics.class-ph physics.optics
Terahertz metallic photonic crystals integrated with dielectric waveguides
紧凑、低损耗的光子晶体波导是集成太赫兹（THz）应用的关键。与纯金属或介质光子晶体波导相比，混合（金属-介质）集成波导提供了一种简单的方法来进一步改善场限制和传输损耗。本文研究了一种由金属光子晶体和介质薄膜组成的混合波导，工作频率为0.1-1.0 THz。基于金属柱阵列（MPAs）的光子晶体波导支持基模和高阶横磁（TM）模两种谐振模式，在0.45-0.55 THz范围内形成一个表观带隙。高阶TM模式显示出比基模更高的限制，因此对MPA上的电介质膜敏感。通过改变介质膜的厚度和折射率可以优化传输损耗和场约束。研究表明，最低的损耗出现在0.68太赫兹，因为高阶TM模式太赫兹波被严格限制在混合波导。这一工作证明了这种基于金属光子晶体的混合波导有希望发展成为一种紧凑的集成太赫兹器件。
2020-02-29 physics.optics
Localized Refractive index sensing by integrated photonic crystal waveguide with edge-cavity
本文提出一种由二维光子晶体边缘腔和线缺陷波导组成的高紧凑折射率传感器，通过优化耦合实现尖锐反峰，灵敏度达40 nm/RIU，占地仅40 μm²，并可感知折射率空间分布。
2023-09-21 physics.optics
Spontaneous emission interference in negative-refractive-index waveguides
分析了置于负折射率波导中的V型三能级原子的自发辐射。我们发现，在薄波导，高效的表面导模的支持，这不会发生在正折射率波导。此外，在低吸收下，与常规介电波导相比，模式密度以及因此进入特定常规导模的自发发射增强了几个数量级。发射到不同模式之间的不对称性和特定导模的增强允许在具有正交跃迁偶极矩的跃迁之间诱导强的自发发射干扰。
2009-02-17 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Modeling of the refractive index profile of a femtosecondwritten waveguide in LiNbO3
飞秒激光脉冲系统允许以精确和永久的方式改变透明材料的光学特性。激光微加工技术可以在材料中直接写入光波导结构，这是光路制造的基础，研究激光微加工技术制备的光波导的主要特性是我们的兴趣所在。在这里，已经进行了所得的折射率分布的分析。这一特性对于集成光路的设计和模拟是必不可少的。特别是我们对铌酸锂（LiNbO_3）中的一对II型光波导的光耦合进行了研究，这些实验背景为我们提供了调整和测试恢复轮廓的元素，考虑到不同的轨道距离和写入能量，耦合长度和耦合比也会发生变化。然后根据其制造条件，对折射率分布进行重构.折射率分布的建模是进行光束传输模式模拟（BPM）以获得更真实结果的关键参数。因此，通过这种方法，有可能获得一个通用的程序来描述这类波导的特性。作为一个模型测试，集成波导被构建来证实它们的光耦合。在第一阶段，它是通过BPM模拟设计的，然后在X切割LiNbO3晶体中制造，以便根据进行的模拟检查其操作
2021-06-16 physics.optics
Add drop multiplexers for terahertz communications using two-wire waveguide based plasmonic circuits
太赫兹（THz）频段被认为是无线通信的下一个前沿。新兴的太赫兹复用技术有望大大提高太赫兹通信的信息容量，远远超过单信道的限制。在这项工作中，我们探讨了太赫兹频分复用模式，使新的分插复用器（ADM）的设计。基于使用增材制造和金属化技术制造的模块化双线等离子体激元波导，我们展示了包含光栅加载侧耦合器的四端口THz ADM，其工作在~140 GHz载波频率。特别注意的是等离子体波导布拉格光栅和定向耦合器的设计能够分裂宽带太赫兹光在光谱和空间域，分别。最后，我们演示了太赫兹信号的复用和解复用，比特率高达6 Gbps，使用开发的ADM。我们相信，提出的等离子体电路具有强大的潜力，为即将到来的太赫兹通信中的模拟信号处理提供强大的集成解决方案。
2021-07-02 physics.app-ph physics.optics
Observation of asymmetric solitons in waveguide arrays with refractive index gradient
研究了具有横向折射率梯度的Kerr非线性介质波导阵列中的光传输，发现折射率梯度的存在导致了一些新的孤子族的出现。孤子与晶格局域线性本征模之间的有效耦合导致孤子形状的剧烈不对称性和孤子翼处的长尾现象。这种不寻常的孤子被发现是完全稳定的传输下，我们报告了他们的实验观察飞秒激光写入波导阵列与聚焦克尔非线性。
2014-05-20 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Far infrared to terahertz widely tunable narrow linewidth light source via surface-emitting periodically poled thin film lithium niobate waveguides
本文提出利用表面发射周期性极化薄膜铌酸锂波导实现远红外至太赫兹宽可调窄线宽光源，通过差频产生模拟证明在30 THz处可实现25 THz宽调谐范围。
2023-06-01 physics.optics
Sensitivity Enhancement of Third-order Nonlinearity Measurement in THz Frequency Range
本文首次将灵敏度比传统方法高一个数量级的 eclipse Z-scan 技术用于太赫兹频段，测得 LiNbO3 非线性折射率约为 10^-11 cm^2/W，验证了该技术可用于表征更低非线性折射率材料。
2024-05-06 physics.optics
Mode conversion in nonlinear waveguides stimulated by the longitudinal bi-harmonic refractive index modulation
我们研究了非线性波导中的谐振模式转换的具体特征，其参数的双谐波纵向调制，其中包括波导深度的变化，以及它的弯曲（在一维情况下）或螺旋（在二维情况下）。我们证明了同时激发不同的奇偶校验和拓扑结构的能量权重可控的高阶模式的可能性。输出模式组成对输入功率的变化和与谐振调制频率的失谐高度敏感。
2014-02-21 nlin.PS physics.optics
A study on refractive index sensors based on optical micro-ring resonators
在这项工作中，光学微环谐振腔的行为，特别是当用作折射率传感器，进行了详细的研究。考虑了两种结构，即一个线性波导耦合到一个圆形波导和两个线性波导通过一个圆形波导相互耦合。导出了最佳耦合条件，结果表明，在这两种情况下的谐振波长的条件，即在该波长处的透射光谱表现出下降（峰值），是相同的，只取决于圆形波导的几何特性和传播模式的有效折射率。后者，以及相应的模式分布，可以很容易地通过数值分析计算。基于有效折射率对环境折射率的依赖性来定义传感器的灵敏度。利用波导微扰理论的结果，确定了使系统灵敏度最大化的圆波导芯的几何特性。考虑单核和双核配置。我们发现，如果设计最佳，传感器可以检测到10^-4数量级的相对折射率变化，假设实验装置可以检测到3 × 10 ^-5数量级的相对波长偏移。最后，通过考虑在波导芯的表面上附着一薄层生物材料来检查系统作为生物传感器的行为。结果发现，当进行最佳设计时，该系统可以检测到10 nm层厚时10^-3量级的折射率变化，以及0.05折射率变化时0.24 nm量级的层厚变化。
2017-01-24 physics.optics
Bimodal Plasmonic Refractive Index Sensors Based on SU-8 Waveguides
提出基于SU-8波导的高折射率对比度聚合物双模等离子体折射率传感器，实现6300 nm/RIU灵敏度，超越传统传感器，兼具低成本与CMOS兼容性。
2024-05-09 physics.app-ph physics.optics
Ultrafast Laser-Fabricated Fluoride Glass Waveguides with Exceptionally High Positive Refractive Index Change for Mid-Infrared Integrated Optics
本研究利用超快激光在氟化物玻璃中制备出折射率变化超过0.02的高正折射率变化波导，揭示了钡元素迁移致密化机制，实现了3D结构、新型可见光激光及中红外器件小型化，在传感与光谱学领域潜力巨大。
2024-11-18 physics.optics
Frank-Condon principle and adjustment of optical waveguides with nonhomogeneous refractive indices
两个不同的自聚焦的调整被认为是使用两个精确的公式表示的埃尔米特多项式的几个变量和定性的方法的基础上的Frank-Condon原则的模式连接系数。折射率的依赖性的几个例子进行了研究，并为这些例子的说明图。建立了二维振子量子态的层析方法与Frank-Condon因子之间的联系。
2009-03-23 physics.optics quant-ph
Waveguided Approach for Difference Frequency Generation of Broadly-Tunable Continuous-Wave Terahertz Radiation
1-10太赫兹（THz）光谱窗口正在成为大量应用的关键区域，需要具有高光谱纯度和超宽可调谐性的连续波室温THz光谱仪。在这方面，稳定的电信源的光谱特征实际上可以通过差频产生转移到THz范围，考虑到可访问的THz光谱的宽度通常与非线性相互作用中涉及的面积成比例。为此，在本文中，我们广泛讨论了铌酸锂（LN）通道波导在室温连续波（CW）光谱仪实验完成中的作用，具有uW范围的功率水平和高达7.5 THz的光谱覆盖范围。为了这个目的，并寻找进一步的改进，提出了专门设计的LN波导的思想表征，同时讨论了它的非线性效率和前所未有的能力，以处理高光功率（10 - 7 W/cm 2）的基础上，三波混频的理论模型。
2019-04-30 physics.optics
Electronic controllable broadband and robust terahertz surface plasmon-polaritons switch based on hybrid ITO waveguide coupler
表面等离子体激元-极化激元（SPPs）开关是光计算和太赫兹（THz）通信集成器件的关键器件。本文提出了一种基于量子工程的THz表面等离子体光开关的设计方案。由于相干量子控制技术的鲁棒性，我们的开关对几何参数的扰动非常鲁棒，并在0.5 THz到0.7 THz的开态（和关态）呈现出良好的性能。我们的器件的通断状态可以通过外部电压来控制。我们相信，这一发现将是集成光学计算和太赫兹通信的巨大进步。
2021-01-08 physics.optics
Radio frequency spectrum analyzer with a 5 THz bandwidth based on nonlinear optics in a CMOS compatible high-index doped silica waveguide
我们报告了一个全光射频（RF）频谱分析仪的带宽大于5太赫兹（THz），基于一个50厘米长的螺旋波导在CMOS兼容的高折射率掺杂二氧化硅平台。通过仔细绘制不同厚度的波导的色散曲线，我们确定了在C波段实现近零色散的最佳设计。为了证明的RF频谱分析仪的能力，我们测量的飞秒光纤激光器的光输出与超快的光学RF频谱在太赫兹制度。
2021-03-18 physics.app-ph physics.optics
Continuous-wave 6-dB-squeezed light with 2.5-THz-bandwidth from single-mode PPLN waveguide
太赫兹（THz）带宽的连续波（CW）压缩光是利用光延迟线干涉仪将量子处理器与时域复用（TDM）集成的必要条件。在这里，我们利用单通光参量放大器（OPA）的基础上的单空间模式周期性极化ZnO：LiNbO 3波导，这是直接绑定到LiTaO 3基板。单程OPA允许太赫兹带宽，并且在单空间模式结构中不存在高阶空间模式有助于避免压缩的退化。此外，直接键合的ZnO掺杂波导具有高功率泵浦的耐久性，并表现出小的光折变损伤。使用这种波导，我们观察到连续6.3分贝压缩在20兆赫的边带平衡零差检测。这是第一次实现CW压缩与单程OPA在超过4.5 dB的水平，这是需要一个二维的集群状态的产生。此外，压缩光显示2.5太赫兹的光谱带宽。压缩光将导致高速片上量子处理器的发展，使用时分复用与厘米级光延迟线。
2020-04-06 physics.optics quant-ph
Balanced Gain-and-Loss Optical Waveguides: Exact Solutions for Guided Modes in Susy-QM
利用达布-克拉姆变换的形式，研究了光波导中TE导模的精确可解折射率的构造。本文应用高阶超对称量子力学的有限差分算法，得到了点谱中包含全实本征值的复值折射率。新的折射率是这样的，如果在整个定义域上积分，则它们的虚部为零。这个性质，称为零总面积条件，确保光功率守恒，因此折射率显示平衡的增益和损耗。因此，在这项工作中报告的复值折射率包括但不限于奇偶时不变的情况。
2021-08-27 physics.optics quant-ph
Design of cycloidal rays in optical waveguides in analogy to the fastest descent problem
本研究类比经典力学最速降线问题，设计梯度折射率介质中的摆线光波导，揭示其频率相关聚焦成像及滤波响应特性。
2024-04-03 physics.optics
Strongly birefringent cut-wire pair structure as negative index wave plates at THz frequencies
我们报道了一种新的方法设计和制造的薄波片与高传输太赫兹（THz）制度。波片基于强双折射切割线对超材料，其对于入射波的两个正交偏振分量表现出相反符号的折射率。作为具体的例子，我们制造和研究的四分之一和一个半波片，揭示了在1.34太赫兹和1.3太赫兹，分别为74%和58%的峰值强度透射率。此外，半波片在折射率为-1.7的1.3THz处显示出23的最大品质因数（FOM）。这对应于迄今为止在THz频率下报告的最高FOM之一。所呈现的结果证明，负折射率材料在太赫兹技术的光学组件方面进入应用阶段。
2009-09-10 physics.optics
Terahertz orbital angular momentum modes with flexible twisted hollow core antiresonant fiber
太赫兹辐射在研究实验室和日常生活中越来越普遍，应用范围从机场安检的身体扫描仪到短距离无线通信。在光学领域，波导和其他操纵辐射的设备已经很好地建立起来。在太赫兹范围内还不是这种情况，因为太赫兹辐射与物质的强相互作用，导致吸收，以及波长的毫米尺寸，因此所需的波导。我们建议使用一种新的材料，聚氨酯，波导，允许高的灵活性，克服的问题，否则导致刚性结构的大尺寸。利用这种材料，我们实现了反谐振空芯波导，并利用材料的柔性以可调谐和可逆的方式机械扭曲波导，扭曲周期短至数十个波长。扭转波导，我们证明了携带轨道角动量的模式的产生。我们使用太赫兹时域光谱测量和清晰地可视化的模式，这是很难在光学领域的涡旋性质。所提出的波导是一个新的平台，为THz制导，特别是模式操纵提供了新的视角。所展示的以可控方式在波导内产生具有轨道角动量的模式的能力将有益于基本的（例如，物质-辐射相互作用）和应用的（例如，THz电信）THz研究和技术的进步。此外，该平台不限于THz域，并且可以针对其他电磁波长进行缩放。
2018-05-04 physics.optics
Wakefield-induced THz wave generation in a hybrid dielectric-plasma cylindrical waveguide
本研究提出一种混合介质-等离子体圆柱波导结构，利用高能激光脉冲激发尾场产生太赫兹辐射，并通过FBPIC和COMSOL模拟及参数优化，实现了增强的加速梯度和优化的太赫兹波输出。
2025-01-21 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Beyond 100 THz-spanning ultraviolet frequency combs in a non-centrosymmetric crystalline waveguide
紫外频率梳通过解决原子和分子的电子跃迁，使从精密光谱到原子钟的应用成为可能。通过集成非线性光学获得紫外光通常受到紫外区域中的强材料色散和大波导关注的阻碍。在这里，我们展示了一个简单的路线，芯片级的紫外线梳发生器，同时显示了一个无间隙的频率跨度~128太赫兹和超连续源的超快光纤激光器。在单晶氮化铝薄膜中实现了同时的立方和二次非线性过程，其中啁啾调制锥形波导被图案化以确保宽相位匹配。外差拍音表征表明，近可见光和紫外超连续谱梳保持高度的相干性。我们的方法也适用于其他非中心对称光子平台的超快非线性光学与可扩展的带宽。
2019-11-14 physics.optics
Metamaterial near-field sensor for deep-subwavelength thickness measurements and sensitive refractometry in the terahertz frequency range
我们提出了一种基于超材料的太赫兹（THz）传感器，用于亚波长薄材料的厚度测量和液体和液体混合物的折射率测量。该传感器工作在反射几何形状，并利用在介电材料的存在下，一个尖锐的Fano谐振最小的频移。我们获得了12.5 nm的最小厚度分辨率（1/16000倍的太赫兹辐射的波长）和0.43太赫兹每折射率单位的折射率灵敏度。我们支持实验结果的分析模型，该模型描述了样品材料的厚度和折射率的共振频率的依赖关系。
2012-03-20 physics.optics
Multi-mode conversion via two-dimensional refractive-index perturbation on a silicon waveguide
模分多路复用技术为提高光通信的数据容量提供了一种很有前途的解决方案。波导模式转换是片上模分复用的关键。以前报道的模式转换器已被限制为从基模到一个特定的高阶模式的转换。在多模式转换过程中同时满足相位匹配条件是具有挑战性的。在这里，我们提出了一种可扩展的设计方法，克服了这一限制，并实现了通过一个全介质的二维元结构上的硅波导的六边形图案浅蚀刻的同时转换的多个模式。作为一个例子，我们实验演示了一个多模转换器，同时转换TEi模式到TEi+3（i = 0，1，2）模式。多模转换器的长度为16.2微米。TE 0-TE 3、TE 1-TE 4和TE 2-TE 5模式转换在1538 nm处表现出低插入损耗（0.4至1.0 dB）和合理的串扰值（-14.1至-16.5 dB）。
2019-11-25 physics.optics
Adiabatic following of terahertz surface plasmon-polaritons coupler via two waveguides structure
最近，两篇引人注目的论文[New J. Phys. 21，113004（2019）; IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron 27，1（2020）]提出了通过应用相干量子控制的宽带完全转移太赫兹（THz）表面等离子体激元（SPP）波导耦合器-受激拉曼绝热通道（STIRAP）。然而，以前的研究需要三个SPP波导耦合器。本文提出了一种新的宽带全转移太赫兹表面等离子体耦合器的设计，它采用了一种新颖的双波导结构，采用了两态绝热跟随。为了实现这一设计，我们首次在表面等离子体光波导的耦合方程中引入了失谐量。我们相信，这一发现将改善太赫兹通信领域。
2021-05-06 physics.app-ph physics.optics
Hollow-Core Terahertz Optical Waveguides With Hyperuniform Disordered Reflectors
提出了一种具有超均匀无序反射器的新型空芯太赫兹波导，并进行了制备和表征。反射器包括与电介质桥连接的非周期性定位的电介质圆柱体。所提出的波导制造使用3D立体光刻打印机。所制造的波导的光学特性进行了研究，使用有限元方法进行数值计算，以及使用太赫兹TDS光谱实验。结果证实，所提出的波导表现出相当大的光子带隙（20%），即使当使用相对低的折射率对比度（树脂/空气）。带隙的位置可以很容易地通过改变反射器的几何参数来调整。
2017-02-17 physics.optics
Light control in a hemicylindrical whispering gallery microcavity-parallel plate waveguide system
我们已经表明，由半导体半圆柱体和介电波导组成的结构由薄金属层分离，允许有效和容易的光控制。在这样的系统中，可以确保低折射率波导的TE和TM模式与较高折射率的半圆柱体的对应回音壁模式之间的匹配，这种情况允许将谐振器尺寸减小到真空中的激发波长的量级，仍然具有大约2*10^4的相当高的Q因子。由于谐振器介质的显著电光特性，能够通过以10^（-4）的量级改变半圆柱体的折射率来有效地控制输出光强度。
2020-05-31 physics.optics
Influence of non-Hermitian mode topology on refractive index sensing with plasmonic waveguides
我们通过计算等离子体波导传感器在非厄米本征模空间不同区域的共振透射谱来评估其传感特性。我们阐明了使用模式色散计算孤立地预测等离子体传感器的性能，我们解决了使用一个简单的模型占本征模激发和传播的陷阱。我们的传输计算表明，谐振波长和光谱宽度至关重要地取决于传感区域的长度，因此，没有一个单一的标准从模式色散计算单独可以用作灵敏度的代理。此外，我们发现，最佳的检测限发生在定向耦合的支持，在最窄的光谱发生。这种窄光谱特征只能通过滤除输出端的所有高阶模来测量，例如，通过单模波导。我们的计算也证实了特征平方根依赖的本征模分裂相对于在例外点的介电常数扰动，我们表明，可以确定通过传感器拍长在谐振。这项工作提供了一个方便的框架，设计和表征等离子体激元波导传感器与实验测量相比。
2021-11-18 physics.optics
Reflectionless evanescent-wave amplification by two dielectric planar waveguides
利用负折射率板的倏逝波放大的基本物理，它表明，具有特定的空间频率的倏逝波也可以被放大，而无需任何反射，简单地由两个介质平面波导。简单的配置允许人们利用高折射率材料的高分辨率极限，而不与物体接触。
2006-10-17 physics.optics
Nanoconcentration of Terahertz Radiation in Plasmonic Waveguides
近年来，纳米等离子体激元在可见光和近红外波段得到了爆炸性的研究和发展。纳米等离子体激元学中最基本的效应之一是光能的纳米聚集。等离子体纳米聚焦已经被预测和实验实现。这将是非常有益的基础科学，工程，环境和国防应用，能够纳米集中太赫兹辐射（频率1 - 10太赫兹或真空波长300 - 30微米）。这将允许太赫兹成像的纳米级空间分辨率，并在纳米级上引入太赫兹光谱学，充分利用丰富的太赫兹光谱和许多广泛感兴趣的工程，物理和生物对象的亚微米到纳米级结构：电子元件（集成电路等），细菌，它们的孢子，病毒，大分子，碳簇和纳米管，在这封信中，我们建立了金属/电介质波导中太赫兹辐射的纳米浓度的主要限制，并确定了这种纳米浓度所需的最佳形状。我们预测，太赫兹辐射从光波长的初始光斑尺寸到最终尺寸R = 100的绝热压缩。250 nm可以实现与太赫兹辐射强度增加了10至250倍。这种太赫兹能量纳米集中不仅将提高空间分辨率并增加太赫兹成像和光谱学的信噪比，而且与最近开发的强大太赫兹脉冲源相结合，将允许观察非线性太赫兹效应并进行各种非线性光谱学（如二维光谱学），这是非常有用的。
2008-08-09 physics.gen-ph physics.optics
Low Bend Loss, High Index, Composite Morphology Ultra-fast Laser Written Waveguides for Photonic Integrated Circuits
本文提出一种在硼铝硅酸盐玻璃中多遍激光写入的复合三维波导，通过协同热与非热改性机制实现高折射率对比度，将1550 nm下弯曲损耗截止半径从10 mm降至4 mm。
2025-05-07 physics.optics
In-plane terahertz surface plasmon-polaritons coupler based on adiabatic following
提出了一种基于面内表面等离子体激元（SPPs）波导的宽带太赫兹（THz）耦合器，并采用量子相干控制--受激拉曼绝热通道（STIRAP）。该耦合器由两个非对称的特定弯曲波纹金属结构作为输入和输出SPPs波导，以及一个直波纹金属结构作为中间SPPs波导组成。从理论和模拟结果，我们证明了SPP可以有效地从输入到输出波导转移。我们的器件对几何参数的扰动具有鲁棒性，同时它表现出宽带性能（从0.3 THz到0.8 THz），传输速率超过70 $\%$。面内THz耦合器可以极大地简化制作工艺，有助于开发紧凑、坚固的集成THz器件，促进THz器件在全光网络和THz通信中的应用。
2020-02-15 physics.optics quant-ph
On-chip Amorphous THz Topological Photonic Interconnects
本研究针对传统谷霍尔光子晶体（VPC）太赫兹片上互连仅支持固定角度弯曲的局限，提出全硅非晶形变VPC结构，依托短程有序维持拓扑保护，实现任意形状波导的稳定太赫兹传输与高速通信，提升了片上互连适应性。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Parallel-Plate Waveguides for Terahertz-Driven MeV Electron Bunch Compression
我们展示了波导的电磁性能飞秒电子束团的操纵和压缩与强场太赫兹（THz）脉冲。压缩器结构是一个无色散的指数锥形平行板波导（PPWG），可以沿一维聚焦单周期太赫兹脉冲。我们显示了锥形PPWG结构的测试结果，使用电光采样（EOS）在相互作用区域的峰值场至少为300 kV/cm给定0.9 uJ的入射太赫兹能量。我们还提出了一种改进的锥形PPWG的短接设计，以更好地操纵光束和减少磁场作为双馈方法的替代方案。作为一个例子，我们表明，与5 uJ的太赫兹能量，PPWG压缩2.5 MeV的电子聚束的压缩因子超过4，实现聚束长度约18 fs。
2019-05-07 physics.acc-ph physics.optics
Polarized micro-Raman studies of femtosecond laser written stress-induced optical waveguides in diamond
理解飞秒激光写入引起的折射率调制的物理机制对于定制所得到的光波导的性质至关重要。在这项工作中，我们采用偏振拉曼光谱研究应力诱导波导的金刚石，产生飞秒激光写入的起源。由飞秒激光在晶体中引起的折射率的变化来自于在波导中测量的应力。这一结果有助于解释波导偏振敏感波导的工作机理，并为优化波导偏振敏感波导提供了技术手段。
2018-01-18 physics.optics
Flexible terahertz photonic light-cage modules for in-core sensing and high temperature applications
本研究提出由介电股线构成的太赫兹光子光笼，采用多种材料3D打印制备，兼具波导传输优势与环境直接接触特性，可用于柔性组件、纤芯内传感和高温传感场景。
2022-03-15 physics.optics
Design and Verification of a Terahertz Bandpass Filter using a Spoof Surface Plasmon Polariton Waveguide with Gapped Unit Cells
University of Victoria（维多利亚大学）；Centre for Advanced Materials and Related Technology (CAMTEC), University of Victoria（维多利亚大学先进材料及相关技术中心）
本文提出利用具有内部沟槽和周期性间隙的共面波导实现太赫兹 spoof 表面等离子体极化子带通滤波器，通过SSPP带边低通行为与间隙作为串联电容的高通行为相结合，实现带通滤波功能。
2026-04-15 physics.app-ph physics.optics
Temperature-Dependent THz Properties and Emission of Organic Crystal BNA
该研究首次测量了有机晶体BNA在宽温区、宽太赫兹频段的温度相关复折射率，结合太赫兹产生实验发现低温下太赫兹产额提升但损伤阈值无明显改善，为高功率有机晶体基THz-TDS系统设计提供依据。
2023-08-28 physics.optics
High-performance THz metamaterial absorber
我们展示了一种超宽带、偏振不敏感和宽角度的超材料吸收器，用于太赫兹（THz）频率，使用由金属-介质多层复合材料制成的截棱锥单元结构阵列。在我们的设计中，每个子层作为一个有效的波导行为是逐渐修改其横向宽度，以实现宽带响应，通过有效地拼接在一起的不同波导模式的谐振带。实验上，总厚度为21 μ m的五层样品在0.7 ~ 2.3THz范围内，最大测量角为40°时，吸收率可达80%以上。我们的器件的半峰全吸收宽度（FWHM）约为127%，大于先前报道的THz频率。我们的吸收体设计具有很高的实际可行性，可以很容易地与半导体技术集成，使高效率的THz导向器件。
2014-05-30 physics.optics
Hybrid Graphene-Gyroelectric Structures: A Novel Platform for THz Applications
本文研究了石墨烯基结构与旋电层相结合的可调谐磁等离子体激元。在一般的波导中，每个石墨烯片被夹在两个不同的旋电层之间。整个结构已经暴露在磁偏置的存在下。提出了一种基于所有传播模式的精确分析模型，并导出了复杂的关系式。作为多层波导的一种特殊情况，本文研究了石墨烯-旋电混合结构。已经示出了示例性波导的传播特征可以通过改变外部磁偏置和石墨烯的化学势来调谐，这使其成为用于设计THz区域中的非互易等离子体激元器件的新的可调谐平台。
2022-01-17 physics.app-ph physics.optics
