Dielectric microsphere coupled to a plasmonic nanowire: A self-assembled hybrid optical antenna
混合介观结构可以将介电光学共振与等离子体激元极化激元结合起来，在芯片级纳米光通信和传感中具有重要意义。这项实验研究展示了如何将荧光微球耦合到银纳米线上，作为远程激发的光学天线。为了实现这种结构，自组装方法被用来耦合荧光二氧化硅微球到一个单一的银纳米线。通过在纳米线的一端激发传播的表面等离子体激元，实现了微球的斯托克斯位移回音壁模式（WGM）的远程激发。使用傅立叶平面光学显微镜研究了WGM介导的荧光发射，并对天线的极向和方位发射角进行了量化。有趣的是，银纳米线的厚度被证明有直接的分支上的角发射模式，从而提供了一个设计参数来调谐天线特性。此外，通过采用三维数值模拟，电近场的微球和纳米线之间的间隙结映射，和纳米线耦合到微球的模式被识别。这项工作提供了一种自组装的光学天线，结合了介电光学共振与传播等离子体激元，并可以利用在混合非线性纳米光子学和单分子遥感。
2019-10-09 physics.optics
Polarizability of nanowires at surfaces: Exact solution for general geometry
纳米结构的极化率是决定其光学性质的重要参数。一个精确的半解析解的静电极化率的一般几何形状组成的两个部分，形成一个圆柱体，可以任意埋在基板上的推导使用双极坐标，余弦，正弦变换。基于所提出的表达式，我们分析了几种金属纳米线的几何形状，是重要的等离子体激元的极化率。我们的研究结果提供了物理洞察的相互作用之间的多个共振发现在金属纳米线的极化率在表面上。
2012-02-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Microstructured optical beams with azimuthal polarization in stratified absorbent media
我们提出了一种分析方法，以实现高度非傍轴，方位角偏振的结构光束，当通过吸收分层介质传播时，可以假设在最后半无限层近似任何所需的纵向强度图案的空间区域内的几倍大于波长。在诸如分层结构中的多次反射和材料介质的能量损失的不利条件下管理高度非傍轴光束的性质的可能性在许多不同的光学应用中可能是非常重要的，如捕获和微操纵、遥感、薄膜、医疗设备、医学治疗等。
2023-03-03 physics.optics
Laterally emitted surface second harmonic generation in a single ZnTe nanowire
我们报告了一个独特的横向发射的表面二次谐波产生（SHG）在一个单一的ZnTe纳米线的直接观察。沿着垂直于纳米线生长轴的方向极化的高度定向的表面SHG信号显著大于体SHG贡献，表明表面SHG的高效率。在远场扫描图像中，在纳米线表面的两侧观察到两个强的SHG峰，这进一步得到FDTD模拟的支持，表明独特的横向发射信号归因于ZnTe纳米线中的表面SHG。单根ZnTe纳米线的表面二次谐波具有独特的横向发光和高的转换效率，在短波长纳米激光、非线性显微镜和偏振相关光子集成等方面具有重要的应用前景。
2013-04-16 physics.optics
Multiple invisibility regions induced by symmetry breaking in a trimer of subwavelength graphene-coated nanowires
研究了亚波长石墨烯包覆纳米线簇在太赫兹频率范围内的线偏振平面波照射下的电磁响应。利用Lorenz-Mie理论和多圆柱体散射理论，得到了散射问题的解。结果表明，通过在纳米线簇的设计中引入对称性破缺，可以显著改变纳米线簇的归一化散射截面。这种效应是由于暗模式的激发，并且仅对于TE偏振的入射波观察到。
2018-06-07 physics.optics
Anomalous polarization conversion in arrays of ultrathin ferromagnetic nanowires
利用磁振子对布里渊光的散射研究了纳米线阵列的光学性质。我们利用Stokes/anti-Stokes散射的不对称性来探测线偏振光波在纳米线内部产生的局部电场的圆偏振。我们观察到的异常极化转换的相反的符号比在体介质或厚纳米线的圆偏振度的极大增强归因于一个非常规的折射在纳米线介质。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Single-photon polarization tomography with an integrated metal-superconductor nanowire array
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
研究基于集成金属 - 超导纳米线阵列实现单光子偏振层析成像，通过共制造不同形状纳米线实现偏振选择性，排列成四像素阵列进行连续偏振态层析成像，保真度超98%，为可扩展探测器阵列开辟新途径。
2026-07-08 physics.optics quant-ph
Ultrafast Optical Generation of Coherent Bright and Dark Surface Phonon Polaritons in Nanowires
从强耦合到玻色-爱因斯坦凝聚，极化激元的相干性在最近的许多实验观测中起着重要作用，但由于等离子体激元和激子的高能量，获得极化激元的相干性是一项困难的任务。然而，表面声子极化激元在低得多的能量下提供类似的承诺。在这里，我们证明了使用可见超快激光在纳米线中产生和时间分辨相干表面声子极化激元的可能性。我们表明，这些模式产生的表面耗尽场的超快屏蔽。通过对比实验和FDTD模拟，我们表明，这种方法可以同时产生暗模式和亮模式。我们的观察开辟了道路，以更深入的调查的作用，丰富的极化激元物理的相干性。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic Dimers Enhanced Polarized Single Photon Coupled to Optical Nanowire
我们提出了一个系统，用于引导等离子体增强的偏振单光子进入光学纳米线（ONW）导模。结果表明，金纳米棒二聚体（GNRD）的存在可以显著增强量子发射体（QE）的自发发射特性，从而产生高偏振、高亮度的单光子发射.我们已经计算出，一个高的Purcell因子为279，耦合效率为11%，和单光子的偏振度（DOP）估计高达99.57%，在引导模式的ONW适当地放置一个QE的GNRD系统的优化位置。这种混合量子系统可以与光纤网络相连接，为可能的量子信息处理和量子密码学应用打开了大门。
2022-12-17 physics.optics quant-ph
Design of polarization-insensitive superconducting single photon detectors with high-index dielectrics
本文研究了对入射光偏振不敏感的超导纳米线单光子探测器的设计。通过使用高折射率介质，纳米线和周围介质之间的折射率失配减小。这增强了具有垂直于纳米线段的电场矢量的光的吸收，这在这种检测器中通常是受阻的。基于这一原理，并专注于NbTiN纳米线器件，我们提出了几种易于实现的腔结构，同时允许高吸收效率（超过90%）和偏振不敏感性。基于超窄纳米线的设计，其中偏振灵敏度更显着，也被提出。最后，我们简要讨论了这种方法的具体优势的情况下，硅或硅钼纳米线。
2016-07-05 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Tunable polarization-entangled near-infrared photons from orthogonal GaAs nanowires
利用正交GaAs纳米线生成可调谐的近红外偏振纠缠光子，实现量子态的可控转变与高保真度
2025-12-02 physics.optics quant-ph
Fractal superconducting nanowires detect infrared single photons with 84% system detection efficiency, 1.02 polarization sensitivity, and 20.8 ps timing resolution
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）具有接近1的系统探测效率（SNR）和优异的时间分辨率，结合它们的其他优点，使得许多经典和量子光子学应用成为可能。然而，基于曲折纳米线的流行设计使得λ依赖于入射光子的偏振状态;对于非偏振光，高λ的主要优点将受到损害，这可能对光子缺乏的应用不利。在这里，我们创建SNSPD与弧形分形几何形状，几乎完全消除了这种偏振依赖性的双光子晶体，我们实验证明84 $\pm$ 3 $\%$双光子晶体，1.02 $^{+0.06}_{-0.02}$偏振灵敏度在1575 nm的波长，和20.8 ps的定时抖动在0.1-W的封闭循环Gifford-McMahon制冷机，在2.0 K的基础温度。该演示提供了SNSPD的新颖实用的器件结构，允许在可见光，近红外和中红外光谱范围内操作，并为具有高分辨率和高定时分辨率的偏振不敏感单光子探测铺平了道路
2022-03-31 physics.optics quant-ph
Nanowire metamaterials with extreme optical anisotropy
我们研究了纳米线超材料在负折射波导、高性能偏振器和偏振敏感生物传感器方面的应用前景。我们证明了这些复合材料的行为受到纳米线的浓度，分布和几何形状的强烈影响，推导出基于各向异性纳米线的超材料中电磁的解析描述，并通过三维数值模拟探索我们方法的局限性。最后，我们举例说明了开发的方法上的例子，基于石英的高能量密度波导和非磁性负折射率成像系统的远场分辨率的六分之一的真空波长。
2006-12-05 physics.gen-ph physics.optics
Optical Properties of Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors
测量了超导纳米线单光子探测器的光吸收率。我们发现，200 nm间距，50%填充因子的设备有一个平均吸收率为21%的垂直入射前照明的1.55微米波长的光偏振平行于纳米线，只有10%的垂直偏振光。我们还测量了具有较低填充因子和较窄导线的设备，这些设备对平行偏振光的敏感度是平行偏振光的五倍。我们开发了一个数值模型，预测我们的结构的吸收率。我们还使用我们的测量，再加上设备检测效率的测量，以确定光子检测后的吸收事件的概率。我们发现，值得注意的是，吸收的平行偏振光的光子更有可能导致检测事件比平行偏振光的光子，我们提出了一个假设，定性地解释了这一结果。最后，我们还确定了由于在许多设备上的波长范围（700-1700 nm）内包含集成光学腔而导致的设备检测效率和吸收率的增强，并且发现与我们的数值模型很好地一致。
2008-06-19 physics.ins-det physics.optics
Temperature-resilient anapole modes associated with TE polarization in semiconductor nanowire
圆柱形纳米线的偏振相关散射各向异性在例如纳米天线、光热治疗、热光致发光、催化、传感、光学滤波器和开关中具有许多潜在的应用。在所有这些应用中，依赖于温度的材料特性起着重要的作用，并且通常会对性能产生不利影响，这取决于辐射阻尼或耗散阻尼的主导地位。在这里，我们采用基于Mie散射理论的数值模拟，研究和比较金属（金，Au）纳米线与间接（硅，Si）和直接（砷化镓，GaAs）带隙半导体纳米线的温度和偏振相关的光学各向异性。结果表明，等离子体散射共振在半导体中，在吸收带内，随着温度的增加而恶化，而那些发生远离吸收带加强作为结果的声子贡献的增加。间接带隙薄（$20 \,\mathrm{nm}$）Si纳米线对于横向电（TE，$E_{\perp}$）和磁（TM，$E_{\parallel}$）模式都呈现低吸收效率，并且对于较短波长处的TM模式呈现高散射效率，使得它们适合作为高效散射体。在TE偏振的半导体纳米线（$r \! = \! 125 \! - \! 130$ nm）中也观察到具有温度弹性的高阶阿那普尔模式，其特征在于高吸收和低散射效率。在此，GaAs纳米线呈现出比Si纳米线大$3 \! - \! 7$倍的吸收效率，使得它们特别适合于温度弹性应用，例如扫描近场光学显微镜（SNOM）、局部加热、非侵入式感测或检测，其需要近场中的能量的强局部化。
2022-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Full vectorial analysis of polarization effects in optical nanowires
我们开发了一个完整的理论分析的非线性相互作用的两个偏振的波导脉冲传播的矢量模型，适用于高指数亚波长波导的装置。在这样的波导中，在完全源自波导结构的两个偏振的非线性行为中存在各向异性，并且导致切换特性。我们确定的稳定性的稳定状态的解决方案，通过拉格朗日制定。我们发现所有的静态解的非线性系统，包括那些是周期性的光纤长度以及非周期性孤子的解决方案，并分析这些解决方案通过的哈密顿公式。我们特别讨论的开关解决方案，位于附近的不稳定的稳态，因为它们导致自偏振翻转，原则上可以用来构建快速光开关和光逻辑门。
2012-03-28 nlin.PS physics.optics
Directing Monolayer Tungsten Disulfide Photoluminescence using a Bent Plasmonic Nanowire on a Mirror Cavity
在不影响场增强的情况下设计定向光学天线需要专门设计的光学腔。在这里，我们报告的实验观察定向光致发光发射从单层的二硫化钨使用的反射镜腔上的等离子体纳米线。几何形状提供了场增强和方向性的光致发光通过将单层之间的延伸腔滴铸弯曲的银纳米线和金镜形成。我们使用傅立叶平面成像技术成像的光致发光发射波矢量。该腔在一个狭窄的波矢范围内耦合出辐射，径向和方位角扩展分别仅为11.0°和25.1°。此外，我们进行了三维有限差分时域数值计算，以证实和理解的实验结果。我们设想，这里提出的结果将很容易利用片上耦合应用和设计非弹性光学天线。
2022-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Photonic nanowire-based single-photon source with polarization control
本文描述了一种用于椭圆截面结构的光学模拟的模态方法及其在基于光子纳米线（NW）的单光子源（SPS）设计中的应用。这项工作是在截止2016年5月31日的EMRP SIQUTE项目框架内进行的。该文献总结了用于以有效方式处理椭圆形截面的新方法，并且另外给出了用于偏振控制的具有椭圆形截面的光子NW SPS的设计参数。该文献没有在现有文献的背景下介绍新方法和椭圆光子NW SPS设计，而是直接深入方程。此外，本文档假定读者拥有一般模态扩展技术的专业知识。所提出的形式主义不执行李的因式分解规则，也没有最近提出的开放边界几何形式主义，快速收敛到开放的几何极限，而是依赖于（旧）形式主义的基础上，坐标变换仿真开放系统。然而，该文档确实包含了专家读者实施该方法和再现模拟所需的所有信息。
2016-05-23 physics.comp-ph physics.optics
Sub-Wavelength Plasmon Polaritons Channeling of Whispering Gallery Modes of Fluorescent Silica Microresonator
在这里，我们报告的亚波长传播和定向耦合的回音壁模式（WGM）的荧光二氧化硅微球谐振器介导的等离子体激元在单晶银纳米线。从纳米线末端发射的荧光光谱特征证实了WGM通过纳米线等离子体激元的有效引导。通过采用傅立叶平面光学显微镜，我们揭示和量化的WGM从纳米线的两端的定向荧光发射。考虑到所讨论的几何形状是从溶液相自组装的，我们的结果将在基于WGM的软光子平台中找到相关性，包括小型化的光学谐振器和耦合器。
2021-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Experimental observation of transverse spin of plasmon polaritons in a single-crystalline silver nanowire
报道了在等离子体激元单晶银纳米线中激发的表面等离子体激元的横向自旋和自旋动量锁定的实验观察。与在金属膜中激发的SPP相反，沿NW的长轴（$x$轴）传播的倏逝SPP模式的电磁场分量可以沿两个纵向平面（$y$和$z$平面）衰减，导致两个正交的横向自旋分量（$s_z$和$s_y$）。在纵向平面（$x$）中的衰减SPP模式信号的相反圆偏振分量的分析揭示了信号的自旋相关偏置，因此存在横向自旋分量（$s_z$）。傅立叶平面中相应的横向自旋密度（$s_3$）揭示了自旋-动量锁定，其中自旋的螺旋度由SPP倏逝波的波矢量分量决定。此外，三维数值计算的结果得到证实。所呈现的结果展示了如何利用化学制备的等离子体AgNW来研究倏逝波中的光学自旋，并且可以外推以探索亚波长效应，包括定向自旋耦合和光学纳米操纵。
2021-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
