Finite-size scaling of the density of states inside band gaps of ideal and disordered photonic crystals
本文研究了有限尺寸的理想和无序三维光子晶体的带隙态密度。理想晶体是共振点散射体（原子）的金刚石晶格，而无序晶体是通过在随机方向上以随机距离移动散射体而获得的。我们发现理想晶体带隙内的态密度随晶体尺寸的减小而减小。无序使带隙变窄，DOS在新的带边附近表现出增强的波动。然而，平均DOS仍然表现出与剩余带隙内的晶体尺寸相同的缩放。对这种缩放的唯象解释表明，它也适用于一维和二维光子晶体。
2020-02-06 cond-mat.dis-nn physics.optics
Photonic Phase Transitions in Certain Disordered Media
本文对矢量光波在三维无序介质中的传播提出了一个广义模式展开方案，并发现当局域化强度参数$G$超过$1/\sqrt{2}$时，光子从扩展态（ES）相位到混合态（MS）相位的相变。对于由大量均匀球形散射粒子组成的无序介质，我们首先根据无序介质的实际光学参数和几何参数将这一现象表述出来。
2011-10-03 physics.optics
Isotropic Band Gaps and Freeform Waveguides Observed in Hyperuniform Disordered Photonic Solids
近年来，无序光子介质和随机纹理表面作为具有宽频带和宽角度特性的强光漫射体受到越来越多的关注。我们首次在二维无序介质结构中实现了各向同性完全光子带隙。这种结构是由一个约束优化方法，它结合了各向同性的优势，由于混乱和控制散射性能，由于低密度波动（超均匀性）和均匀的局部拓扑结构的设计。我们的实验使用的模块化设计组成的Al2O3墙和圆柱体排列在一个超均匀的无序网络。我们观察到一个完整的PBG在微波区，在良好的协议与理论模拟，并表明，这种新型的PBG材料的固有各向同性，使显着的设计自由度，包括实现任意弯曲角度的波导不可能在光子晶体。这是第一次实验验证一个完整的光子带隙和实现功能缺陷，在这类新的材料证明了他们的潜力，作为积木精确操纵光子在平面光学微电路和无序的声学和电子带隙材料的影响。
2013-11-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transport Phase Diagram and Anderson Localization in Hyperuniform Disordered Photonic Materials
超均匀无序光子材料（HDPM）是一种具有非常规光学特性的空间相关介质结构。它们可以对长波长辐射透明，同时在另一个频率范围内具有各向同性带隙。这种现象提出了关于光子通过无序介质传输的基本问题。虽然光学透明性对经常性的多重散射是稳健的，但对诸如扩散多重散射或安德森局域化的其他输运机制知之甚少。在这里，我们调查的带隙，我们报告的安德森局域化在二维隐身HDPM使用数值模拟的态密度和光输运统计。为了建立一个统一的观点，我们提出了一个传输相图。我们的研究结果表明，仅依赖于相关的程度，介电材料可以从本地化行为过渡到带隙跨越由弱耦合状态之间的隧穿主导的中间制度。
2017-02-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Confinement of Light in Disordered Photonic Lattices: A New Platform for Waveguidance
在一维半无限光子晶格中引入适量的折射率变化形式的无序，实现了光的横向局域化。不变性横向无序的存在开辟了一种新的波导机制。
2015-04-30 physics.optics
One-dimensional disordered photonic structures with two or more materials
在这里，我们想讨论的光传输调制的周期性和无序的一维（1D）光子结构。特别是，我们将提出一些理论和实验研究结果，突出了独特的光学特性：i）一维周期性和无序的光子结构，由两种或更多种材料制成; ii）一维光子结构，其中的均匀性或高折射率层的聚集是受控的。我们也将集中在这些结构的制造方面。
2018-03-30 physics.optics
Experimental Tuning of Transport Regimes in Hyperuniform Disordered Photonic Materials
我们目前的波输运实验在超均匀无序阵列的圆柱与高介电常数。使用微波，我们表明，相同的材料可以显示透明度，光子扩散，安德森局域化，或一个完整的带隙，这取决于频率$ν$的电磁波。有趣的是，我们发现了第二个较弱的带隙，这似乎与结构因子的第二个峰有关。我们的研究结果强调了不同长度尺度上的空间相关性对光子带隙形成的重要性。
2020-10-15 cond-mat.dis-nn physics.optics
Controlling Anderson localization in disordered photonic crystal waveguides
通过测量由光子晶体波导色散控制的整体平均局域化长度，证明了无序光子晶体波导中的安德森局域化.在这样的结构中，本地化长度示出了10倍的变化之间的快速和慢光制度，在后一种情况下，它变得比样品长度短，从而引起强烈的限制模式。局域化长度的色散行为表明了无序光子晶体中安德森局域化与光子态密度的密切关系，为控制和利用安德森局域化实现高效光限制开辟了一条有希望的途径.
2010-03-12 physics.optics
Tailoring correlations of the local density of states in disordered photonic materials
我们提出了实验证据的不同机制驱动的局域态密度（LDOS）的无序光子系统的波动。我们建立了一个明确的联系之间的微观结构的材料和频率关联函数的LDOS访问的近场高光谱成像技术。我们表明，特别是，LDOS的短距离和长距离的频率相关性控制不同的物理过程（多个或单个散射过程，分别），可以-在一定程度上-独立操纵。我们还表明，单散射的贡献LDOS波动是敏感的亚波长功能的材料，特别是其介电函数的相关长度。我们的工作为完全控制无序光子系统的统计特性铺平了道路，允许设计具有预定义LDOS相关性的材料。
2017-07-05 cond-mat.dis-nn physics.optics
Probing Long-Range Intensity Correlations inside Disordered Photonic Nanostructures
我们报告直接观察到的发展的长程空间强度相关性和增长的随机介质内的强度波动。我们制作了准二维无序光子晶体结构，并从第三个维度研究了光的输运。实验结果与理论计算结果吻合较好。我们能够通过简单地改变波导的几何形状来操纵无序波导内的长程强度相关性和强度波动。
2014-05-24 physics.optics
Theory and experiments of disorder-induced resonance shifts and mode edge broadening in deliberately disordered photonic crystal waveguides
从理论和实验两方面研究了在慢光光子晶体波导中引入有意无序对光子态密度的影响。我们首先介绍了一个理论模型，其中包括故意通过统计移动的光子晶体晶格中的空穴中心和制造缺陷所造成的内在无序。我们证明了一个无序引起的平均蓝移和一个整体扩大的光子态密度为各种数量的故意无序。通过与GaAs光子晶体波导的测量结果进行比较，我们发现理论和实验之间有很好的定性一致性，这突出了仔细包括局部场效应建模高折射率对比度扰动的重要性。我们的工作也表明了使用不对称的介电极化率建模的积极和消极的介电扰动时，在光子晶体平台的扰动介电界面建模的重要性。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Control of Light Diffusion in a Disordered Photonic Waveguide
我们通过调制波导的几何形状来控制光在无序光子波导中的扩散。在一个单一的波导管的变化的横截面，扩散系数在两个维度上的空间变化，由于本地化效应。波导内的光强分布与自洽局域化理论的预测一致。我们的工作表明，可以在不改变结构无序的情况下有效地操纵波扩散。
2014-05-29 physics.optics
Observation of transverse coherent backscattering in disordered photonic structures
本文报道了在光致无序（2+1）维光子结构中弱局域化的实验观察。我们的灵活的方法，光感应适用于无衍射随机强度分布。我们专注于分析的统计输出频谱的入射光束的横向空间频率的变化与许多探测事件。对于特定的空间频率，我们发现相当多的横向相干后向散射的签名。
2015-01-19 physics.optics
Designer disordered materials with large complete photonic band gaps
我们提出了二维各向同性，任意尺寸的无序光子材料的设计与完整的带隙阻挡所有方向和偏振。具有最大间隙的设计通过约束优化方法获得，该方法从超均匀无序点图案开始，点阵列的数量变化在球形采样窗口内的增长速度比体积慢。我们认为，超均匀性，结合均匀的局部拓扑结构和短程几何秩序，可以解释如何完整的光子带隙是可能的，没有长程平移秩序。我们注意到电子和声子带隙在无序材料的分歧。
2010-07-21 physics.optics
Anderson localization in a periodic photonic lattice with a disordered boundary
实验研究了具有无序边界的二维有限周期弱耦合光波导阵列中光场的演化。对于一个完全本地化的初始条件远离表面，我们发现，无序的边界诱导的渐近本地化的散装，围绕输入光束的初始位置为中心。
2012-02-06 physics.optics
Absorption enhancement in photonic crystal thin films by pseudo disordered perturbations
首先研究了在单一图案膜中引入受控扰动对其吸收的影响，然后基于能带折叠考虑进行了分析。通过引入适当的伪无序扰动来克服优化的单一图案膜的综合吸收，最终证明了这种方法对光伏应用的兴趣。
2014-02-11 physics.optics
Wave localization at the boundary of disordered photonic lattices
我们报告的实验观察减少光的能量输运和无序诱导的本地化接近一个截断的一维（1D）无序光子晶格的边界。我们的观察发现，在边界附近需要更高水平的无序，以获得类似的本地化比在散装。
2010-03-04 nlin.PS physics.optics
Second-order nonlinear disordered photonic media
该综述探讨二阶非线性无序光子介质的基本概念、发展历程及当前研究兴趣，并展望未来方向。
2025-04-20 cond-mat.dis-nn physics.optics
Anderson localization in disordered LN photonic crystal slab cavities
我们提出了一个详细的理论研究的LN光子晶体板条腔的结构无序的影响，从短到长的长度尺度，使用全三维布洛赫模式展开技术。我们计算了腔模的光态密度、品质因数和有效模体积，并与相应的无序光子晶体波导的局域模进行了比较。我们演示了如何的品质因数和有效模体积饱和在一个特定的腔长，并成为有界的安德森模式出现在无序波导的相应值。利用强度涨落判据，在腔长大于L_（31）附近观察到安德森局域化现象，并指出：只要腔长与腔镜距离足够远，且有效模局域化长度远小于腔长，无序LN腔中的场限制主要由结构无序的局域特性决定;在这种状态下，无序腔系统变得对腔边界的变化不敏感，并且发现与用于局域化的强度波动准则的良好一致性。令人惊讶的是，我们发现，安德森局域模不出现新的无序诱导共振的LN腔模式的主要光谱区域，而且，此外，无序DOS增强是最大的无序波导系统具有相同的长度。这些结果是从根本上有趣的应用，如激光和腔QED，并提供了新的见解有限尺寸的慢光波导的边界条件的作用。他们还指出，使用基于腔边界/镜和单个慢光布洛赫模式的模型来描述具有大N的腔系统是明显失败的。
2018-05-08 cond-mat.dis-nn physics.optics
Partially-disordered photonic-crystal thin films for enhanced and robust photovoltaics
我们提出了一个一般的框架设计的薄膜photopolics的基础上的部分无序的光子晶体，既增强了光捕获的吸收和降低的敏感性入射辐射的角度和偏振。研究了初始周期结构逐渐扰动时不同晶格结构的吸收特性。我们发现，可控地引入到多晶格光子晶体中的无序的最佳量导致特征窄带、共振峰被加宽，从而导致具有对于光伏应用的典型操作条件而言理想的增强的和鲁棒的性能的设备。
2012-03-02 physics.optics
Self-trapping threshold in disordered nonlinear photonic lattices
本文通过数值计算和实验研究了耦合无序对一维非线性光波导阵列自陷动力学的影响。有效平均传播常数的上下限的存在允许一个广义定义的阈值功率的孤子本地化的发病。当与完全有序的系统相比，这个阈值被发现在耦合无序的存在下降低。
2013-04-04 cond-mat.dis-nn nlin.PS physics.optics
Light transport behaviours in quasi-1D disordered waveguides composed of random photonic lattices
数值研究了由周期性排列的随机介电常数散射体组成的准一维无序波导中的光输运特性，研究了无序强度对光输运特性的调制。输运平均自由程被发现保持成反比的介电常数的相对波动的平方，在1D和2D的情况下，但与。光通过具有固定尺寸的样品的传输特性也可以从弹道调制到局部区域，并且定义了广义尺度函数来确定光在这样的样品中的传输状态。的扩散系数和能量密度分布的最传输的本征通道的计算清楚地展示了从扩散到本地化的传输行为的过渡。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic transport control by spin-optical disordered metasurface
光子超颖表面是一种利用电磁波成型的超颖材料，它为纳米光子芯片与纳米电子电路的集成提供了缺失的一环。在这个领域的额外扭曲起源于自旋光学超颖表面提供光子自旋（偏振螺旋度）作为光-物质相互作用在纳米尺度上的额外自由度。在这里，我们报告了一个通用的概念，以控制光子输运无序（随机）超颖表面与定制的几何相位。这种方法结合了随机图案的特性，以支持在散斑噪声的固有限制内的非凡信息容量，以及在几何相位机制中的光学自旋控制，简单地在二维结构物质中实现。通过操纵各向异性光学纳米天线的局部取向，我们观察到自旋相关的近场和自由空间开放通道，产生最先进的复用和互连。自旋光学无序超颖表面提供了一种通过单个纳米级光子器件进行多任务波前整形的途径。
2014-07-17 physics.optics
Physics of quantum light emitters in disordered photonic nanostructures
纳米光子学的重点是光的控制和与物质的相互作用，通过复杂的纳米结构的帮助。通常，光子纳米结构是针对特定应用仔细设计的，并且任何缺陷都可能降低其性能，即，对不可避免的制造缺陷的作用的彻底调查对于任何应用都是必不可少的。然而，存在另一种纳米光子应用方法，其中制造无序用于通过增强光-物质相互作用来诱导功能。无序导致光的多重光的散射，这是统计光学的领域，其中光传播需要统计描述。本文综述了无序光子纳米结构的最新研究进展及其对量子光子学器件的潜在意义。
2017-04-19 physics.optics quant-ph
Transverse localization of light in 1D disordered waveguide lattices with backbone photonic bandgap
本文用数值方法研究了在由倏逝耦合无序一维光波导组成的半无限无损耗波导格子中，显著光子带隙（PBG）对光的横向局域化现象的作用。由于光学系统的固有周期性和各种水平的故意诱导的横向无序在其折射率周期性的底层光子带隙之间的相互作用进行了研究。我们表明，PBG确实起着重要的作用，它的同时存在可以催化实现本地化的光，即使在强度的混乱是不够强，独立地导致本地化的光。这项研究的一个重要成果表明，PBG可以被有益地利用，以定制的光谱窗口，在潜在的应用，如激光在无序光晶格的光的本地化。
2013-12-03 physics.optics
The influence of a power law distribution of cluster size on the light transmission of disordered 1D photonic structures
深入了解随机光子结构的光学特性，对于随机激光、光学成像和光子学等领域的研究具有重要意义。在这里，我们研究了无序光子结构的光传输特性，其中高折射率层聚集成团簇。我们从调整分布函数的指数a的幂律分布中对簇的大小进行排序。分选的高折射率层簇随机分布在低折射率层内。我们研究了总的光传输，在相应的周期晶体的光子带隙内，作为一个函数的指数的分布。我们观察到，对于区间[0，3.5]内的a，趋势可以用S形函数拟合。
2014-09-03 physics.optics
Periodic transmission peak splitting in one dimensional disordered photonic structures
在本论文中，我们提出了调制的方法，在无序的一维光子结构中产生的周期性透射峰数百层。无序结构，其中的光学长度nd（n是折射率和d的层厚度）是相同的每一层在其透射光谱中显示出规则的峰值。适当改变各层的光学长度会导致透射峰分裂。值得注意的是，高折射率层和低折射率层出现的变化提供了一种调整峰宽度的工具。这些结果是最感兴趣的光学应用，如滤光，其中的参数的歧管允许一个精确的设计的光谱传输范围。
2016-02-16 physics.optics
Pulse propagation in one-dimensional disordered photonic crystals: Interplay of disorder with instantaneous and relaxing nonlinearities
利用时域数值模拟方法研究了超短光脉冲在无序多层膜中的传输。我们考虑的情况下，瞬时和非瞬时克尔非线性的结构材料。无序和非线性的竞争性质在长和短时间尺度上被揭示。我们还特别关注了具有弛豫非线性的光子晶体中的脉冲自陷效应，并给出了这种效应对无序度的依赖性。我们相信，这里报道的结果将是有用的，不仅在光学领域，而且从经典波在非线性无序周期介质中传播的一般问题的立场。
2014-05-12 physics.optics
Disordered one-dimensional photonic structures composed by more than two materials with the same optical thickness
由两种以上材料制成的光子结构的光学性质对于光学滤波和照明应用是非常有趣的。在此，我们比较了由三种、四种和五种材料制成的一维光子晶体的透射特性，表明对于由t种不同材料制成的光子晶体，带隙在t-1个带中分裂。不同材料层的相同光学厚度导致具有相同强度的分裂光子带隙。具有多于两种材料的光子晶体产生了可以用于多特征光学滤波器或者可以为多发射分布反馈激光器提供反馈的简单结构。此外，我们还分析了三元和四元随机光子结构的传输特性。这些材料对于光伏器件中的光捕获非常有意义。
2014-07-15 physics.optics
Direct experimental determination of critical disorder in one-dimensional weakly disordered photonic crystals
本文报道了弱无序一维光子晶体临界无序度的实验测量。我们测量的配置平均传输在不同程度的弱无序。我们提取的状态密度（DoS）后，拟合的传输与理论配置文件，并确定弱无序实现的Lifshitz尾。我们观察到范霍夫奇点的消失和平坦的DoS在我们的系统中增加混乱。无序强度的系统变化使我们能够研究Lifshitz指数随无序度的变化。这为一维晶体中的临界无序提供了一个直接的处理方法，已知在该临界无序下系统的输运行为会发生变化。在非常弱的无序在带宽和midgap的DoS变化的矛盾的行为被认为是解决到同步行为超越临界无序。实验测得的传输进行了明确的签名的关键障碍，这是在非常好的协议与理论预期的障碍。
2018-10-23 cond-mat.dis-nn physics.optics
Electro-optic controllable disordered photonic crystal for Anderson localization of light in real time
安德森局域化是一种普遍存在的干涉现象，即波在无序介质中不能传播。与经典谐振腔不同，满足无序介质中干涉的有利条件实际上是物理学中的统计问题。目前实现安德森局域化的进展主要局限于优化无序介质的迭代方法。一个原位的，主动控制优化的可用性肯定铺平了道路，实现安德森局域化及其应用。在这封信中，我们提出了一种电光可控无序光子晶体，并证明了其性能方面的安德森局域化的光在原位实时应用的外部电场。我们相信，使用这种介质的安德森局域化不仅有望解决科学的严格性，而且还将引入额外的自由度，即，技术应用中的可调性。
2019-01-21 physics.optics
Extinction of coherent backscattering by a disordered photonic crystal with a Dirac spectrum
二维三角晶格的光子晶体在光谱中具有锥形奇异性。接近这个所谓的狄拉克点，麦克斯韦方程组简化为超相对论自旋1/2粒子的狄拉克方程。在这里，我们表明，半整数自旋和相关的Berry相位仍然可以观察到的晶体中存在的无序。标量（自旋零）波的相长干涉产生相干后向散射峰，其由无序平均反射光子通量的加倍组成，而由Berry相位引起的相消干涉以与入射角相关的角度通过时间反演对称性抑制反射强度。我们证明了这种消光相干后向散射麦克斯韦方程组的数值解，并与狄拉克方程的分析预测。
2009-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic band gap in isotropic hyperuniform disordered solids with low dielectric contrast
我们报告的第一个实验演示TE偏振光子带隙（PBG）在二维各向同性超均匀无序固体（HUDS）的介电介质制成的折射率对比度为1.6：1，非常低的PBG形成。该固体由包围空气填充单元的电介质壁的连接网络组成。通过与光子晶体和准晶体的直接比较，我们可以研究带隙特性随旋转各向同性的增加而变化。我们目前的结果，从数值模拟证明，在低折射率对比度的HUDS实验观察到的PBG具有零态密度。PBG与间隙上方和下方的互补谐振模式之间的能量差相关联，其中场主要集中在空气中或电介质中。HUD的固有各向同性可以提供前所未有的灵活性和自由度的应用（即。e.缺陷结构设计）不受晶体对称性的限制。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hanbury Brown and Twiss anticorrelation in disordered photonic lattices
我们报道了相干光通过无序一维光子晶格的Hanbury Brown和Twiss关联的测量结果。虽然这样的晶格表现出横向安德森局域化时，一个单一的输入位置被激发，均匀的激发排除了它的观察。通过研究均匀激发无序晶格的Hanbury Brown-Twiss相关性，我们观察到与光子反聚束相关的强度关系-非高斯统计的特征。虽然测得的平均强度分布是均匀的，但横向安德森局域化仍然是所观察到的安德森关系的基础。
2016-09-24 physics.data-an physics.optics quant-ph
Strong suppression of the photonic density of states in three-dimensional disordered silicon networks
University of Fribourg（弗里堡大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；CNRS, Institut de Physique de Nice – INPHYNI（法国国家科学研究中心，尼斯物理研究所-INPHYNI）；Optoelectronics Research Centre, University of Southampton（南安普顿大学光电研究中心）
研究制备三维无序硅网络，开发偏振分辨透射光谱，证实其存在深光子赝带隙，为观测光的安德森局域等无序诱导局域现象提供实验基础。
2026-09-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Elliptical-rod geometries enhance photonic band gaps in disordered stealthy hyperuniform photonic crystals
该研究通过优化椭圆形介电杆的取向和纵横比，在隐身超均匀点图案构成的光子晶体中实现了比圆柱杆更大的光子带隙，凸显了结构各向异性和非周期性的作用。
2025-10-23 physics.app-ph physics.optics
The Role of Short-Range Order and Hyperuniformity in the Formation of Band Gaps in Disordered Photonic Materials
我们研究了二维高折射率无序材料中光子带隙的形成，其中介质结构来自实空间和倒易空间中的填充盘。光子态密度的数值计算表明，在这两种情况下的所有偏振的带隙的存在。我们发现，带隙宽度控制的位置相关诱导短程有序和超均匀性并发的增加。我们的研究结果表明，短程有序的优化，特别是在各向同性布里渊区的布拉格散射的剪裁，是设计无序PBG材料的关键重要性。
2016-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental observation of strong photon localization in disordered photonic crystal waveguides
我们实验证明，高色散的光子晶体为基础的波导上施加的结构扰动引起的光谱特征，承担安德森局域化的签名。在无序波导的散射谱中发现了有效Q值超过30，000的尖锐共振。在慢导布洛赫模截止处的~20 nm带宽内观察到共振。它们的起源可以用相干散射电磁波的干涉来解释，这导致形成一个狭窄的杂质（或局域化）带，其中充满了光谱上不同的准态。在局域带中满足标准光子局域化准则。
2007-06-20 physics.gen-ph physics.optics
Polarization and spatial coherence of electromagnetic waves in uncorrelated disordered media
空间场关联函数是描述无序介质中的介观现象和复杂材料光学特性的关键参量。然而，到目前为止，与光波的矢量性质有关的许多方面还没有被研究过。从理论上研究了三维无关联无序介质中偶极源产生的电磁波的偏振和相干特性。利用偏振光的多重散射理论，解析地计算了空间场相关矩阵。这使我们能够提供一个正式的描述的光去偏振过程中的“偏振本征通道”，并推导出解析公式的空间相干性的多重散射光。
2014-01-14 cond-mat.dis-nn physics.optics
Role of Near-Field Interaction on Light Transport in Disordered Media
理解无序光子介质中的光-物质相互作用使人们能够操纵光散射，并利用看似混乱的介质实现令人兴奋的应用。随着散射粒子浓度的增加，它们在深亚波长尺度上有进入彼此近场的趋势。涉及无序和近场相互作用（NFI）之间相互作用的基本物理学仍然没有完全理解。我们从理论上研究NFI的作用，通过分析潜在的多重散射机制。我们发现，NFI导致了一个更强的集体行为涉及更多的粒子和扩大的光子赝带隙的无序介质。它还激发更弱的衰减的纵向模式，并导致更高的局域态密度。通过引入粘性短程序，我们证明了增强多次散射过程的离动量壳层非均匀性的可能性。我们的研究结果对理解和利用纳米尺度的光-物质相互作用来制造新型无序光子器件具有深远的意义。
2018-07-26 cond-mat.dis-nn physics.optics
Hyperuniform disordered photonic crystal polarizers
提出了一种超宽带横磁（TM）通超均匀无序光子晶体（HUDPC）偏振器，并在绝缘体上硅平台上实现。横电模式的传播被三种组合效应阻挡，包括光子带隙（PBG）效应、扩散（非共振）散射和带边共振。特别是，设计的30 dB带宽的偏振消光比（PER）的265 nm的远大于PBG的光谱宽度（149 nm），由于使用的带边共振。TM模式处于HUDPC的亚波长范围内，因此具有低插入损耗（IL）。实验证明，在210 nm（1.44-1.65 μ m）的PER的超宽30 dB的带宽在12.9 μ m长的HUDPC偏振器与光谱平均PER为39.6 dB和IL为1.1 dB的TM模式（IL = 0.6 dB在1.55 μ m）。HUDPC偏振器可以是硅光子平台中的超宽带偏振滤波的优秀候选者。
2019-08-11 physics.optics
Periodic transmission peaks in non-periodic disordered one-dimensional photonic structures
更好地理解器件结构的光学特性对于实现新的光学和光电子器件至关重要，该器件结构的特征在于在与光的波长相当的长度尺度上具有不同介电特性的材料的随机布置。在这里，我们研究了由两种和三种不同材料制成的无序光子结构的光传输，其特征在于具有相同的光学厚度。在它们的透射光谱中，明显形成了透射率高达75%的峰。这种峰的光谱位置非常规则，这是所有层具有相同光学厚度的约束的结果。这就产生了多种应用，如新型的带通滤波器和分布反馈激光器的谐振器。
2015-01-02 physics.optics
High-Q Optical Cavities in Hyperuniform Disordered Materials
我们介绍了第一个设计的高Q光子腔在平板架构超均匀无序固体显示各向同性带隙。尽管它们的无序特性，超均匀无序结构有能力严格限制TE偏振辐射的平板配置，很容易制造。该架构是基于精心设计的局部修改，否则未受干扰的超均匀电介质结构。我们确定了一个广泛的限制腔模式，这可以根据它们的近似对称性（双极，偶极，四极等）进行分类。受限的电磁波模式。我们证明，品质因数（$Q$）$Q>10^{9}$可以实现纯二维结构，和三维有限高度的光子平板，品质因数$Q>20,000$可以保持。
2015-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Random Lasing from Dyed Polystyrene Spheres in Disordered Environment
需要随机激光器的先进设计，以发展小型激光系统。我们展示了聚苯乙烯微球上若丹明B染料的随机激光。裸露的聚苯乙烯球被用作散射体，这些提供了光反馈的增益。随机激光在两种不同的无序环境中，在二元胶体混合物溶液和光子玻璃中被成功地证明。在两种情况下都发生了非相干反馈，并获得了单波长激光输出。与二元胶体混合物溶液相比，光子玻璃的情况下的激光阈值较低。这是因为在光子玻璃的情况下，更高的折射率对比度和更大的微粒填充分数。与罗丹明-B染料的乙醇溶液相比，在光子玻璃环境中观察到更长的嵌入染料的荧光寿命。将得到的光子玻璃的激光结果与我们以前用类似的染料掺杂聚苯乙烯微球合成的光子晶体的布洛赫激光结果进行了比较。
2017-12-05 physics.optics
Can a photonic thermalization gap arise in disordered non-Hermitian Hamiltonian systems?
厄米光子系统中的手征对称性保护热化带隙现象是违反直觉的，因为它意味着光子相干性可以通过无序向渐近极限不断改善。我们发现，这种现象消失在时间无关的，非厄米光子系统，即使是在手征对称性保持良好。事实上，热化的程度通常随无序强度的增加而增加，这与直觉一致。作为非厄米特特性（例如，弱的增益和损耗），可以观察到热化间隙的现象，但仅在使用高质量材料的良好控制的实验中。
2019-02-01 physics.optics quant-ph
Gap Sensitivity Reveals Universal Behaviors in Optimized Photonic Crystal and Disordered Networks
通过一系列高精度的数值计算的最佳完全光子带隙（PBG）作为各种晶体和无序异质结构的介电对比度$α$的函数，我们揭示了显着的普遍行为的间隙灵敏度$\mathcal{S}(α)\equiv dΔ(α)/dα$，最佳间隙到中间间隙比$Δ(α)$的一阶导数。特别是，对于我们所有的晶体网络，$\mathcal{S}(α)$采用了一种通用形式，可以通过一维四分之一波长堆栈的解析公式$\mathcal{S}_{\text{QWS}}(α)$很好地近似。更令人惊讶的是，对于足够大的$α$，我们的无序网络的$\mathcal{S}(α)$值收敛到$\mathcal{S}_{\text{QWS}}(α)$。更深入地理解这种普遍行为的简单性，可以提供有关PBG形成的基本见解和指导新型光子异质结构的设计。
2021-07-15 physics.comp-ph physics.optics
MaPBI3 and 2D hybrid organic inorganic perovskite based microcavities employing periodic, aperiodic and disordered photonic structures and with the possibility of light-induced tuning
无机-有机钙钛矿半导体由于其显著的光学性质而变得越来越令人感兴趣，例如高光致发光量子产率和在宽波长范围内显示光学增益的可能性。我们在这里模拟了嵌入MaPBI 3和2D混合有机无机钙钛矿半导体的微腔，通过将这种活性层嵌入周期性，非周期性和无序的光子结构之间。我们已经仔细考虑了所采用的所有材料的折射率色散，例如二氧化硅、二氧化钛和钙钛矿层。此外，通过采用光致变色聚合物，即基于二芳基乙烯的聚酯pDTE，我们已经设计了一个微腔与光致调谐的腔模式是可能的。
2021-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Small-core photonic crystal fibers with weakly disordered air-hole claddings
受Folkenberg等人最近实验工作的启发，我们考虑了小芯径光子晶体光纤中空气孔晶格中弱无序的影响。我们发现，对称性破缺导致高阶模式，具有通用的强度分布类似于标准光纤中发现的椭圆芯。这就解释了为什么最近报道的实验高阶模式的轮廓出现非常不同的数值计算的理想光子晶体光纤反转和六重旋转对称。将四个高阶模分成两组与观察到的这些模具有不同的截止值完全相关。
2003-11-21 physics.optics
Quantum transport in non-Markovian dynamically-disordered photonic lattices
我们从理论上证明了受驱动的量子谐振子在非耗散噪声作用下的动力学形式上等价于通过实验可行的动态无序光子网络传播的单粒子动力学。使用这种对应关系，我们发现，噪声辅助能量传输发生在这个网络中，如果噪声是马尔可夫或三角洲相关的，我们可以得到一个解析解的最大量的所有网络的站点之间的传输能量在一个固定的传播距离。在马尔可夫极限之外，我们进一步考虑了两种不同类型的非马尔可夫噪声，并表明对于较大的退相速率值，有可能具有有效的能量传输。
2021-02-18 physics.optics quant-ph
The stability of polarisation singularities in disordered photonic crystal waveguides
利用时域有限差分法模拟了短程无序对光子晶体波导中光偏振特性的影响，旨在研究偏振奇异性的稳定性。结果发现，即使在高度无序的情况下，局部圆偏振点（C点）和线偏振轮廓线（L线）也会继续出现，并且它们仍然接近它们在有序晶体中的位置。这些结果是一个有希望的迹象表明，利用这些结构中的偏振器件是可行的，目前的制造标准。
2015-11-25 physics.optics
Topological Protection in Disordered Photonic Multilayers and Transmission Lines
Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型是具有非平凡拓扑的格的最简单的例子。它支持中隙拓扑保护态，其能量不受无序的影响。我们表明，光子多层结构提供了一个精确的实施SSH晶格，提供每一层具有相同的传播厚度。由此可见，传统半导体微腔中的腔模式是受保护的SSH中间带隙状态。我们证明了这一点，在一个数学上等效的系统，一个射频传输线的同轴电缆的高阻抗和低阻抗的部分使用受控的障碍实验。我们还从理论上表明，传输线连接形成网络映射到拓扑有趣的晶格在更高的维度。
2021-02-06 physics.optics
Enhanced Photocurrent Efficiency of a Carbon Nanotube Electromagnetically Coupled to a Photonic Structure
我们提出了一个碳纳米管pn结电磁耦合到一个高效的光子结构的光电流功率增强的计算。特别注意的是专门修改的GaAs光子结构，以增加红外线的强度到纳米管区域进行有效的能量转换。使用时域有限差分计算，我们计算出纳米管区域中电场强度的显著增加，这使得能够估计功率效率。这些结果证明了使用光子结构将大规模红外源与碳纳米管耦合的潜力，同时仍然保留了在纳米尺度上发现的所有独特的光电特性。
2010-04-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
An energy window study of light transmission-disorder relationship in 1D photonic structures
虽然光子晶体的光传输由光子带隙表征，但无序光子结构的光传输由多个传输深度表征。在一个波长范围内的总透射率与该范围的宽度有关，但也与无序的类型有关。不太均匀的无序结构比有序结构透射更多的光，而不管波长范围的宽度。更均匀的无序结构只在宽度的某个值以上才比有序结构透射更多的光。我们研究了这种行为的统计分析超过5000排列的结构，每个波长的宽度和每个均匀度（香农-维纳指数）。
2018-11-23 physics.optics
Boundary-induced Anderson localization in photonic lattices
我们分析了有限的一维（“带状”），其边界是无序的传播常数和/或耦合的线性方形波导阵列中的光的数值本地化。我们发现，无序的边界诱导局部化的倾向，即使是相对较宽的带状体。
2010-11-24 physics.optics
