Super-resonant radiation stimulated by high-harmonics
在高阶色散介质中传播的孤子会释放出色散波或共振辐射，应用于频率展宽、光谱学的深紫外光源或孤子物理的基础研究。从最近提出的方程，模型的行为超短光脉冲在非线性材料中使用的分析信号，我们发现，与方程的三次谐波产生项的共振辐射参数刺激前所未有的增益。共振辐射水平，通常只是孤立子的一小部分，现在与孤立子本身一样强烈。该机制是相当普遍的，也工作在正常色散和谐波高于三分之一。我们报告的实验提示，这种超共振辐射的钻石中的第五谐波刺激。
2016-08-18 physics.optics
Exotic leaky wave radiation from anisotropic epsilon near zero metamaterials
研究了双轴亚波长超材料的电磁波发射。对于可调各向异性结构，表现出沿给定的轴消失的介电响应，我们发现显着的变化与泄漏波辐射的发射能量的发射角。我们写封闭形式的能量传输速度和相应的辐射角$ϕ$的表达式，定义的辐射发射锥，都作为频率的函数，材料和几何参数。全波模拟证实了在这些结构中可以实现的广泛的方向性。
2011-05-04 physics.optics
Closed-form formulae of hyperbolic metamaterial made by stacked hole-array layers working at terahertz or microwave radiation
由堆叠的孔阵列层制成的超材料被称为渔网超材料，其在比孔阵列周期长得多的波长处表现为双曲线超材料。然而，渔网状超材料的有效参数的解析公式还没有被报道，阻碍了使用这种结构的深亚波长成像器件的设计。本文给出了一种工作在太赫兹或微波频率下的渔网状超材料的各向异性色散关系的有效参数的新的闭合公式。这些有效参数的鱼网超材料是一致的准完整的解决方案，使用已知的有效参数的孔阵列层的工作频率低于其欺骗等离子体频率与超晶格周期远小于孔阵列周期。我们还从理论上证明了使用狭缝阵列层和渔网超材料的复合结构在λ/83处的深亚波长聚焦。结果表明，在鱼网超材料内部的聚焦光强比无鱼网超材料时的聚焦光强大几倍，但透射光强仍然受到空气和鱼网超材料中较大的波矢差的限制。我们的有效参数可以帮助下一代深亚波长成像器件工作在太赫兹或微波辐射。
2017-04-12 physics.optics
Controlling Intensity and Phase of Terahertz Radiation with an Optically Thin Liquid Crystal-Loaded Metamaterial
我们实验证明了太赫兹辐射的强度和相位调制使用主动控制的大面积平面超材料（metafilm）与12 μ m厚的液晶层的杂交。通过液晶的面内电气开关引入了主动控制，这使我们能够在仅20 V的电压下实现20%的可逆单程绝对透射率变化和40度的相位变化。
2013-07-24 physics.optics
Transition radiation in helical metamaterials with strong spatial dispersion
Physics Faculty, Tomsk State University（托木斯克国立大学物理系）
研究强空间色散螺旋超材料中带电粒子通过时的过渡辐射特性及色散律重建方法。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Backward stimulated radiation from filaments in Nitrogen gas and air pumped by circularly polarized 800 nm femtosecond laser pulses
报道了800 nm圆偏振飞秒激光脉冲泵浦下，在氮气中产生的337 nm强后向受激发射。观察到后向紫外光谱对泵浦激光偏振和强度的明显依赖性，指出灯丝内部发生后向放大自发发射。我们将粒子数反转归因于泵浦激光产生的自由电子与中性N2分子之间的非弹性碰撞。氧分子的添加对增益是有害的，在大气浓度下将其降低到接近阈值。
2014-02-21 physics.optics
Giant Asymmetric Radiation from an Ultrathin Bianisotropic Metamaterial
单向辐射在高功率激光和光学中特别令人感兴趣。然而，通常在不破坏互易性的情况下，难以在这样的系统中实现单向分布。最近，在没有结构对称性的超材料的帮助下，已经开发出了非对称辐射的天线，从而提供了实现单向性的可能性。然而，在这样的天线中实现极高的辐射不对称性是具有挑战性的。在这里，我们表明，这种辐射不对称性进一步增强时，磁等离子体存在于超材料。在实验上，我们发现一个厚度约为λ_0/8的薄的超材料可以表现出高达1：32的前向-后向发射不对称性，而无需任何优化。我们的工作为通过超材料操纵非对称辐射铺平了道路，并且可能具有各种有前途的应用，例如定向光学和量子发射器，激光器和吸收器。
2018-03-02 physics.app-ph physics.optics
Terahertz active spatial filtering through optically tunable hyperbolic metamaterials
我们从理论上考虑红外驱动的双曲型超材料能够空间过滤太赫兹辐射。超材料是由交替的半导体和电介质层制成的平板，其在太赫兹频率下的均匀单轴响应显示出不同符号的主折射率。由超材料双曲色散提供的间隙允许板在通过改变红外辐射强度可调谐的带宽内停止空间频率。我们数值上证明了设备的功能，通过诉诸全波模拟耦合到半导体层中的红外辐射光激发的电荷载流子的动力学。
2012-05-30 physics.optics
Formation and stimulated photodissociation of metastable molecules with emission of photon at the collision of two atoms in a laser radiation field
本文研究了两个原子碰撞时亚稳分子的形成（费什巴赫共振）和随后的激发跃迁到较低的无束缚电子分子态，并发射一个激光光子。特别是对于$Rb_2$分子，由于两个$Rb$原子的共振散射，这可以发展。所考虑的过程是创建准分子激光器的基础。得到了弹性和非弹性共振散射截面及光子受激发射强度的表达式。
2016-12-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Spontaneous and Stimulated Synchrotron Radiation from Relativistic Electrons in Ion Channel
研究了离子通道中电子的自发发射和受激发射。研究了等离子体扭摆器强度参数较大时高次谐波产生区的辐射过程。与传统的自由电子激光一样，在这种状态下产生类似同步加速器的宽带光谱。导出了自发发射辐射谱的渐近表达式。分析了轴对称单能电子束的辐射谱。计算了离子通道同步辐射激光器的增益。讨论了利用激光产生的离子通道来有效地产生X射线。
2003-02-10 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Externally seeded backward lasing radiation from femtosecond laser filament in nitrogen gas
最近，S. Mitryukovskiy等人提出的实验证据表明，在337 nm处的后向受激辐射可以从由圆偏振800 nm飞秒脉冲泵浦的氮气中的等离子体细丝获得（Opt. Express，22，12750（2014））。在这里，我们报告说，这种反向受激辐射的种子脉冲的存在下，增强了16倍。这种增强的受激辐射可以是线性或圆偏振的，由播种脉冲决定，这与没有播种脉冲的ASE的非偏振性质不同。我们还测量了空间分布并估计了辐射的能量。这种播种效应明确地证实了等离子体细丝内氮分子的C3-Hu和B3-Hg态之间存在粒子数反转，并提供了一种可能的解决方案来控制这种后向受激辐射的性质。
2014-05-26 physics.optics
Quantum-Coherence-Enhanced Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation
我们研究了耦合到外部驱动的三能级增益介质中的银纳米颗粒的表面等离子体激元放大，并表明量子相干性显著增强了表面等离子体激元的产生。通过辐射的受激发射的表面等离子体激元放大是在不存在spasing跃迁上的粒子数反转的情况下实现的，这降低了泵浦要求。相干驱动使我们能够控制动力学，并有望实现纳米等离子体激元器件的量子控制。
2013-05-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Collective atomic-population-inversion and stimulated radiation for two-componentBose-Einstein condensate in an optical cavity
本文研究了单模光腔中两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的基态性质和相关的量子相变。利用自旋相干态变分法，除了通常的正常相和超辐射相外，还实现了多稳态宏观量子态。我们解析地证明了在单组分Dicke模型中不存在的原子布居数反转集体态的受激辐射。受激辐射只能由原子的一个组分产生，而另一个组分保持在普通的超辐射态。然而，通过调节原子与光场的相对耦合和频率失谐，超辐射态和受激辐射态的顺序可以在原子的两个分量之间互换.
2017-03-18 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Hyperbolic metamaterial interfaces: Hawking radiation from Rindler horizons and the "end of time"
双曲型超材料中的非寻常射线表现为三维（2+1）闵可夫斯基时空中的粒子世界线。我们分析电磁场的行为在这个有效的时空的边界取决于边界方向。如果边界垂直于超材料中的类空方向，则可以观察到产生霍金辐射的有效林德勒视界。另一方面，如果边界垂直于类时方向，则会产生一种不寻常的物理情况，可以称为“时间的终结”。看来，在无损近似电磁场发散的界面处，在这两种情况下。使用等离子体超材料对“时间终结”的实验观察证实了这一结论。
2011-07-20 gr-qc physics.optics
Combined complex Doppler and Cherenkov effect in left-handed metamaterials
我们推导出了二维色散超材料中的复多普勒频移公式，并证明了移动的单色辐射源会产生多个频率模式。强调了群速度的作用，多普勒频移辐射场具有切伦科夫效应的特征。所提出的理论也适用于移动的情况下，非振荡的电荷和解释了许多奇特的特性的切伦科夫辐射在左手的超材料，如向后的方向的功率发射，恒定的辐射角和缺乏速度阈值。
2015-03-25 physics.comp-ph physics.optics
Observation of Stimulated Hawking Radiation in Optics
霍金辐射理论可以在实验室类似的黑洞中得到检验。我们使用非线性纤维光学中的光脉冲来建立人工事件视界。每个脉冲通过克尔效应产生折射率的移动扰动。当探测光的群速度因扰动而减慢，与脉冲的速度相匹配时，探测光将其视为事件视界。我们在实验中观察到，探测器激发了霍金辐射，这种辐射发生在极端非线性的纤维光学中，其中正负频率混合。
2019-01-13 gr-qc physics.optics
Darker than black: radiation-absorbing metamaterial
我们发现，双曲型超材料的波纹表面散射光优先内的介质，导致在一个非常低的反射率和最终的黑暗外观的光谱范围内的双曲色散。这种现象的根本重要性，实验证明在氧化铝膜中生长的银纳米线阵列，起源于光子态密度的宽带奇异性。它为从隐形技术到高效太阳能电池和光电探测器的各种应用铺平了道路。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Stimulated Forward Brillouin Scattering in Subwavelength Silicon Membranes
National Research Council Canada（加拿大国家研究委员会）
本研究针对硅纳米光子波导中光机模式强交叠与紧限制的难题，提出结合两种周期晶格的双晶格策略，实现了超高布里渊增益，为片上光机相互作用调控提供了新途径。
2025-07-23 physics.optics
Negative radiation pressure in metamaterials explained by light-driven atomic mass density rarefication waves
在负折射率超材料（NIMs）中，光的动量和辐射压力通常会与正常材料中观察到的方向相反。光在NIM中的负折射和逆多普勒效应已经被实验观测到，但同样令人惊讶的现象--光的负辐射压仍然缺乏实验验证。我们通过模拟精确的位置和时间相关的场物质动力学在NIMs的动量和辐射压力的光在NIMs可以是积极的或消极的，这取决于他们的亚波长结构。在呈现负辐射压的NIM中，光的负总动量是由电磁场的正动量和材料的负动量之和引起的。材料的负动量来自于光场力密度，它驱使原子向后运动，降低了光场处原子的局部密度。与早期的工作相反，在NIM中呈现负辐射压的光具有负的总动量和能量。为了在实验上发现负辐射压，必须仔细设计NIM结构，并记录场和物质动量分量的联合总压。
2022-04-26 physics.optics
Stimulated Raman backscattering of laser radiation in deep plasma channels
强激光辐射在单模等离子体通道中的受激喇曼背向散射（RBS）具有共振驱动电子等离子体波（EPW）的强横向局域化特征，通道中等离子体频率的径向变化大于等离子体RBS带宽。EPW局部化降低了RBS的峰值增长率，增加了放大带宽。后向散射辐射的非束缚模式的连续体收缩了通道中的横向场分布，并增加了RBS增长率。初始值问题的求解表明，在单模深等离子体通道中被RBS放大的电磁脉冲的群速度高于均匀等离子体拉曼放大的情况。讨论了等离子体通道中RBS脉冲压缩器设计的意义。
2004-05-21 physics.optics physics.plasm-ph
Designing thermal radiation metamaterials via hybrid adversarial autoencoder and Bayesian optimization
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；The University of Tokyo（东京大学）；China Building Materials Academy（中国建筑材料科学研究总院）
热辐射超材料的设计是一个具有挑战性的问题，特别是高自由度和复杂的目标。在这封信中，我们开发了一种混合材料信息学方法，该方法结合了对抗性自动编码器和贝叶斯优化来设计不同目标波长的窄带热发射器。只需几百个训练数据集，就可以在压缩的二维潜空间中快速计算出具有最佳性能的新结构。这使得优化设计的计算量远远小于总候选结构的0.001%，大大缩短了设计周期和成本。所提出的设计框架可以很容易地扩展到其他具有更高维度特征的热辐射超材料设计。
2022-04-26 cs.LG physics.comp-ph physics.optics
Overcoming black body radiation limit in free space: metamaterial superemitter
在这里，我们证明，在一个特定的波长产生的热辐射的功率谱密度的有限尺寸的身体设置在自由空间在一个固定的温度下，可以在理论上任意高，如果可以实现双负超材料与任意小的损失和任意高的绝对值的介电常数和磁导率（在给定的频率）。这一结果驳斥了人们普遍认为普朗克定律本身对一个尺寸远大于波长的有限宏观物体发射的功率谱密度设定了一个严格的上限。在这里，我们提出了一个物理实现的超材料发射器的光谱发射率可以大于理想的黑体在相同的条件下。由于热发射和吸收过程之间的相互作用，这种冷却的超辐射体也充当了热辐射的最佳吸收器--“热黑洞“--其性能优于基尔霍夫-普朗克黑体，后者只能吸收直接入射到其表面的射线。这些结果可能为未来的热光伏系统和其他设备提供实现窄带超普朗克热辐射器和吸收器的可能性。
2015-09-23 physics.optics
Metameterial refraction characteristics within the millimeter-wave range
在毫米波范围内，实验研究了超材料目标中辐射折射的相位延迟、光谱、方向和角度依赖性。它已被证明的角度和光谱依赖性有一个复杂的结构，这表现出典型的正负折射率的属性。此时，在与超材料结构元件的尺寸相当的辐射波长间隔中发生折射性质的变化。
2013-04-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent microwave radiation emitted during the process of stimulated Raman scattering in weakly compressed hydrogen : experimental studies, together with an attempt to interpret this microwave emission
在弱压缩氢的受激喇曼散射（SRS）实验中观测到了相干微波辐射，得到了定性和定量的结果。在考虑氢分子非谐性影响的模型基础上，提出了从唯象的角度解释这种辐射的一种尝试，该模型导致两种主要效应：1）可能存在一个涉及振动激发准粒子系统的中间态，其寿命应该很短（0.1-1 ps）; 2）Stokes光波与准粒子系统的纵向传播波之间的非线性耦合。此外，几个过程也要考虑到：存在的宏观纵向电场，由于库仑相互作用;电致伸缩效应引起的“压电”的准粒子系统的字符;切伦科夫型和异常相对论多普勒效应。那么，相干微波辐射的源可能是与准粒子波相关的纵向极化的同相正交部分，它的发射应该看起来像参数不稳定性。关于SRS过程本身，对拉曼增益的额外贡献应该来自激光诱导电光效应。
2006-12-21 physics.optics
Extremely High Q-factor metamaterials due to Anapole Excitation
我们证明了理想的Anapole超材料具有无穷大的Q因子。我们已经设计并制造了一种由平面超分子组成的超材料，该超材料在电偶极辐射几乎被环形偶极辐射抵消的意义上表现出anapole行为，从而在谐振频率处产生极高的Q因子。在mm范围内的系统尺寸和寄生磁四极辐射是限制Q因子大小的因素。尽管辐射损失非常低，但超分子处的局部场极高，其量级高于外部入射场。
2016-07-30 physics.class-ph physics.optics
Enhancement of Unruh effect in high-intensity laser fields using hyperbolic metamaterials
高强度的激光场作用于自由电子被提出来产生足够大的加速度，使昂鲁辐射的检测。然而，目前可实现的电子加速度还不够大。在这里，我们证明了在高强度激光场的Unruh效应是强烈增强的双曲型超材料，使许多数量级的小加速度可以用来检测Unruh辐射。
2020-08-09 gr-qc physics.optics
Generalising the Yagi-Uda Antenna: Designing Disordered Metamaterials to Manipulate Antenna Radiation
受八木-宇田天线启发，提出基于耦合偶极子近似的框架，通过优化单个发射器与无序散射杆结构设计超材料，实现定制辐射方向图，并经实验验证，为大型散射系统提供建模与设计的高效方法。
2023-06-30 physics.app-ph physics.optics
The Control of the Elementary Quantum Systems Radiation Using Metamaterials and Nanometaparticles
基础和应用物理发展中最重要的方向是研究纳米级光学系统的性质，以创建光学和量子计算机、生物传感器、用于量子信息学的单光子源、用于DNA测序的设备、各种领域的传感器等。（外延或胶体）、晶体中的色心和金属中的纳米接触是至关重要的。在纳米环境中，这些基本量子系统的特性-泵浦速率，辐射和非辐射衰减速率，局部态密度，寿命，能级位移-经历可以有意用于创建具有所需特性的纳米级光源的变化。这篇综述分析了基本量子系统辐射控制领域中使用等离子体和介电纳米结构、超材料和由超材料制成的纳米颗粒的实际理论和实验工作。
2021-02-25 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Spontaneous and Stimulated Emissions of Quantum Free-Electron Wavepackets - QED Analysis
自由电子波函数的波包大小和波包历史对自由电子与光的相互作用有物理影响吗？在这里，我们通过分析一个量子电动力学模型来回答这个问题，该模型同时考虑了量子化辐射场的自发辐射和受激发射。对于相干辐射（Glauber态），我们证实了光子的受激发射/吸收依赖于波包大小，当波包大小超过相互作用辐射波长时，波包大小衰减，这与经典电磁场中波包加速的薛定谔方程分析是一致和互补的。此外，具有相干聚束轮廓的调制电子波包的受激发射具有特征谐波发射光谱，该特征谐波发射光谱也依赖于波包尺寸，但超出频率截止。在任一种情况下，不存在Fock态辐射的波包相关发射，并且特别地真空态自发发射是波包无关的。在电子波包表象中，证明了辐射发射从经典点粒子极限到量子电子波函数极限的转变。这为测量单电子波函数的波包大小提供了一种方法，为从根本上探索光与物质相互作用提供了一个新的方向。
2018-05-21 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Efficient second harmonic generation in a metamaterial with two resonant modes coupled through two varactor diodes
提出了一种利用耦合开口环谐振器（CSRRs）和变容二极管组成的非线性超材料产生二次谐波的有效方法。CSRR结构具有两个谐振模式：在基频谐振的对称模式和在SH频率谐振的反对称模式。对称模式中的共振基波产生反对称模式中的共振SH波。双共振有助于有效SH辐射。在实验中，我们观察到19.6 dB的增强SH辐射相比，非线性超材料，共振只为基波。
2012-01-25 physics.optics
Demonstration of Stimulated Supercontinuum Generation - An Optical Tipping Point
光学超连续谱辐射是一种特殊的白光，在科学研究和技术中有着广泛的应用。这种明亮的宽带辐射可以通过多种非线性效应的协同作用由几乎单色光产生。不幸的是，超连续谱辐射的产生过程的自发启动，受到大的光谱和时间波动的困扰。虽然这些波动以光学流氓波的形式产生了迷人的行为[1]，但它们阻碍了超连续谱的许多关键应用。在这里，我们介绍并实验证明，通过用非常弱的光学种子信号刺激该过程来控制超连续谱产生的强大手段[2]。这种微小的添加显著降低了工艺的输入功率阈值，并显著提高了所得辐射的稳定性。这种效应代表了一个光学临界点，因为一个特殊的，但非常弱的扰动的控制添加强烈地影响一个更强的光场，诱导光学系统中的剧烈转变。
2008-01-28 physics.optics
Giant radiation heat transfer through the micron gaps
近场热传递在两个紧密间隔的辐射介质之间可以在数量级上超过通过单个黑体的界面的辐射。这种效应是由在两个透明边界之间形成光子隧道的指数衰减（倏逝）波引起的。然而，在中红外范围内，当两种介质之间的间隙小到几十纳米时，它成立。我们提出了一种新的辐射热传递模式，使微米厚的光子隧道成为可能。对于它，两种介质之间的空气间隙应该被修改，以便将倏逝波在其内部转换为传播波。这种修改可以使用超材料来实现，使得实际上不存在通过超材料的直接热传导，并且所传递的热的光伏转换不被超材料改变。
2011-03-02 physics.optics
High temperature metamaterial terahertz quantum detector
本文提出了一种基于三维超材料的高温太赫兹辐射量子探测器。超材料单元由与天线元件横向耦合的电感器-电容器（LC）谐振器组成。由半导体量子阱组成的吸收区包含在LC结构的强超亚波长电容器中。天线的高辐射损耗允许极大地提高入射THz辐射的收集效率，而LC谐振器的小有效体积允许以减小的电面积进行强烈的光-物质耦合。因此，我们的探测器在比迄今为止所展示的传统量子阱探测器高得多的温度下工作。
2020-12-21 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Controlling electromagnetic scattering with wire metamaterial resonators
辐射的操纵是实现一系列电磁应用所必需的。由于天线和散射体的特性对周围环境非常敏感，因此宏观人工创建的材料是塑造其特性的良好候选者。特别是，超材料能够控制电磁状态的色散和密度，可用于从物体散射。因此，适当设计的电磁环境可以控制波的现象。在这里，散射偶极子的电磁特性，位于内部的线介质（超材料）的数值和实验分析。研究了超材料的几何形状、介质内偶极子的排列以及入射辐射频率对散射现象的影响。结果表明，偶极子的谐振与超材料的法布里-珀罗模式杂交，导致电磁特性的完全重塑。观察到受控散射抑制和超散射的制度。数值分析是在协议与实验，在GHz的频谱范围内进行。报告的方法，散射控制与超材料可以直接映射到光学和红外光谱范围内，采用麦克斯韦方程组的可扩展性。
2016-06-05 physics.optics
Superabsorbing metamaterial wormhole: Physical modeling and wave interaction effects
共轭阻抗匹配超吸收体是一种有效吸收截面大大超过其物理尺寸的超材料。这些物体能够接收辐射，但辐射不直接入射到它们的表面。在这里，我们开发的物理建模的方法，这样的结构和调查的相互作用的超吸收器通过电磁辐射。所研究的特殊超吸收结构是由负载传输线网格组成的虫洞。发展了电磁波在这种超材料结构中的传播和吸收理论。在工作频率下，与相同尺寸的黑体型吸收体相比，该结构表现出大大增强的吸收。通过数值模拟证明了特殊的波吸收效应，如捕获附近通过的电磁辐射光束。讨论了在优化吸收的同时最小化所涉及的超材料的复杂性的目标下的虫洞结构的可能的修改。共轭阻抗匹配的超吸收体可以作为电磁辐射的有效收集器、新型天线和传感器找到应用。
2018-09-03 cond-mat.str-el physics.class-ph physics.optics
Stimulated Brillouin Scattering in integrated photonic waveguides: forces, scattering mechanisms and coupled mode analysis
受激布里渊散射（SBS）在纳米器件的最新理论研究已经导致了激烈的研究工作，致力于这种非线性在芯片系统的演示和应用。SBS在集成光子波导中的关键特征是，预计小的高对比度波导在波导边界上经历强大的光学力，预计这将进一步提高SBS增益，该增益已经预计在这种结构中由于更高的模式限制而急剧增长。在所有最近的治疗中，辐射压力的影响与声场对光场施加的散射作用分开。与此相反，我们在这里表明，辐射压力和运动的波导边界的影响是密不可分的。这种见解的核心是一个新的配方SBS相互作用，统一的治疗光和声，结合所有相关的相互作用机制-辐射压力，波导边界运动，电致伸缩和光弹性-从严格的热力学角度来看。我们的方法还澄清了文献中的模糊性，如电致伸缩方面的边缘效应的性质，以及相对于辐射压力的体力。这种布里渊过程的新观点导致物理洞察力与SBS为基础的纳米级器件的设计和制造的影响。
2015-07-23 physics.optics
Reconfigurable on-chip vortex beam generation via acoustically stimulated Brillouin nonlinear optical radiation
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Center For Excellence in Quantum Information and Quantum Physics（中国科学院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network（安徽省量子网络重点实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）
该研究提出了一种基于声学激发的可重构芯片内涡旋光束生成方法，通过微波调制实现高维OAM叠加的灵活生成。
2025-11-20 physics.optics
Magnetic light amplification by stimulated emission of radiation in subwavelength systems of a dielectric cavity and magnetic quantum emitters
本文提出由高折射率介电腔和磁量子发射体构成亚波长磁激光器，推导实现条件，并通过硅盘等系统数值验证其可行性，发现磁Purcell因子可比电Purcell因子高约10^3倍，为增强磁光-物质相互作用开辟新途径。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Miniaturized Circular-Waveguide Probe Antennas Using Metamaterial Liners
这项工作提出了开放式圆形波导探头天线的辐射性能，已被小型化的引入薄超材料衬垫。衬层引入远低于自然截止频率的HE $_{11}$模式，这提供了与类似尺寸的波导探头相比的实质性增益改进。一种新的馈电装置，采用屏蔽环源嵌入在小型化波导的开发，以有效地激发HE $_{11}$模式，并避免在频率降低的频带内的其他模式的激发，同时保持天线的紧凑性。超材料内衬圆形波导探头天线的工作频率低于其自然截止频率的42%以上，设计提供高达28.8%的辐射效率。提出了一种简单的，印刷电路实现的超材料衬垫的电感加载线的基础上，其色散特性进行了讨论。
2014-11-18 physics.optics
Multiphoton cross sections of conductive electrons stimulated bremsstrahlung in doped bilayer graphene
建立了在相干电磁辐射作用下，掺杂双层石墨烯中杂质离子任意静电势上载流子多光子受激韧致辐射的量子理论。精确地考虑了太赫兹波场，而掺杂离子的静电势作为微扰。双层石墨烯对泵浦波的基本非线性响应和与单层石墨烯的情况的显著差异被示出，这可以与非线性抛物色散相关联。后者开辟了利用太赫兹或近红外相干辐射场调控双层石墨烯导电电子输运性质的新途径。
2019-07-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Sub-cycle control of terahertz waveform polarization using all-optically induced transient metamaterials
频率范围从0.3到30 THz的相干辐射最近已经可以通过飞秒激光技术获得。太赫兹（THz）波已经在光谱学和成像中找到了许多应用，并且可以使用静态光学元件（如透镜，偏振器和滤波器）来操纵它们。然而，也需要THz辐射的超快调制，例如在短距离无线通信中或用于制备成形的THz瞬变以用于许多材料激发的相干控制。在这里，我们展示了一种全光学创建的瞬态超材料，允许子周期精度操纵太赫兹波形的偏振。偏振调制脉冲在控制晶格振动、分子旋转和自旋进动等基本运动方面具有潜在的应用价值。
2013-06-29 physics.optics
Bandwidth effects in stimulated Brillouin scattering driven by partially incoherent light
利用广义Wigner-Moyal辐射统计理论，得到了任意统计宽带辐射场驱动下受激布里渊散射（SBS）的一般色散关系。从我们的一般结果中恢复了单色极限，再现了经典的单色色散关系。通过数值求解色散关系，进一步研究了不稳定性增长率作为泵浦波带宽、入射场强和散射波波数的同时函数的行为。我们的结果表明，SBS的生长速率可以减少1/3的带宽为0.3 nm，典型的实验参数。
2021-04-08 physics.optics physics.plasm-ph
Designing Metasurfaces to Manipulate Antenna Radiation
从传感到光学计算，设计师在纳米尺度上对光的操纵是几项下一代技术的关键。操纵光的一种方法是设计一种在亚波长尺度上结构化的材料，一种超材料，以具有一些期望的散射效果。超材料通常具有非常大量的几何参数，可以调整，使设计过程变得困难。现有的设计范式要么忽视自由度，要么依赖于数值昂贵的全波模拟。在这项工作中，我们推导出一个简单的半解析方法设计的超材料，从亚波长元件与电和磁偶极子共振。这与几个实验上可达到的制度有关。为了证明我们的方法的多功能性，我们将其应用到三个问题：附近的发射器之间的耦合的操作，将平面波聚焦到一个点，并设计一个具有特定辐射模式的介质天线。
2022-06-09 physics.optics
Measurement of Near-field Thermal Radiation between Multilayered Metamaterials
本文实验测量SiC/SiO2/Ge声子多层一维超材料间的近场辐射换热，验证传输矩阵法并揭示EMT在ENZ等有界表面模式下的失效边界。
2023-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Giant Photoresponsivity of Mid-Infrared Hyperbolic Metamaterials in the Quantum Regime
我们探索基于纳米图案化双曲超材料（HMM）的宽带，广角中红外整流，由亚纳米隧道势垒分隔的两种不同的金属组成。由这种周期性沟槽阻碍支持的奇异慢光模式有效地将入射辐射捕获在大规模平行的金属-绝缘体-金属隧道结中，从而支持由光子辅助隧穿引起的超快光学整流。这导致高效的光子到电子转换，比传统的整流天线大几个数量级。我们的研究结果有望对红外能量采集器和等离子体光电探测器产生影响。
2015-09-23 physics.optics
A Hamiltonian treatment of stimulated Brillouin scattering in nanoscale integrated waveguides
本文提出了一种多模哈密顿方程来求解光波导中的光声相互作用问题。我们建立了一个哈密顿表示的声场，然后引入一个完整的系统与一个简单的光声耦合，包括光弹/电致伸缩和辐射压力/移动边界效应。海森堡运动方程用于获得耦合模方程的量子化包络运营商的光场和声场。我们表明，得到的耦合系数与以前建立的耦合系数一致，但我们的形式主义比以前的工作[C. Wolff等人，Physical Review A 92，013836（2015）]。
2015-09-03 physics.optics quant-ph
Dimension-Dependent Stimulated Radiative Interaction of a Single Electron Quantum Wavepacket
在量子力学的基础上，电子波包的空间维度只能用一个期望值--粒子位置的概率分布来理解。人们仍然可以探究量子电子波包的大小如何影响物理过程。在这里，我们解决的基本物理问题的粒子波的对偶性和可测量的自由电子量子波包。我们对电子波包的受激辐射相互作用的分析，以及数值计算，揭示了两个限制。在长波包尺寸相对于辐射波长的量子区域中，人们在电子能谱中仅获得量子反冲多光子边带。在相反的制度，波包相互作用接近经典的点粒子加速的极限。波包特征可以在与辐射波长相称的波包大小的中间区域进行的实验中揭示。
2018-03-07 physics.acc-ph physics.optics quant-ph
Spontaneous and Stimulated Radiative emission of Modulated Free-Electron Quantum wavepackets - Semiclassical Analysis
在这里，我们提出了一个半经典分析的自发辐射和受激辐射从未调制和光调制的电子量子波包。我们表明，辐射发射/吸收和相应的减速/加速的波包依赖于可控的“历史相关”的波包大小。当波包的大小（持续时间）相对于辐射波长较短时，辐射相互作用的特性接近经典点粒子模型的预测。另一方面，在长尺寸波包极限中，相互作用是量子力学的，并且在高频下呈指数衰减。我们通过Smith-Purcell辐射的方案来解释这些效应，并证明了如果波包是光调制的，并且是聚束的，则它在调制频率的谐波处表现出有限的辐射发射，超过了高频截止的限制。此外，辐射分析进一步推广到一束相位相关调制电子波包的超辐射发射情况。这种依赖于波包的发射过程显示了经典到量子跃迁的辐射特征，为测量量子电子波包大小提供了一种方法，为探索光-物质相互作用提供了一个新的方向。
2018-03-30 physics.acc-ph physics.optics quant-ph
Coupled-mode theory for stimulated Raman scattering in high-Q/Vm silicon photonic band gap defect cavity lasers
我们证明了受激拉曼散射的动力学设计的高Q/Vm的硅光子带隙纳米腔通过耦合模理论框架对光泵硅激光。其他chi（3）效应，如双光子吸收和光学克尔，相关的自由载流子动力学，热效应，以及线性损耗，如腔辐射和线性材料吸收的相互作用，包括和数值研究。我们的结果澄清了机制的相对贡献和演变，并证明了激光和关闭阈值。我们的研究阐明了在单片硅高Q/Vm光子带隙缺陷腔中实现连续波和脉冲高效拉曼频率转换的条件。
2006-07-06 physics.optics
Stationary Charge Radiation in Anisotropic Photonic Time Crystals
时间超材料在波操纵方面表现出巨大的潜力，近年来引起了人们的广泛关注。在这里，我们探讨了奇异的波动动力学的各向异性光子时间晶体（APTC），形成的各向异性介质，其光学性质是均匀的，周期性地随时间变化。基于时间转移矩阵的形式主义，我们表明，一个固定的电荷嵌入在APTC可以发射辐射，在各向同性光子时间晶体的情况下，其在动量空间的分布是由APTC的能带结构控制。我们的方法扩展了时间超材料的功能，为同时产生和控制辐射提供了新的机会，对经典和量子应用都有影响。
2023-02-01 physics.app-ph physics.optics
Incandescent temporal metamaterials
本文基于宏观量子电动力学建立时间调制介质热辐射的量子理论，揭示跨频跨位电流关联、超黑体辐射及真空放大，并提出可全波矢窄带发射的ENZ白炽时间超材料。
2022-10-11 physics.optics quant-ph
