Radiation pressure and the distribution of electromagnetic force in dielectric media (II)
利用时域有限差分法（FDTD）计算了不同形状和光学性质的介质中及其周围的电磁场分布。借助于本构关系，我们继续计算束缚电荷和束缚电流密度，然后采用洛伦兹力定律来确定感兴趣的区域内的力密度的分布。对于几个简单的情况下，存在的解析解，这些解决方案被发现是完全符合我们的数值结果。我们还分析了更复杂系统中的场和力的分布，并讨论了我们的发现与实验观察的相关性。特别是，我们证明了单光束捕获的介质微球浸没在液体中的条件下，是典型的光镊。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
Electromagnetic cloaking of cylindrical objects by multilayer or uniform dielectric claddings
我们表明，介电，甚至完全导电的圆柱体可以通过均匀或分层的电介质包覆，而不需要任何外来的或磁性材料的参数。特别是，我们首先提出了一个简单的分析概念，可以准确地描述在可见光谱中的锥形银盘获得的隐身效果。模型结构最初在[S. A. Tretyakov，P. Alitalo，O.卢科宁角R. Simovski，Phys. Rev. Lett. Vol.103，p.103905，2009]，其中仅数值地研究了其在光学频率中作为斗篷的操作。我们严格地模拟这种配置作为一个多层介质覆盖周围的隐形物体，与实际设备的模拟结果非常吻合。使用均匀或多层介质覆盖的概念，相对介电常数大于1，然后成功地扩展到不可穿透的对象，如导电圆柱体的隐身。
2012-01-13 physics.class-ph physics.optics
Electromagnetic Energy, Momentum, and Angular Momentum in an Inhomogeneous Linear Dielectric
在先前的工作中，Optics Communications 284（2011）2460- 2465，我们考虑了具有抗反射涂层和由准单色场在法向入射下照射的空间均匀折射率的电介质。利用电磁能量密度和Gordon动量密度的连续性方程，构造了封闭系统的无痕对称能量-动量张量。在这项工作中，我们放宽了条件的均匀折射率，并考虑一个电介质的空间变化的折射率是独立的时间，这基本上是一个机械刚性的电介质由于外部约束。利用能量密度和Gordon动量密度的连续性方程，我们构造了一个对称的能量-动量矩阵，它的四维发散度等于广义Helmholtz力密度四维矢量。假设能量-动量矩阵在时空坐标变换的对称群下具有张量变换性质，我们导出了总能量、动量和角动量的全局守恒律。
2015-02-11 physics.class-ph physics.optics
Momentum of an electromagnetic wave in dielectric media
大约一百年前，人们提出了两种不同的表达式来表示介质中电磁波的能量-动量张量。闵可夫斯基的张量预测了波在进入电介质时的线性动量会增加，而亚伯拉罕的张量则预测了它的减少。理论上的论点对双方都有利，实验证明无法区分两者。然而，更多的形式被提出，每一个都有他们的拥护者，他们认为他们提出的形式是唯一真正的张量。本文回顾了这场争论及其最终结论：没有电磁波能量-动量张量是完全的。当适当的伴随能量-动量张量的物质介质也被认为是，所有的各种建议张量的实验预测将永远是相同的，因此，优选的形式是有效的个人选择的问题。
2009-02-22 physics.class-ph physics.optics
The momentum of an electromagnetic wave inside a dielectric
给在绝缘体中传播的电磁波包分配动量的问题以亚伯拉罕-闵可夫斯基争论的名义而闻名。在本文中，我们重新审视这个问题，首先通过在介质的极化率的功率扩展，并假设最简单和最自然的选择施加在电介质材料上的电磁场的力。它表明，亚伯拉罕表达是非常赞成的。然后，我们展示了这些结果的完整的一般性。
2013-07-02 hep-th physics.class-ph physics.optics
The total energy--momentum tensor for electromagnetic fields in a dielectric
线性电介质中电磁场的能量-动量张量有多种表述.总的能量-动量张量，由电磁和物质组成，必须是唯一的。我们讨论了总能量-动量张量的构造和相应的守恒律。
2017-11-06 physics.optics
The physical origin of the Fresnel drag of light by a moving dielectric medium
我们提出了一个新的推导的菲涅耳-斐索公式的光的阻力由一个移动的介质使用一个简单的微扰方法。我们特别关注的现象的物理起源，我们表明，它是非常相似的多普勒-斐索效应。我们证明，这种效应在本质上是独立于相对论的。在其他领域的物理应用的可能性被认为是。
2005-06-01 physics.class-ph physics.optics
Extinction by the long dielectric needles
本文比较了电磁波斜入射时，介质针和介质柱对电磁波的消光特性。结果表明，在计算无限长介质柱的单位长度消光系数时，应采用不含对数项的重正化汉克尔函数，以便于将其应用于有限长介质柱的消光系数计算。
2017-04-30 physics.class-ph physics.optics
On the refractive index for a nonmagnetic two-component medium: resolution of a controversy
使用两种方法来确定在其介电常数中包括无源分量和反转分量的介电介质的折射率：（i）在时域中，有限差分算法，用于从垂直入射在电介质半空间上的脉冲平面波的反射数据计算频域反射率，以及（ii）在频域中，倾斜入射的高斯光束通过介质板时的偏转。发现电介质是折射率实部为负的有源介质。因此，科学文献中最近的一个争议得到了解决。
2007-05-07 physics.class-ph physics.optics
The Huygens principle for a uniaxial dielectric-magnetic medium with gyrotropic-like magnetoelectric properties
利用单轴介电磁介质的并矢格林函数，结合场的可逆变换，导出了适用于具有类回转磁电特性的单轴介电磁介质的惠更斯原理.
2008-06-30 physics.optics
Decomposition of the Total Electromagnetic Momentum in a Linear Dielectric into Field and Matter Components
亚伯拉罕-闵可夫斯基电磁动量争论的长期解决方案是基于将封闭连续电动力学系统的总动量分解为单独的场和物质分量。使用一个简单的线性电介质的微观模型，我们推导出拉格朗日方程的电偶极子的运动，并表明，电介质可以被视为一个固定的简谐振子的集合，由电场驱动，并产生一个极化场的响应。宏观的能量和动量是根据电、磁和极化场来定义的，这些场作为电磁辐射脉冲一起穿过电介质。我们的结论是，宏观能量和宏观动量是完全电磁性质的一个简单的线性电介质在没有显着的反射。
2013-10-21 physics.optics
Synthesis of resonant modes in electromagnetics
本文提出一种解析方法，利用超材料自由度任意设计无界空间中介电物体的谐振模式，并引入可控调谐性与本质模式数两个概念，适用于线性局域本构关系的系统。
2023-07-08 physics.class-ph physics.optics
Squeezing electromagnetic energy with a dielectric split ring inside a permeability-near-zero metamaterial
基于磁导率近零异向介质的特殊性质，提出了一种新的电磁能量压缩机制。几乎没有能量流可以进入位于磁导率接近于零的材料内的常规介电区域。当源被介电分裂环（具有间隙开放的隔离器）包围时，由源产生的电磁能量被迫通过间隙传播。当间隙较窄时，能流密度变得很大，使间隙中的磁场急剧增强。狭窄的间隙可以是长的和弯曲的。这为我们提供了一种不使用共振增强而获得强磁场的方法。
2010-02-27 physics.optics
Nonlinear polariton waves in dielectric medium
从理论上研究了声子极化激元非均匀谐波、椭圆余弦波和空间孤子在无限介质中传播的特性，计算了非线性矢量极化激元波的形状。我们解析地得到了自聚焦和自散焦介质中线偏振非线性极化激元波的包络。
2012-10-02 physics.optics
Representation Independent Boundary Conditions for a Piecewise-Homogeneous Linear Magneto-dielectric Medium
在两种透明的、线性的、各向同性的、均匀的材料之间的边界处，电磁边界条件和菲涅耳关系的推导通常从宏观麦克斯韦方程组的Minkowski {E，B，D，H}表示进行。然而，透明线性介质中宏观场的运动方程可以使用安培{E，B}，朱{E，H}，洛伦兹，闵可夫斯基，佩尔斯，爱因斯坦-劳布和其他连续电动力学公式来写。我们提出了一个代表独立的推导电磁边界条件和菲涅耳关系的单色辐射通过分段均匀，透明，线性，磁介质的传播。从能量守恒出发，结合斯托克斯定理在波动方程中的应用，导出了电磁边界条件和菲涅耳关系式。我们的代表独立的形式主义保证了菲涅耳关系的普遍适用性。具体来说，新的推导是必要的，使一个有效的推导菲涅耳方程存在替代，非闵可夫斯基制剂的宏观麦克斯韦场方程。
2019-04-08 physics.class-ph physics.optics
Uniaxial dielectric mediums with hyperbolic dispersion relations
传统单轴介质的色散关系可以根据介质是非耗散的还是耗散的而分别被表征为椭圆的或类椭圆的。然而，在某些本构参数制度下，色散关系可以是双曲线或双曲线状。研究了平面波在双曲/类双曲单轴介质中的传播。对于消逝和nonevanescent传播，相速度被发现是积极的相对于时间平均的坡印廷矢量。提出了双曲型单轴介质作为均匀化复合介质的概念。
2005-06-07 physics.optics
Electromagnetic focusing through a tilted dielectric interface
本文研究了倾斜介质界面的聚焦问题，得到了聚焦区电场的显式表达式，在小倾角情况下，得到了焦移，只剩下一个简单的像差项。
2002-10-08 physics.gen-ph physics.optics
Interaction of Electromagnetic P-Wave with Metal Films Located Between Two Dielectric Mediums
将电磁P波与金属薄膜相互作用的理论推广到薄膜处于两种介质环境之间的情况。
2011-02-05 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Electromagnetic Momentum in a Dielectric: a Back to Basics Analysis of the Minkowski-Abraham Debate
经过一个多世纪的争论，人们仍然对电介质中电磁动量的正确表达式感到不安。这就是所谓的闵可夫斯基-亚伯拉罕争议。我们表明，确实有一个一致的图片与波在电介质中的电磁动量，但必须从场E和B，而不是D和H作为基本对象。动量流由张量T^EB描述，其表达式与真空中的相同。闵可夫斯基张量和亚伯拉罕力来自于物质动量的断裂分解。然而，对于局域化好的场，闵可夫斯基动量是守恒的，这与其作为正则动量的识别是一致的。几个案例进行了讨论，以证明这一观点是一致的和完整的。此外，它示出，必须小心，包括动量转移到绑定电荷在电介质界面正确地描述，例如，斜反射，其中有一个正常的分量的电场。
2017-07-03 physics.acc-ph physics.class-ph physics.optics
Calculation of dispersion equations for uniaxial dielectric-magnetic mediums
在这篇综述性的论文中，我们研究了电磁波在耗散和非耗散介质磁单轴介质中的色散。将介电常数（ε）或磁导率（μ）的一个分量的符号从正变为负，将导致非耗散介质的16种不同情况（实或虚）和耗散介质的8种不同情况。在非耗散介质中，色散关系遵循椭圆/双曲关系。对于耗散介质，这条规则完全消失了。虽然耗散介质中的色散情况的数量低于非耗散介质，但存在非耗散介质中不允许但耗散介质中允许的情况。
2017-02-28 physics.optics
Radiation pressure and the linear momentum of light in dispersive dielectric media
本文导出了准单色平面波从自由空间入射到半无限介质平面上的辐射压力的精确表达式。为了解释传输到电介质的总光学动量（入射加反射），必须将介质获得的机械动量添加到电介质内部的电磁动量（所谓的亚伯拉罕动量）的流速中。我们证实了电磁动量在介质中以光的群速度传播。光子拖曳效应，在半导体中捕获的光子似乎有闵可夫斯基动量，通过分析一个模型系统，包括一个薄的吸收层嵌入在一个透明的电介质解释。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
Mutual orientation of the Poynting vector and the group velocity vector of electromagnetic waves in bigyrotropic medium
该研究从理论上证明双旋电介质中电磁波坡印廷矢量与群速度矢量共线，并指出该结论适用于介电常数和磁导率张量为厄米型或对称型的任意各向异性介质。
2023-06-14 physics.class-ph physics.optics
Overcoming the diffraction limit on the size of dielectric resonators using an amplifying medium
用于在纳米级定位光的现有方法使用具有负介电常数的结构，通过利用亚波长等离子体共振，或者使用具有高折射率的介电结构，其减小了波长。在本文中，我们提供了一种替代这两种方法的基础上修改的介质谐振器的模式，通过一个有源介质。我们表明，一个活跃的介质可以促进亚波长光的介电结构中的本地化。我们认为一个电介质层的大小基本上小于半波长的光在电介质中，并证明，在一定值的增益在有源介质中，在反射层边界处的相位变化补偿的相位变化，由于在该层上的传播。在该增益值处，形成增益辅助模式，其中在电磁波的往返行程期间的相移为零。这种增益辅助模式仅在电介质中的正增益下存在，并且可以用于创建亚波长尺寸的电介质激光器和传感器。
2022-01-23 physics.optics
The dispersion equation for a wave number of the electromagnetic wave in a random medium of the parallel dielectric cylinders
在准晶体近似的框架下，得到了相干电磁波在含有随机排列的平行介质柱并可能相互重叠的介质中传播时波矢的色散方程。结果进行了比较的情况下，当一个规则的圆柱位置存在。
1999-02-16 physics.optics
Interaction of Electromagnetic S-Wave with a Metal Film Located Between Two Dielectric Mediums
本文将电磁横波与金属薄膜相互作用的理论推广到薄膜处于两种介质环境之间的情况。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Polariton spectrum in nonlinear dielectric medium
从理论上得到了三阶克尔型非线性介质中的声子极化激元谱。研究了极化激元谱分支数目与电磁场强度的关系，证明了位于极化激元谱隙中的新分支的出现是由于介质中三阶介电极化率在强场处的色散的影响。新分支波的调制不稳定性导致椭圆余弦波和孤子的出现。
2012-12-01 physics.optics
Simple derivation of dyadic Green functions of a simply moving, isotropic, dielectric-magnetic medium
本文通过一个简单的变换，然后利用单轴介质磁介质的并矢格林函数，导出了匀速运动均匀各向同性介质磁介质中时谐场的并矢格林函数。
2005-11-24 physics.ed-ph physics.optics
Polariton waves in nonlinear dielectric medium
从理论上得到了三阶非线性介质中的声子极化激元谱。研究了极化激元谱分支数与电磁场强度的关系。在极化激元谱隙中出现新的分支是由于介质中三阶介电极化率的色散随电场强度的增加而产生的。得到了这些新谱线的孤子解和椭圆余弦波解。作为理论应用的一个例子，提出了全光逻辑门OR和NOT。
2012-05-07 physics.optics
Negative phase velocity in isotropic dielectric-magnetic mediums via homogenization
我们报告的战略，实现负相速度（NPV）的均匀化复合介质（HCM）的概念化使用布鲁格曼形式主义。HCM的组成材料相不支持NPV传播。HCM及其组成相是各向同性介电磁介质;它们的磁导率/磁导率的实部是负值，而它们的磁导率/磁导率的实部是正值。
2005-04-30 physics.optics
Electromagnetic Momentum in Dispersive Dielectric Media
当考虑色散效应时，亚伯拉罕和闵可夫斯基关于电介质中电磁动量的表达式都不能给出辐射的吸收体或发射体的正确反冲动量。与电介质中的场相关的总动量密度有三个贡献：（i）场的亚伯拉罕动量密度，（ii）与亚伯拉罕力相关的动量密度，以及（iii）由介质对场的响应的色散部分产生的动量密度，后者显然具有由D.F. Nelson [Phys.Rev.A44，3985（1991）]。所有这三个贡献都需要在电介质中的吸收体或发射体的反冲动量守恒。我们考虑交换的动量和作用在可极化粒子上的力（例如，当光脉冲入射到宿主电介质上时，宿主电介质中的原子或小电介质球），包括电介质的色散以及粒子对场的响应中的色散分量。在慢光介质中，这种力可以大大增加。
2009-10-05 physics.optics
Interplay between the ray and mode effects in electromagnetic behavior of small-size hemielliptic dielectric lenses
为了研究内反射对介质透镜天线辐射特性的影响，数值研究了由不同材料制成的二维小尺寸半椭圆透镜的聚焦和谐振特性。内部制作的算法的几何和物理光学和FDTD的组合的基础上，在这种透镜的行为的光学和模态效应的分析的准确性进行了测试，通过比较使用穆勒边界积分方程得到的精确解。的方法的适用范围进行了讨论。
2010-01-08 physics.class-ph physics.comp-ph physics.optics
Integral equation method for the electromagnetic wave propagation in stratified anisotropic dielectric-magnetic materials
本文用积分方程方法研究了电磁波在层状各向异性介质磁材料中的传播。本文从叠加原理出发，利用辐射场的赫兹矢量公式研究了波与物质的相互作用。本文用自洽分析的方法导出了色散关系、斯涅耳定律和反射/透射系数。此外，我们发现了两种新的形式的广义灭绝定理。应用IEM，我们研究了波通过平板的传播，并揭示了底层物理现象，并通过数值模拟进一步验证了这些物理现象。结果导致一个统一的框架的IEM波入射波的传播无论是从介质或真空中分层介电磁性材料。
2010-05-17 physics.optics
Nonlocal effective medium analysis in symmetric metal-dielectric multilayer metamaterials
从理论和实验上研究了对称金属-介质多层超材料在横向磁偏振光入射下的光学非局域性。从传输矩阵法出发，推导了非局部有效介质理论，确定了对称金属-介质多层叠层中依赖于频率和波矢的非局部有效介电常数。与局部有效介质理论相比，我们提出的非局部有效介质理论可以准确地预测从制造的多层堆叠测量的入射角相关的反射光谱，并提供非局部色散关系。此外，通过对色散关系和本征模的分析，利用非局域有效介质理论研究了多层膜中大波矢的体等离子体激元。
2015-05-30 physics.optics
Group delay of electromagnetic pulses through multilayer dielectric mirrors beyond special relativity
本文研究了光脉冲通过多层介质镜（MDM）与引力波（GW）耦合后的群延迟。我们发现对于透射波包，延迟随MDM长度线性增加，而哈特曼效应消失。我们的研究提供了深入了解量子隧穿和GW的性质。
2012-11-27 gr-qc physics.optics
Excitation of the Uller-Zenneck electromagnetic surface waves in the prism-coupled configuration
提出了一种在均匀各向同性介质材料的平面界面上激发Uller-Zenneck表面电磁波的结构，并进行了理论分析。Uller-Zenneck波是可以存在于两种不同电介质材料的平面界面处的表面波，其中至少一种是有损耗电介质材料。在这项工作中，一个有损耗的电介质材料的平板被采取与无损耗的电介质材料的两侧。通过建立正则边值问题并求解，得到了可能的Uller-Zenneck波和波导模式。由有损耗介质材料的平板引导的Uller-Zenneck波被发现是对称的或反对称的，当该平板的厚度增加时，其转变为波导模式。一个棱镜耦合配置，然后成功地设计激发乌勒-泽内克波。结果表明，对于任意厚度的有耗介质平板，在相同的入射角下都能激发出Uller-Zenneck波，而当平板足够厚时，则能激发出波导模式。在均匀介质和全介质材料的平面界面上激发Uller-Zenneck波，可以为电磁表面波的应用开辟新的途径。
2017-12-18 physics.optics
When does the choice of the refractive index of a linear, homogeneous, isotropic, active, dielectric medium matter?
对于线性、均匀、各向同性、有源、介电材料的折射率有两种选择。任何一种选择都足以获得频域解：（i）平板、球体和其他有界物体的散射;（ii）导波在均匀填充、横截面均匀、具有完美导电壁的直波导段中的传播;以及（iii）由于平面透镜的成像。对于半空间问题，正确的选择确实很重要，但这个问题是不现实的。
2007-11-27 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
The Microscopic Ampère formulation for the electromagnetic force density in linear dielectrics
本文基于微观安培表述详细推导了线性电介质中的电磁力密度与压强，证明该方法是唯一与现有实验及无磁单极子相兼容的表述，并推导了p偏振光束斜入射下非磁性电介质的新辐射压强方程。
2023-06-08 cond-mat.other physics.optics
Two Dimensional Electromagnetic Scattering form Dielectric Objects using Qubit Lattice Algorithm
提出了一种求解二维笛卡尔几何中麦克斯韦方程组的量子比特格点算法。特别地，考虑了电磁脉冲在局部二维介质目标上散射的初值问题。一个矩阵公式的麦克斯韦方程组，使用黎曼-西尔伯斯坦-韦伯向量，形成了基础的QLA和一个可能的酉表示。电磁场在每个网格点使用16量子比特表示进行离散化。离散后的QLA方程在适当的展开参数$ε$下将麦克斯韦方程组近似为二阶方程。散射波的性质取决于将真空与电介质芯分离的过渡层的尺度长度。场的时间演化提供了有趣的物理洞察散射时，传播场被激发内的电介质。此外，模拟表明，QLA恢复麦克斯韦方程组，即使当$ε\sim 1$。
2022-11-08 physics.optics physics.plasm-ph
The Dielectric Bowtie Effect: Classical Electromagnetic Edge Singularities in Subwavelength Cavities
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
研究介电蝴蝶结纳米腔中光增强现象，揭示其为经典电磁边缘奇点的有限几何实现，阐述尖端半径、间隙和长度的不同作用，通过静电及三维准正常模式模拟证实缩放定律并展示近场机制。
2026-07-14 physics.optics
Counterposed phase velocity and energy-transport velocity vectors in a dielectric-magnetic uniaxial medium
当平面波从线性、均匀、介电-磁、单轴介质中的平面发射时，我们证明了它的相速度和能量传输速度矢量可以相反（即，位于表面法线的不同侧）。
2004-02-02 cond-mat.other physics.optics
Propagation of Bessel beams from a dielectric to a conducting medium
最近，在评估使用贝塞尔光束的可能性，使用它们的新一代探地雷达（探地雷达）系统已被考虑。因此，研究贝塞尔光束在导电介质中的传输特性是很有意义的。我们在此对这一类型进行分析。具体地说，对于垂直入射，我们分析了来自一个完美的电介质和撞击在导电介质上的贝塞尔光束的传播，即由折射非均匀波产生的贝塞尔光束的传播。这一显著而出乎意料的结果是，入射贝塞尔光束即使在导电介质中传播也不改变其形状。
2010-09-16 physics.optics
Electromagnetic scattering by a partially graphene-coated dielectric cylinder : efficient computation and multiple plasmonic resonances
本文提出一种基于傅里叶-贝塞尔展开和辅助边界条件的数值方法，高效求解部分石墨烯涂层介电柱体的电磁散射问题，并揭示了由表面模式引起的多重等离激元共振。
2022-06-20 physics.optics
Complex-angle analysis of electromagnetic waves on interfaces
电磁波在界面处发生反射和折射，满足能量和动量守恒所要求的菲涅耳-斯涅耳定律。当入射角小于临界角时，我们可以使用该菲涅耳-斯涅耳定律，但在存在耗散（$\tilde{n} = n + iκ, κ> 0$）或全内反射的情况下，菲涅耳-斯涅耳定律被修正。在这种情况下，我们必须将折射角从实数扩展到复数（$θ\rightarrow \tildeθ = θ+ iψ, ψ\neq 0$）。本文用复角法分析了电磁波在介质-介质系统、耗散介质-介质系统和金属-介质系统中的行为。我们发现，在波数空间中的等频曲线是开放的情况下，$n, κ> 0$，并关闭时，$n \rightarrow 0$或$κ\rightarrow 0$（“Lifshitz过渡”的电磁波）。我们还讨论了随跃迁出现的过剩动量（波数）和反常自旋（圆极化）。
2018-06-29 physics.optics
Electromagnetic wave propagation in spatially homogeneous yet smoothly time-varying dielectric media
我们在经典电动力学的框架内，探讨电磁波通过空间均匀但平滑的时间依赖性介质的传播和变换。通过将在有限周期τ内发生的平滑过渡建模为介电常数的唯象现实和S形变化，推导出了麦克斯韦方程组关于电位移的超几何函数的解析精确解。使用这种解决方案，我们显示的可能性，放大和衰减的波，并将其与随时间变化的介电常数的减少和增加。此外，我们证明，这种波和非平稳介质之间的能量交换导致的变换（或转换）的频率。我们的研究结果可能为在时变结构中实现可控的光-物质相互作用铺平道路。
2015-11-18 physics.optics
Electromagnetic confinement via spin-orbit interaction in anisotropic dielectrics
我们研究电磁波在单轴晶体中的传播，其中光轴的方向横向变化，后者与传播方向处处正交。在这样的几何结构中，场不经历折射率梯度，但它获得了横向调制的潘查拉特南-贝里相位，即源自自旋-轨道相互作用的几何相位。我们表明，几何相位与传播的周期性演变产生一个不变的有效潜力。在某些配置中，该几何相位可以提供横向限制和波导。对完整的麦克斯韦方程组的数值模拟的理论研究结果进行了测试和验证。我们的研究结果介绍和说明的作用，几何相位电磁传播的距离远远超过衍射长度，铺平了道路，一个全新的家庭导波和波导不依赖于折射率剪裁。
2017-03-06 physics.optics
Anisotropic enhancement of group velocity in a homogenized dielectric composite medium
在某些情况下，均匀化复合介质（HCM）中的群速度可以超过其组成材料相中的群速度。我们探索这种现象的单轴介电HCM包括各向同性组分材料相分布为取向的球状颗粒。理论方法是基于Bruggeman均匀化形式主义。在HCM相对于组分材料相的群速度的增强被示出为敏感地依赖于组分球状体的形状和它们相对于传播方向的对齐。
2005-08-09 physics.optics
Electromagnetic scattering by homogeneous, isotropic, dielectric-magnetic sphere with topologically insulating surface states
将均匀各向同性介质磁球电磁散射的Lorenz-Mie公式推广到包含表面导纳为$γ$的拓扑绝缘表面态。推导了散射场相量系数相对于入射场相量系数的展开式。这些膨胀系数被用来获得分析表达式的总散射，消光，前向散射和后向散射的球体的效率。共振存在相对较低的值的$γ$，当球是非耗散或弱耗散。对于大值的$γ$，散射特性接近于完美的导电球，无论球是由耗散或非耗散材料组成，也无论该材料是否支持具有正或负相速度的平面波传播。
2020-03-29 physics.optics
Canonical quantization of the electromagnetic field interacting with a moving dielectric
在线性、色散和耗散介质中，电磁场是正则量子化的，介质是匀速运动的。具体地说，我们计算了耦合物质场系统的简正模的变化，并找到了一个包含负能量简正模的哈密顿量。我们将这些模式解释为量子摩擦等现象的起源，并发现一个探测器最初在其基态，并耦合到附近的电磁场，或在一个均匀移动的介质具有非零概率的激发在T= 0 K。
2012-07-24 physics.optics quant-ph
Electromagnetic forces for an arbitrary optical trapping of a spherical dielectric
利用广义Lorenz-Mie和矢量衍射理论，给出了任意位置聚焦光束作用于球形介质粒子的光阱力的解析解。在这种情况下，在聚焦区域中考虑精确的电磁场。采用双镊子装置进行超灵敏力谱和观察力，通过光束偏振和定位展示了横电（TE），横磁（TM）模式的选择性耦合，并观察相应的形态依赖共振（MDR）作为光学力的变化。理论预测与实验结果吻合较好。这里提出的算法可以很容易地扩展到其他束几何形状和散射粒子。
2006-10-10 physics.optics
A Quantum Theory for Propagation of Electromagnetic Waves through Lossy Dielectrics in Presence of Third Order Dispersion
本文提出了一种考虑三阶色散和衰减系数的三维介质中光场传输的量子理论。定义了一个唯一的拉格朗日量，导出了正确的运动方程和经典的哈密顿量。假设介质具有非均匀性、色散和非线性的组合。通过采用约束量子化方法，最终的汉密尔顿算子根据适当定义的湮灭和创建算子进行扩展。利用这些湮灭算符和产生算符，我们得到了在三阶色散和衰减系数存在的情况下介质中传播的量子场（量子光子极化激元场）。最终哈密顿量中的数算符表示介质中光子极化激元的数量。通过用湮灭算符和产生算符定义位移场算符，可以导出哈密顿量的非线性部分。作为一个简单的例子，本量子理论被应用到通过一维平板的场传输。
2018-10-12 physics.optics
Equalizing the near and far electromagnetic fields around particles made of different materials
我们证明了由不同材料制成的粒子散射的电磁场可以被均衡。强调是放在第一个在金属纳米粒子主机本地化的表面等离子体，它表明，它们的电磁场可以相同地复制与电介质粒子。我们推导出明确的公式有关的不同的本构参数，产生相同的电磁响应。该方法提供了球形颗粒的介电常数，其再现了在金属颗粒周围观察到的强近电场强度，其特征在于光学或近红外频率中的局部表面等离子体共振。我们还证明了均匀的电介质粒子的能力，主机的磁性共振预测的异国情调的负磁导率的材料。
2015-06-30 physics.optics
All-dielectric nanoantennas for unidirectional excitation of electromagnetic guided modes
通过在纳米尺度上构造它们的环境来工程化来自单个量子发射器的辐射的强度和方向是现代纳米光子学的基石。最近发现的系统表现出自旋-轨道耦合的光在这方面特别感兴趣。在这封信中，我们已经证明，位于其表面的缺口中的点偶极源的高指数亚波长电介质纳米颗粒的不对称激发导致形成手性近场，这类似于圆极化偶极或四极。使用数值模拟，我们已经表明，这种效果是一个更高的多极（四极和八极）模式的纳米粒子内的激发的结果。我们已经将这种效应应用于介质波导和表面等离子体激元极化激元模式的单向激发。我们已经实现的值的前-到-回比高达5.5的介质波导和7.5的等离子激元之一。我们的研究结果对纳米光子学和量子信息处理系统的集成具有重要意义。
2015-08-11 physics.optics
Negative group velocity and three-wave mixing in dielectric crystals
研究了Stokes电磁波光参量放大的特殊特性，这种特性源于两个负群速度的普通电磁波和一个负群速度的后向声子的三波混频。与负折射率等离子体超材料中的对应物的相似性和利用反向传播的普通电磁波以及电磁和声学声子波的差异被示出。它们源于负色散光学声子的落后性。非线性光学光子器件的性质类似于那些预测的负折射率超材料的建议。
2011-04-05 physics.optics
Enhancement and suppression of surface plasmon resonance in Ag aggregate by optical gain and absorption in surrounding dielectric medium
我们已经观察到在聚集的银纳米颗粒和罗丹明6G染料的混合物中，通过界面电介质中的增益补偿金属中的损耗。所展示的瑞利散射的六倍增强是表面等离子体（SP）共振的品质因数增加的证据。报道的实验观察为纳米等离子体的许多实际应用铺平了道路。我们还预测和实验观察到的抑制表面SP共振的金属纳米粒子嵌入在介电主机的吸收。
2005-12-31 physics.optics
