Optical contrast and refractive index of natural van der Waals heterostructure nanosheets of franckeite
我们通过定量光学显微镜研究了机械剥离的硅镁矾纳米片。透射模式和落射照明模式的光学显微镜图像的分析提供了一种快速的方法来估计剥离的薄片的厚度一眼。通过显微反射率的光学对比光谱的定量分析允许通过将所获得的光谱拟合到基于菲涅耳定律的模型来确定在宽范围的可见光谱中的钙钛矿的折射率。
2018-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Simultaneous Measurement of Mid-Infrared Refractive Indices in Thin-Film Heterostructures: Methodology and Results for GaAs/AlGaAs
本文提出一种结合傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜的新方法，同步测量了GaAs和AlGaAs在2.0至7.1μm范围内的折射率，相对不确定度达$10^{-4}$量级，对中红外光学器件设计具有重要意义。
2023-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Spectral response of Cantor multilayers made of materials with negative refractive index
而由具有正折射率的各向同性介电磁性材料制成的康托多层膜将显示幂律特性，由具有负折射率的材料制成的低阶康托多层膜将不显示幂律性质。这种异常行为的原因。
2002-08-02 cond-mat.other physics.class-ph physics.optics
The anisotropic Kerr nonlinear refractive index of the beta-barium borate (β-BaB2O4) nonlinear crystal
研究了β-BaB_2O_4（BBO）非线性晶体的克尔非线性响应的各向异性性质。重点是确定相关的$χ^{(3)}$立方张量分量，影响I型级联二次谐波产生的相互作用。在文献中的各种实验进行了分析，我们校正的数据从一些实验级联的贡献，以及更新的材料参数。我们发现，克尔非线性张量分量负责级联中的自相位调制是相当大的比已经使用的日期。我们评估使用这样的立方各向异性响应在超快级联实验的影响。
2013-02-21 physics.optics
Colloidal superlattices for unnaturally high-index metamaterials at broadband optical frequencies
金属纳米颗粒（NP）组装的最新进展使光学领域前所未有的光物质相互作用的复杂工程成为可能。在这项工作中，我扩大了NP光学超材料的设计灵活性，将可达折射率的上限推到不自然的高制度。对NP超晶格单层的几何参数的精确控制赋予了电共振和相关有效介电常数的显著增加，远远超出了自然可达的制度。同时，有效的渗透性，实现高折射率的另一个关键因素，被有效地抑制通过减少纳米粒子的厚度。通过建立这一设计规则，我已经实现了不自然的高折射率（15.7在电谐振和7.3在准静态极限）在宽带光频率（100 THz ~ 300 THz）。我还将这种NP超材料与石墨烯结合起来，以在宽的光学频率上电气控制高折射率。
2015-07-24 physics.optics
Impact of Nitrogen-Vacancy Color Centers on the Optical Kerr Effect in Diamond: A Femtosecond Z-Scan Study
本文利用飞秒Z扫描技术研究NV色心浓度对金刚石光学克尔效应的影响，发现非线性折射率呈四重旋转对称且随NV浓度增加而降低，并归因于NV中心作为红失谐二能级系统的负贡献。
2025-01-02 physics.atom-ph physics.optics
Refractive Index Engineering: Insights from Biological Systems for Advanced Optical Design
本综述探讨受生物系统独特折射率分布启发的先进光学设计，涵盖仿生材料、复杂光学系统及光散射工程等领域，为开发高性能光学材料与器件提供原理支撑及应用方向。
2025-04-15 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
Rabi-like splitting and refractive index sensing with hybrid Tamm plasmon-cavity modes
从理论上证明了混合等离子体一维光子晶体结构中的类拉比分裂和自参考折射率传感。Tamm等离子体和腔光子模式之间的耦合通过在金属层附近引入低折射率间隔层来调谐，以形成它们的混合模式。在不同间隔层厚度下观察到的模式的反交叉验证了两个模式之间的强耦合，并导致具有不同分裂能量的Rabi样分裂。在一维光子晶体中，类拉比分裂能随周期数N和介质折射率差η的增加而减小，并通过一个解析模型解释了观测到的变化.混合模的角度和偏振依赖性表明，下混合模的偏振分裂比上混合模的强得多。进一步研究发现，随着腔介质的变化，其中一种混合模式保持不变，而另一种模式发生了显著的变化。混合模式的这种性质已被用于设计用于感测不同分析物的自参考折射率传感器。当η=1.333，N=10时，腔厚从170 nm增加到892 nm，灵敏度从51 nm/RIU增加到201 nm/RIU。对于892 nm的固定腔厚度，通过将η从1.333增加到1.605，灵敏度从201 nm/RIU增加到259 nm/RIU。对两种不同的混合结构（[η=1.333，N=10]和[η=1.605，N=6]）的检测精度、品质因数和品质因数等传感参数进行了评估和比较。混合模式之一的共振反射率的值随着可用于折射率感测的分析物介质的变化而显著变化。
2021-10-20 physics.optics
Refractive-index tomography of opaque tissue from its own backscattered light
Korea University（高丽大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Korea Electrotechnology Research Institute (KERI)（韩国电子技术研究研究所）；Pusan National University（釜山国立大学）
研究利用分治逆散射框架，从背向散射光恢复传输信息，重建细胞3D RI，无需双侧光接入，实现对活体组织细胞的无损纵向成像，如在工程组织和活体小鼠中成像并量化骨细胞干质量。
2026-07-08 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
Sensing with Twisted Light: Precision Measurement of Fractional Azimuthal Index to Determine Refractive Index
本文提出利用螺旋相位板将光转换为携带轨道角动量的拉盖尔-高斯光束，通过激光散斑以2×10⁻⁵精度测量分数方位角指数，进而实现折射率精度达6.4×10⁻⁷的微流控传感，并验证了蔗糖和血红蛋白样品。
2025-08-27 physics.optics
Quantum Enhanced Imaging of Non-Uniform Refractive Profiles
在这项工作中，量子精密测量技术被应用到具有非均匀折射空间轮廓的物体的成像。一个显着的改进，经典的精度被证明是发现时，“双光束状态”（TWB）被使用。特别地，利用在参数下转换（PDC）过程中自然产生的多模空间相关性，允许复杂空间轮廓的2D重建，从而实现增强的成像。其思想是使用一个空间多模光束来探测样品，另一个作为参考来降低噪声。类似的模型也可用于描述波前失真测量。该模型是为了遵循这种增强的测量方案的第一个实验演示。
2019-11-16 physics.optics quant-ph
Density Effects on the Negative Refractive Index of a Split Ring Resonator Metamaterial
基于互补介质的完美透镜和隐身是负折射率材料的可能应用。超材料是通过调整有效介电常数和磁导率来实现这一特性的天然候选材料。超材料的$n<0$的微调受到粗粒夹杂物的限制，粗粒夹杂物使电磁参数作为其密度的函数而离散。我们研究了在微波频率下超材料的负折射率与晶格周期线密度的关系。在波导截止频率以下的频带中，通过填充有开口环谐振器阵列的波导来获得负折射率。通过在1 GHz的带宽上调谐密度，保持了典型的完美透镜效应的特殊值$n=-1$。观察到超材料在其上操作的截止密度。第二个临界密度以上的传输饱和被发现接近Pendry限制。这些结果的密度的负折射率超材料开辟了新的途径，微调本构参数在所需的值，通过变换光学。
2010-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental demonstration of high sensitivity refractive index sensing based on magnetic plasmons in a simple metallic deep nanogroove array
实验制作了一种高性能的宽角度折射率传感器，该传感器基于简单的一维（1D）高深宽比的金属深纳米槽阵列。1D深槽阵列的特征在于磁等离子体激元（MP）的激发，指的是入射电磁波与深槽内部感应的强磁响应的有效耦合。利用MP共振是非常敏感的周围的电介质，我们成功地实现了折射率灵敏度（RIS）高达$\sim$ 1300 nm/RIU，这是高于大多数实验设计的等离子体传感器在红外区域。重要的是，受益于与角度无关的MP共振与强约束的磁场内的深槽和强电场本地化的凹槽开口，我们展示了广角传感能力有效的宽带红外区域具有良好的线性依赖于折射率的变化。这种基于MP的传感器，加上其简单的一维平面性质和易于制造，具有很大的潜力，高灵敏度，成本效益和紧凑的传感设备的实际设计。
2020-03-06 physics.app-ph physics.optics
The role of local field modes in calculating the effective optical properties of metamaterials
这封信讨论了光学超材料的单胞内的局部场的性质在发展有效的有效介质理论中的重要性。特别是，我们申请的Meier-Wokaun程序推导出一个修正版本的麦克斯韦-加内特公式的折射率的介质组成的金属棒与亚波长横截面。我们将此结果与通过数值模拟计算的全模分析获得的值进行比较，并分析表面等离子体激元在充分确定介质的有效折射率方面的影响。
2013-06-18 physics.optics
The maximum refractive index of an atomic crystal $\unicode{x2013}$ from quantum optics to quantum chemistry
所有已知的光学材料的折射率都是一阶的.尽管折射率对光学技术有着巨大的影响，但很少有人研究为什么材料的折射率普遍很小，以及这种观察是否是基本的。在这里，我们研究原子有序排列的指数，作为原子密度的函数。在稀密度下，这个问题属于量子光学的范畴，原子之间除了通过光的散射外不会相互作用。另一方面，当晶格常数变得与玻尔半径相当时，电子轨道开始重叠，从而产生量子化学。我们提出了一个极小模型，允许一个统一的理论指数跨越这两个政权。一个关键的方面是多重光散射的处理，它可以在很大的密度范围内高度非微扰，这是传统的折射率理论崩溃的原因。在量子光学制度，我们表明，理想的光-物质相互作用可以有一个单模性质，允许一个纯粹的真实折射率，随着密度的增长为$(N/V)^{1/3}$。在量子化学的开端，我们展示了两种物理机制（激发电子隧穿动力学和电子密度-密度相关性的建立）如何打开非弹性或空间多模光散射过程，最终将折射率降低到有序单位，同时引入吸收。在化学开始时，我们的理论预测超高折射率（$n\sim 30$）、低损耗材料原则上可以为自然定律所允许。
2023-03-20 physics.optics quant-ph
The R-index: A universal metric for evaluating OAM content and mode purity in optical fields
本文提出R指数这一通用度量，用于统一量化任意结构光场的OAM含量与模式纯度，从而支持不同光束间的直接比较和最优配置识别。
2025-08-18 physics.app-ph physics.optics
Refractive-index-sensing radio-frequency comb with intracavity multi-mode interference fibre sensor
光学频率梳由于其齿状的离散光谱以及其固有的锁模性质和对频率标准的锁相控制而作为光学频率标尺引起了人们的注意。基于这一概念，迄今为止，它们的应用已经在光频计量和光程计量领域得到了证实。然而，如果光梳的效用可以通过利用光梳的新方面而进一步扩展到其基于光频尺的应用之外，这将导致光学计量和仪器的新发展。在这里，我们报告的光纤传感应用的基础上的光学和射频区域之间的相干频率链路的光梳，使高精度的液体样品的折射率测量的基础上的频率测量在射频区域。我们的技术编码的折射率变化的液体样品到一个射频梳由一个腔内多模干涉光纤传感器和腔光纤的波长色散的组合。然后，通过用频率计数器和频率标准测量射频梳的重复频率来读出折射率的变化。使用光梳作为光子射频转换器将导致在功能性光纤传感器和精确的射频测量的帮助下在高精度光纤传感中的新应用的发展。
2018-02-12 physics.app-ph physics.optics
Photon Trajectory in the Human Cornea
在这篇文章中，我们跟踪光子在人类角膜中的轨迹。在角膜梯度折射率（GRIN）性质的实验证据之前，示意性眼睛模型使用常数或平均值作为角膜折射率。一些最近的模型尊重角膜内GRIN，但基于近轴近似，从而在周边视野分析和非近轴光子跟踪中具有有限的有效性。在这里，我们介绍Trajectron算法。它使用一个封闭的形式解决方案的射线方程的恒定轴向梯度折射率介质，并评估了分段常数梯度折射率。使用Trajectron，我们提出了第一个非近轴角膜内光弯曲现象的定量演示。该演示在屈光手术算法的发展中具有重要意义。
2011-10-01 physics.optics q-bio.TO
Achieving Optical Refractive Index of 10-Plus by Colloidal Self-Assembly
本研究通过聚合物配体介导的胶体自组装技术，将多面体金纳米颗粒组装成大面积紧密堆积单层，利用深亚波长电偶极子共振和电容耦合，在光学频率下实现了创纪录的10.12高折射率。
2024-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Investigating the refractive index sensitivity of U-bent fiber optic sensors using ray optics
几何修改的光纤传感器（FOS），特别是U形弯曲的FOS，由于其非常高的折射率（RI）和倏逝波吸收（EWA）灵敏度以及其人体工程学设计和易于操作而获得了显著的关注。在这项研究中，我们提出了一个理论模型的U形弯曲FOS探头，预测传感器的行为，通过数值模拟的光传播在一个等效的二维半圆环使用光线追迹的方法。除了由于几何形状的修改的影响，本研究提出了一个彻底的调查弯曲引起的材料变形的光传播和折射损耗的性质的影响。引入弯曲比（弯曲半径与纤芯半径之比）来解释纤芯的几何形状变化和弯曲引起的折射率不均匀性（BIRI）对折射率灵敏度的影响。弯曲塑料光纤传感器的弯曲比属于四种弯曲状态之一，即平缓、几何、饱和和塑性，其弯曲比分别小于35、25、17和7。结果还表明，弯曲比小于7，BIRI不均匀性是负责高RI的灵敏度观察到的U形弯曲探头，而不是简单的几何修改。这项研究还表明存在一个最佳的弯曲比（对于周围介质的RI的给定值），RI的敏感性是最大的。这些发现与以前报道的实验结果进行了验证。
2019-11-26 physics.app-ph physics.optics
Tutorial: Topology, waves, and the refractive index
本教程探讨拓扑学在波物理中的应用，通过Chern数计算临界点，并基于复方向折射率为零的物理解释，揭示拓扑界面态单向传播的机制，为寻找支持单向界面态的声学和电磁材料提供捷径。
2022-02-17 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Mono/dual-polarization refractive-index biosensors with enhanced sensitivity based on annular photonic crystals
为了促进基于二维光子晶体（PC）的折射率（RI）生物传感器的发展，迫切需要一种有效的方法来提高二维PC的RI灵敏度（通常小于500 nm/RIU）。本文详细研究了空气环型二维环形光子晶体的光子带隙特性及其折射率敏感性。这种类型的2D PC可以很容易地和明显地提高RI的灵敏度相比，传统的气孔型2D PC，已被广泛研究在以前的作品。这是因为APC可以自然地表现出抑制的PBG上沿，这可以强烈地影响最终RI灵敏度。通常，从纯2D APC可以获得高达2-3倍RI灵敏度的增强的感测性能。这种高RI灵敏度也可用于由纯2D APC开发的三种典型波导中。在此基础上，提出了双极化RI生物传感器的新概念，将RI灵敏度定义为不同极化方向上沿光子带隙的交叉相对灵敏度之差。基于纯的二维APC，一个双极化RI生物传感器具有高RI的灵敏度约1190 nm/RIU在红外范围内作为一个例子。
2014-05-23 physics.bio-ph physics.optics
Immersion graded index optics: theory, design, and prototypes
浸没式光学器件能够通过利用光的亮度与无损光学系统中的折射率的平方成比例的事实来创建具有改进的光学聚集和耦合的系统。浸没式渐变折射率光学集中器，不需要跟踪源，描述在理论，模拟和实验方面。我们引入了一个广义的设计指导方程，它遵循帕累托函数，并可用于创建各种沉浸式渐变折射率光学取决于浓度，折射率，高度和效率的应用要求。我们提出了玻璃和聚合物制造技术，用于制造具有大折射率范围的宽带透明渐变折射率材料，（折射率比）^2为~2，比自然界或光学工业中所见的要高出许多倍。原型展示了3x光学集中，效率超过90%。我们报告通过功能原型，梯度折射率透镜聚光器执行接近理论的最大极限，我们介绍了简单，廉价，设计灵活，可扩展的制造技术，其实施。
2022-11-19 physics.app-ph physics.optics
Multi-angle holographic characterization of individual fractal aggregates
全息颗粒表征使用全息显微镜数据的定量分析来精确和快速地测量单个胶体球在其原生介质中的直径和折射率。当这种技术应用于非均匀或非球面颗粒时，测量的直径和折射率代表包围每个颗粒的有效球体的特性。连续球分析已成功地应用于分形聚集体的人口，产生一个整体的人口作为一个整体的分形维数。在这里，我们证明了全息表征也可以测量一个单独的分形集群的分形维数，通过探测它的有效直径和折射率的变化，因为它经历旋转扩散。这一过程从多个角度探测团簇的结构，因此构成了一种断层扫描形式。在这里，我们证明和验证非球面粒子的全息图的有效球的解释，通过在一系列条件下生长的二氧化硅纳米粒子的聚集体的实验研究。
2022-09-22 cond-mat.soft physics.optics
Generalized vectorial ray tracing for optical analysis and design in freeform gradient-index media
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica（墨西哥国家天体物理学、光学和电子学研究所）
提出一种基于局部矢量关系的光线追迹方法，用于任意自由形式梯度折射率介质，通过斯涅尔定律的矢量形式处理折射和全内反射，实现高效高精度传播分析与直接设计。
2026-06-23 physics.optics
Record nonlinear conversion efficiency in the production of high spectral purity vacuum ultraviolet laser at 148 nm
IPG Photonics Corporation（IPG光子公司）；JILA, NIST and University of Colorado, Department of Physics, University of Colorado（JILA、美国国家标准与技术研究院和科罗拉多大学物理系，科罗拉多大学）；CREOL, The College of Optics and Photonics（CREOL光学与光电子学院）
通过级联倍频2400 nm Cr:ZnS光频梳至16次谐波，利用体生长准相位匹配晶体，在148 nm处实现40 μW平均功率的真空紫外光频梳，转换效率比已知方法高一个数量级。
2026-06-19 physics.optics
Inverse Designed WS2 Planar Chiral Metasurface with Geometric Phase
本研究利用WS2超单元和伴随优化技术，设计了一种具有几何相位的平面手性超表面，实现了宽带圆二色性。
2024-02-07 physics.optics
Expanding photonic palette: exploring high index materials
虽然光子学社区正被充满异国情调的概念所占据，预示着一个宏伟的未来和名声，如果不是一笔财富，我恭敬地接受一种可能性，即简单地以适度的因子增加折射率的谦虚概念可能在许多生活中有更大的回报。考虑到这一点，我探讨了为什么更高的指数材料尚未实现，并指出了一些尝试性的方向，为这些难以捉摸的材料，无论是自然的或人工的搜索。
2021-12-04 physics.optics
Xenon plasma-focused ion beam milling as a method to deterministically fabricate bright and high-purity single-photon sources operating at C-band
针对电子束光刻制备C波段量子点光子纳米结构缺乏三维控制的问题，本研究采用氙等离子体聚焦离子束技术实现三维塑形，制备出高纯度、高提取效率的单光子源，提取效率超越同波段电子束光刻的最高报道值。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable subnanometer gap plasmonic metasurfaces
折射率决定了光在材料中的流动。在可见光和近红外波长下，对于天然存在的透明材料，折射率的实部被限制为小于3，这从根本上限制了应用。在这里，我们进行了实验，以研究在可见光和近红外波长的自组装超颖表面的有效折射率的上限。厘米级的超颖表面由六方密堆积（hcp）单层的金纳米球涂有可调的烷乙氧基化物配体壳，控制粒子间的间隙从2.8到0.45 nm。与孤立的二聚体研究相反，宏观尺度的区域允许同时探测数十亿个间隙，并且hcp对称性导致共振模式中的大波长偏移，使得亚纳米长度尺度机制能够在远场中可重复地测量。我们证明了亚纳米间隙，超颖表面的光学响应与经典（本地）模型一致，具有轻微的非本地效应，并且没有明确的证据表明在光学频率下配体介导的电荷转移。我们确定超颖表面的折射率的有效实部对于绿黄颜色具有最小值1.0，然后在红色中迅速达到最大值5.0，并且在远至近红外的情况下保持大于3.5。我们进一步表明改变超颖表面中配体的端基和共轭对光学性质的影响很小。这些结果建立了可见光和近红外线限制的实用上限，可能导致独特的色散工程涂层
2017-11-06 physics.optics
Measurements of Broadband Negative Index in Space-Coiling Acoustic Metamaterials
我们报道了在一种超声波材料结构中获得宽带负折射率的实验证明。采用两种不同的方法来证明超材料的负折射率性质：从反射和透射测量中提取有效参数的一维提取，以及令人信服地显示对应于负折射的透射角的基于棱镜的二维测量。在后一种情况下观察到的透射角也非常符合在一维测量和数值模拟中获得的折射率。我们期望这种透明的超材料成为实际声学超材料设备的选择单位单元，这些设备需要宽带和显著的负折射率。
2012-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of wavelength-dependent Brewster angle shift in 3D photonic crystals
由于光子晶体表面的亚波长特性和晶体内部折射率的周期性变化，偏振光与光子晶体的相互作用具有独特的性质。在这里，我们提出了一个详细的研究与三维光子晶体与面心立方对称的光散射的偏振各向异性在一个广泛的波长和角度范围。偏振的各向异性导致在传统的布儒斯特角定义的具有一定的折射率的平面界面的移位。观察到的布儒斯特角的偏移强烈地依赖于折射率对比度和晶格常数。对具有不同折射率对比度和晶格常数的光子晶体进行了偏振相关的禁带测量。这些测量结果表明，独特的停止间隙分支在高对称点的布里渊区的光子晶体。TE极化时观察到了固有的阻隙分支，而TM极化时由于布鲁斯特效应而被抑制。我们的结果有后果的偏振光散射等离子体结构和介电元表面，也是有用的应用，如纳米级偏振分裂器和激光器。
2016-11-29 physics.optics
Rydberg polaritons in ReS2 crystals
本研究展示了ReS2晶体中腔模式与激发态的强耦合形成里德伯极化激元，澄清了其光谱特征源于高折射率与大振子强度的结合，为固态里德伯系统提供了新平台。
2022-08-05 physics.optics
Modeling the Temperature-Dependent Material Dispersion of Imidazolium-Based Ionic Liquids in the VIS-NIR
本文实验测量11种咪唑基离子液体在298.15–323.15 K、400–1000 nm范围内的折射率，并用单共振Sellmeier模型揭示共振位置不随温度变化而强度线性变化。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Extremely terahertz electric-field enhancement in a high-Q photonic crystal slab cavity with nanoholes
利用电磁边界条件，提出了一种具有纳米孔的一维光子晶体（PC）腔体，该腔体中的缝隙效应（电位移场的垂直分量）和反缝隙效应（电场的平行分量）均能极大地增强太赫兹电场.在高折射率材料中，EM能量密度可以提高（εh/εl）^2倍，其中εh和εl分别是高折射率材料和低折射率材料的折射率。相应地，与常规太赫兹光子晶体腔相比，模式体积可以增强288倍，并且比衍射极限小三个数量级。而所提出的太赫兹腔设计也支持具有高Q > 10^4的模式，这导致自发发射的强Purcell增强超过10^6倍。我们的太赫兹腔设计是可行的，并呼吁实验演示，因为其中EM最大化的半导体层可以自然地填充有量子工程活性材料，这是发展室温相干太赫兹辐射源的潜力。
2018-07-25 physics.optics
DeepRegularizer: Rapid Resolution Enhancement of Tomographic Imaging using Deep Learning
光学衍射断层扫描测量样品的三维折射率图，并以非破坏性的方式在纳米级可视化生化现象。光学衍射层析成像的一个主要缺点是由于对三维光学传递函数的有限访问而导致的轴向分辨率差。这个缺失锥的问题已经通过使用先验信息的正则化算法来解决，例如非负性和样本平滑度。然而，这些算法的迭代性质和它们的参数依赖性使得实时可视化是不可能的。在这篇文章中，我们提出并实验演示了一种深度神经网络，我们称之为DeepRegularizer，它可以快速提高三维折射率图的分辨率。利用成对的数据集（原始折射率断层图像和通过迭代全变分算法的分辨率增强的折射率断层图像）进行训练，基于三维U网的卷积神经网络学习两个断层图像域之间的变换。我们的网络的可行性和普遍性证明使用细菌细胞和人类白血病细胞系，并通过验证模型在不同的样品。与传统的迭代方法相比，DeepRegularizer提供了一个数量级以上的正则化性能。我们设想，所提出的数据驱动的方法可以绕过其他成像模式中的各种图像重建的高时间复杂度。
2020-09-29 eess.IV physics.bio-ph physics.optics
Single photon emitters in monolayer semiconductors coupled to transition metal dichalcogenide nanoantennas on silica and gold substrates
本文利用多层TMD纳米天线在SiO2和金衬底上局域化形成WSe2单光子发射器，实现强光子增强与高收集效率，并通过数值模拟优化几何结构，使荧光增强达4-5个数量级。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Holographic characterisation of subwavelength particles enhanced by deep learning
纳米颗粒在其自然环境中的物理性质的表征在从纳米颗粒增强的药物递送到环境纳米污染评估的广泛领域中起着核心作用。标准的光学方法需要分散在具有已知粘度的介质中的纳米颗粒的长轨迹，以确定其扩散常数，从而确定其尺寸。然而，通常只有短的轨迹是可用的，而介质粘度是未知的，例如，在大多数生物医学应用中。在这项工作中，我们展示了一种无标记的方法来量化的大小和折射率的单个亚波长粒子使用两个数量级短的轨迹比所需的标准方法，而无需假设介质的物理化学性质。我们通过开发一个加权平均卷积神经网络来分析粒子的全息图像来实现这一点。作为原理的证明，我们区分和量化二氧化硅和聚苯乙烯颗粒的尺寸和折射率，而无需溶质粘度或折射率的先验知识。作为超越现有技术的应用程序的一个例子，我们演示了这种技术如何可以监测聚苯乙烯纳米粒子的聚集，揭示了单体数量和单个亚波长聚集体的分形维数的时间分辨动力学。该技术为纳米颗粒表征开辟了新的可能性，具有从生物医学到环境监测的广泛应用。
2020-06-19 cond-mat.soft physics.optics
Quantum vacuum emission in a nonlinear optical medium illuminated by a strong laser pulse
一个强的光脉冲在非线性克尔介质中传播时会产生折射率的变化，使光在脉冲内外以不同的速度传播。通过调节脉冲速度，在合适的频率窗口内可以得到模拟黑洞视界。在本文中，我们发展了一个量子理论的光传输的这种系统，包括频率色散的折射率的介质耦合的电磁场的物质偏振场。在单黑洞视界的结构中，自发发射粒子的光谱与霍金辐射有一些相似之处。此外，即使在无水平系统中，由于介质的色散性质，自发真空发射仍然是可能的，但具有显着不同的光谱特性。
2013-02-27 gr-qc hep-th physics.optics
On the physical origins of the negative index of refraction
负折射率的物理起源来自于一个稀的微观模型，产生的结果是广义的稠密凝聚相极限。特别是，散射从一个薄片的电和磁偶极子驱动以上的共振是用来形成一个基本的描述为负折射。具有实际意义的是，损耗和色散隐含在微观模型中。虽然天然存在的负折射率材料不可用，但铁磁和铁电材料提供了器件设计机会。
2004-09-17 physics.gen-ph physics.optics
Centimeter-Scale Achromatic Hybrid Metalens Design: A New Paradigm Based on Differentiable Ray Tracing in the Visible Spectrum
本文提出基于可微光线追踪的混合超透镜设计新范式，通过联合优化超透镜相位与折射透镜参数，在440-700 nm可见光谱范围内实现1 cm孔径、f/1.4的消色差性能，并可无缝集成到可微计算成像系统中。
2024-04-04 physics.app-ph physics.optics
