Refractive Index Tuning of Terahertz Photonic Materials Based on a Stretchable Silicon Effective Medium
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology（大阪产业技术研究所）；Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科）
本文提出了一种基于可拉伸硅有效介质的太赫兹光子材料平台，通过变形调节折射率，实现低损耗、可调的 THz 元件，用于自适应波前和偏振控制。
2026-02-24 physics.optics
D-shaped photonic crystal fiber plasmonic refractive index sensor based on gold grating
提出了一种基于金光栅的高分辨率D型光子晶体光纤表面等离子体共振传感器。引入金光栅调制谐振波长，提高折射率（RI）灵敏度。为了优化SPR传感器的结构参数，采用有限元法对PCF和金光栅的结构参数进行了分析。仿真结果表明，空气孔间距、空气孔直径、金厚度和光栅常数对折射率灵敏度的影响很小，降低了对精密加工的要求。为了提高共振成像传感器的分辨率，采用了波长解调和振幅解调相结合的双特征解调方法，在1.36-1.38范围内，SPR传感器的最大理论分辨率达到5.98 × 10-6 RIU，波长灵敏度达到3340 nm/RIU。该SPR传感器在开发高灵敏度、实时、快速响应的SPR RI传感器方面具有潜在的应用价值。
2018-06-26 physics.optics
Single-Mode Optical Waveguides on Native High-Refractive-Index Substrates
高折射率半导体光波导形成了现代光子集成电路（PIC）的基础，但是实现光限制的传统方法需要厚的低折射率支撑层，这阻碍了与电子器件的大规模共集成。为了解决这一挑战，我们提出了一个通用架构的单模波导，限制光在高折射率材料的原生基板上。我们的波导由一个高的纵横比鳍的引导材料包围较低的折射率的玻璃，是与标准的自上而下的制造技术兼容。所提出的波导几何结构消除了对硅光子学中的掩埋氧化物层以及InP基PIC中的InGaAsP层的需要，并且将允许在新兴材料平台（例如金刚石和SiC）上进行光子集成。
2016-01-06 physics.optics
Long-lived refractive index changes induced by femtosecond ionization in gas-filled single-ring photonic crystal fibers
研究了充气空芯光子晶体光纤中飞秒光电离引起的折射率变化。使用空间分辨干涉侧探测，我们发现，这些变化的光电离事件后几十微秒-八个数量级的脉冲持续时间长。同时观察到兆赫频率范围内的振荡，这是由围绕中空芯的薄壁毛细管的机械振动引起的。这两种非局部效应可以影响在其寿命内到达的第二脉冲的传播，其重复频率为数十千赫。在光纤中填充原子级较轻的气体可以显著降低电离，从而减轻折射率变化的强度。当连续激光脉冲之间的时间非局部相互作用变得相关时，该结果对于理解在高强度和高重复率下操作的气体基光纤系统的动力学将是重要的。
2018-09-20 physics.optics
Localized Refractive index sensing by integrated photonic crystal waveguide with edge-cavity
本文提出一种由二维光子晶体边缘腔和线缺陷波导组成的高紧凑折射率传感器，通过优化耦合实现尖锐反峰，灵敏度达40 nm/RIU，占地仅40 μm²，并可感知折射率空间分布。
2023-09-21 physics.optics
An optical diode and magnifier from a general function photonic crystals
提出了一种新的广义函数光子晶体，它的折射率是空间位置的函数。从费马原理出发，推导出了光在一维广义函数光子晶体中的运动方程，并计算了其传输矩阵。本文对$A$和$B$两种介质选择线折射率函数，得到了新的结果：（1）当折射率的线函数向上或向下时，透射率可以远大于或小于1。(2)当折射率函数在入射光方向上增大或减小时，光的强度将被放大或减弱，这可以被制成光放大器或光衰减器。(3)GFPC也可以制成光学二极管。这种新型的通用功能光子晶体可以用于设计更多的光学仪器。
2012-07-12 physics.optics
The limits for complete photonic bandgaps in low-contrast media
到目前为止，在结构化介质中获得完整光子带隙（CPBG）的最小折射率对比度还没有确定。我们解决这个问题，通过考虑分布准晶在倒易空间中的布拉格峰的任意数量和位置。对于这些结构的分析估计推导出预测，有一个最佳的布拉格峰的数量为任何折射率对比度和有限的CPBG为任意小的折射率对比度在2D和3D。二维结构中偶极发射的数值模拟结果支持我们的估计。在3D中，几乎10 dB的发射抑制被证明具有1.6的折射率对比度。3D结构中残留泄漏的原因有待进一步研究。
2019-09-20 physics.optics
Photonic modal circulator using temporal refractive-index modulation with spatial inversion symmetry
动态折射率调制打破了时间反演的对称性，可以用来制作非互易的片上光子器件。为了实现幅度非互易性，所有这样的设备还需要打破空间对称性的调制，这增加了实现的复杂性。在这里，我们介绍了一种模式环行器，它通过三个模式之间的循环运动来实现振幅的非互易性。我们表明，这样的环行器可以实现在动态调制的结构，保持镜像对称，因此可以实现仅使用一个驻波调制器，这显着简化了动态调制的非互易设备的实施。我们还证明，在运输过程中所涉及的模式的数量方面，模式环行器代表的最小配置，在其中可以实现完整的振幅非互易性，同时保持空间对称性。
2021-05-10 physics.optics
Influence of surface termination on inverse Goos-Hänchen shift of negatively refractive photonic crystals
研究了介质背景下含空气孔的二维负折射光子晶体（NRPhC）在TM偏振下的表面终止效应对逆古斯汉臣（GH）位移的影响.结果表明，即使对于具有固定频率和入射角的入射光束，2DNRPhC的逆GH位移的大小也强烈依赖于表面终止。进一步计算了2D-NRPhC表面模色散随表面终止的变化，发现2DNRPhC在表面模激发的终止处存在较大的反Goos-Hanchen位移，即反Goos-Hanchen位移来源于2DNRPhC的后向表面模。此外，还研究了入射场与表面模场的耦合系数随表面终止的变化关系，并对上述结果进行了验证。本文提供了有关集成光路设计中各种功能光子元件组合的技术信息。
2015-10-09 physics.optics
Refractive index retrieval of 3D printed materials for photonic applications
Newcastle University（纽卡斯尔大学）
本文通过理论和实验方法评估了四种聚合物的复折射率，包括一些回收版本，以确定它们在电信波长下的光子应用潜力。
2026-05-21 physics.optics
Differential Refractive index sensor based on Photonic molecules and defect cavities
提出了一种基于介质柱光子分子阵列和两个结构缺陷腔的新型差示折射率传感器。作为传感器的光子拟议的结构的透射谱示出了一个宽的光子阻带与两个本地化的状态。其中之一，参考状态，是绑定到一个十边形环的圆柱和其他的，感测状态，缺陷腔的晶格。结果表明，缺陷模式是非常敏感的介电常数不同于周围的圆柱体的材料的存在下，而在PM中的状态是不受它们的存在。这种行为允许设计用于感测应用的设备。传感器的原型，在微波区，是建立使用由钠钙玻璃圆柱体（介电常数为4.5）制成的3x 2 PM阵列的矩阵。在微波范围内（8-12 GHz）的透射光谱测量与不同的折射率的样品插入到缺陷腔。时域有限积分法的模拟结果与实验结果吻合较好。我们发现传感器的响应是线性的。器件测量范围由组成器件的圆柱体的介电常数决定。由于麦克斯韦方程组的标度不变性，本文给出的微波区的结果可以外推到可见光区。这使得我们的原型作为传感器也在光学范围内的一个有前途的结构。
2016-04-26 physics.optics
Broadband Chromatic Dispersion of Thermo-refractive Coefficients and its Impact in Silicon Nitride Nonlinear Photonics
Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（联合量子研究所，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Microsystems and Nanotechnology Division, National Institute of Standards and Technology（微系统与纳米技术部，美国国家标准与技术研究院）
本文通过实验和理论模型揭示了氮化硅微环谐振器中热折射系数在电信到可见光波段存在7%的色散变化，并基于色散洛伦兹振荡器模型实现了精确预测，从而改进了集成光子器件的热控制。
2026-06-04 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
New horizons in near-zero refractive index photonics and hyperbolic metamaterials
本文概述了近零折射率和双曲超材料在光与热发射、非线性光学、传感及时变光子学等新兴领域的研究现状、挑战及其对控制光与物质相互作用的重要意义。
2023-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
The sensitivity of refractive index sensors based on defected 1D photonic crystals: an analytical approach
本文首次推导含缺陷一维光子晶体光学传感器灵敏度的解析公式，证明无限厚缺陷层时其灵敏度等价于理想法布里-珀罗腔，并简化了此类传感器的分析与优化。
2024-03-30 physics.optics
Light field distribution of general function photonic crystals
本文提出了一种新的广义函数光子晶体，它的折射率是$A$和$B$两种介质中空间位置的线函数，并得到了新的结果：（1）当折射率的线函数向上或向下时，透射率可以远大于或小于1。(2)当折射率函数沿入射光的方向增大或减小时，光的强度将被放大或减弱，这可以制成光学放大器或光学衰减器。(3)当光正、负入射到GFPC上时，GFPC可以成为光二极管。
2012-12-01 physics.optics
Universal framework for the design of near-zero refractive index photonic crystals
University of Namur（南纳姆大学）
提出预测性框架，基于狄拉克锥与EMNZ行为的等价性，通过模式对称性和有效介质理论设计近零折射率光子晶体，替代试错优化。
2026-06-29 physics.optics
Realization of Zero-Refractive-Index Lens with Ultralow Spherical Aberration
光学复合材料提供了前所未有的机会，工程师的基本频带色散，使新的光电功能和设备。对动量空间中心的光子狄拉克锥的探索，激发了一种特殊的零折射率特性，类似于费米子狄拉克系统中的零有效质量。这种全介电零折射率光子晶体提供了一种平面内机制，使得传播波的能量可以沿着芯片方向被很好地限制。一个简单的例子是，当零折射率透镜的尺寸足够大时，可以获得无纵向球差的反常聚焦效果。在此，我们设计并制作了一个零折射率透镜的原型，包括大面积的硅纳米柱阵列与平凹轮廓。通过有效介质理论预测的反常聚焦效应，在1.55 μ m附近定量测量了近零折射率。零折射率透镜也被证明执行超低的纵向球面像差。这种集成电路兼容器件为将全硅零折射率材料集成到光通信、光传感和光调制中，以及研究拓扑光子学和谷光子学等新兴领域的基础物理提供了一条新的途径。
2016-10-18 physics.optics
Branch crossing behavior and interface states in 1D Inversion Symmetric Quaternary Photonic Crystals using Effective Medium Theory
利用有效介质理论将一维有耗介质四元光子晶体模型化为均匀平板。原始晶体的晶胞与层序列ACBCA反转对称。研究了当层状结构中的参数变化时，有效折射率中的分支频率奇异性的行为。利用有效介质理论对多个光子晶体构成的异质结构进行了模拟。结果表明，这种结构的有效折射率具有正常色散区域，对应于局部的界面态内的异常色散表示的光子带隙的整体区域。
2020-03-24 physics.optics
Topology of photonic time-crystals
我们在光子时间晶体中引入了拓扑相位。光子时间晶体是折射率随时间周期性和突然变化的材料。当折射率突变时，在材料中传播的光经历时间折射和时间反射，类似于光子晶体中的折射和反射。时间折射波和时间反射波之间的干涉产生Floquet-Bloch态和色散带，它们在动量上是有间隙的。我们证明了光子时间晶体可以处于拓扑非平凡相位，并计算了光子时间晶体动量带的拓扑不变量。拓扑不变量与时间晶体的前向和后向传播波之间的相位有关，并且与时间上的局部边缘状态有关。
2018-03-23 physics.optics
Topology of Photonic Time Crystals under Complex Refractive Index Modulation
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shandong Normal University（山东师范大学）
本文研究复折射率调制下光子时间晶体的拓扑性质，通过介电常数与电导率共同调制，发现Floquet谱整体移动及拓扑边缘态与动量带反转的关系，为时间域拓扑操控提供新途径。
2026-09-09 physics.optics
On-fiber high-resolution photonic nanojets via high refractive index dielectrics
本文提出在光纤末端使用高折射率介观电介质产生光子纳米射流，通过截断输出轮廓实现高横向分辨率聚焦，在电信波长下达到亚波长FWHM，适用于传感和成像。
2022-09-05 physics.optics
The effect of defect layer on transmissivity and light field distribution in general function photonic crystals
从理论上研究了具有缺陷层的一般函数光子晶体，选取了$A$和$B$两种介质的线折射率函数，分析了缺陷层的位置、折射率和周期数对透射强度和电场分布的影响。我们得到了一些不同于传统光子晶体的新特性，这对光子晶体的设计有一定的指导意义。
2012-12-05 physics.optics
Polarization control and sensing with two-dimensional coupled photonic crystal microcavity arrays
实验研究了二维耦合光子晶体微腔阵列的偏振特性，观察到光的透射和光的反射具有很强的偏振依赖性，这种效应可用于制作小型化偏振光学器件。此外，通过将这些特性与耦合带对周围折射率的强灵敏度相结合，我们已经证明了对环境中的小折射率变化的检测，这对于构建生物化学传感器是有用的。
2004-09-24 physics.optics
A new varied-time photonic crystals
本文首次提出了一种新的一维时变光子晶体，介质$A$和$B$的折射率是时间函数。考虑折射率周期变化的时变光子晶体，计算了有缺陷层和无缺陷层时的透射率和电场分布，这与常规光子晶体的透射率和电场分布是静态的不同，而时变光子晶体的透射率和电场分布是动态的。我们得到了一些关于时变光子晶体的新结果，这些结果对于设计新型的动态光学器件，如精确的光开关等具有一定的指导意义。
2017-01-21 physics.optics
Coupling Analysis of Electromagnetic Field Transverse Magnetic (TM) on 2D Photonic Crystals with Symmetrical Refractive Index Defect Using Tensor Green Method
光子晶体是具有周期性变化的折射率或介电常数的介电材料，从而阻止具有特定频率和方向的光的传播。该频率范围被称为光子带隙（PBG）。如果在光子晶体中取一根棒来改变光子晶体的结构，就可以得到波导。在给定的参数下，在波导通道周围设置对称缺陷结构，波导与腔体之间发生耦合。耦合是指在光子晶体中传输部分或全部的电磁场取决于电磁场的频率。格林张量法可以用来计算二维光子晶体中的总电场。借助MATLAB程序可以实现二维光子晶体总电场的可视化计算。通过对文献的分析，结合带隙图和缺陷处的场能量分析，发现耦合发生时产生最大能量的有效频率在带隙的中间频率区间。
2011-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mie Scattering in the Macroscopic Response and the Photonic Bands of Metamaterials
我们提出了一个通用的方法数值计算的有效介电张量的超材料，并表明，我们的形式主义可以用来研究超材料超过长波长的限制。我们考虑了由高折射率圆柱形夹杂物组成的系统，并表明我们的方法再现了米氏共振特性和光子能带结构从多重散射的方法，从而打开了可能性，研究任意复杂的几何形状的共振为基础的负折射超材料在光波长的设计。
2019-09-20 physics.optics
Multiplexing complex two-dimensional photonic superlattices
我们介绍了一种通用的方法，光学诱导多周期光子复合体超结构轴承二维（2D）的折射率调制超过几厘米的伸长率。这些超结构是由二维基本周期性结构的叠加完成的。为了找到具体的基本面，我们结合特定的空间频率的相应的傅里叶级数展开，这使我们能够使用无衍射光束在实验中显示周期性的2D强度调制，以连续开发所需的多周期结构。我们提出了二维光子阶梯，六边形丝网和棘轮结构的产生，其成功的产生是由相位分辨方法使用数字全息技术来检测诱导折射率图案确认。
2013-05-29 physics.optics
Past Achievements and Future Challenges in 3D Photonic Metamaterials
光子超材料是一种人造结构，由密集堆积在有效材料中的定制微米或纳米结构金属介电亚波长构建块组成。这种看似简单，但功能强大，真正革命性的概念允许实现新颖的，不寻常的，有时甚至闻所未闻的光学特性，如在光学频率下的磁性，负折射率，大的正折射率，通过阻抗匹配实现零反射，完美吸收，巨圆二色性或增强的非线性光学特性。超材料的可能应用包括超高分辨率成像系统、紧凑型偏振光学器件和隐身设备。本文介绍了最近的实验进展，制作三维超材料结构，并讨论了一些剩余的未来挑战。
2011-09-01 physics.optics
Optical properties of periodic, quasi-periodic, and disordered one-dimensional photonic structures
光子晶体的特征在于光的波长的长度尺度上的介电常数的空间调制，从而产生光不能通过晶体传播的能量范围-光子带隙。虽然大多数光子晶体被称为周期性的安排，在这篇评论中，我们的目标是强调以及如何非周期性和无序影响光调制。在这篇综述文章中，我们介绍了光子晶体的周期性，准周期性和无序的概念，重点放在一维的情况下。我们将详细讨论周期性、准周期性和无序光子结构的物理特性、制造技术和应用，强调结晶度在光的操纵中的重要性。我们报告了不同类型的无序在一维光子结构，我们讨论了它们的光传输特性。我们讨论了平均总透射率之间的关系，在相应的光子晶体的光子带隙周围的波长范围内，和光子结构的均匀性，量化的香农指数。然后，我们讨论了在结构中的光传输，其中的高折射率层聚集在集群遵循幂律分布。最后，在高折射率层聚集在具有截断均匀分布的簇中的结构的情况下，我们讨论：i）不同的折射率对比度如何调整总光透射; ii）总光透射如何受到由第三材料制成的缺陷的引入的影响。
2017-06-20 physics.optics
High Speed Precise Refractive Index Modification for Photonic Chips through Phase Aberrated Pulsed Lasers
提出一种结合非热态与热态优势的光子芯片折射率修饰方案，通过操控球面像差重分配脉冲能量，实现20 mm/s高速、16 x 10-3高对比度及任意截面高精度制造。
2023-07-26 physics.app-ph physics.optics
Measurement of the Kerr nonlinear refractive index and its variation among 4H-SiC wafers
碳化硅（SiC）独特的材料特性和最近的低损耗绝缘体上SiC集成光子学平台的展示吸引了对芯片级光子和量子应用的相当大的研究兴趣。在这里，我们对几家主要晶圆制造商的4 H-SiC晶圆之间的克尔非线性进行了彻底的调查，并首次揭示了它们的克尔非线性折射率可以显着不同。通过消除四波混频实验中的各种测量误差和改进高折射率对比度波导的理论模型，估算出4 H-SiC晶片在通信波段的最佳克尔非线性折射率约为化学计量氮化硅的4倍。此外，实验证据表明，克尔非线性在4 H-SiC晶片可以更强的沿c轴比在正交方向，以前从未报道过的功能。
2022-11-16 physics.optics
Thermo-refractive noise in silicon nitride microresonators
热力学噪声对介质光谐振器的频率稳定性有着根本的限制。在这里，我们提出了在光子芯片为基础的氮化硅微谐振器的热折射噪声的表征，并表明，热折射噪声是占主导地位的热噪声源的平台。采用平衡零差法测量了不同直径微谐振器的热折射噪声谱。测量结果与理论模型和有限元模拟结果吻合良好。我们的表征集的缩放和绝对幅度的热噪声在光子芯片为基础的微谐振器的定量界限。对热折射噪声的进一步理解可以在未来光子集成器件的设计考虑和性能限制中证明是有价值的。
2019-01-21 cond-mat.stat-mech physics.optics
Absolute calibration of the refractive index in photo-induced photonic lattices
我们演示了一种方法来实验校准的折射率调制的光折变晶格，很少解决的任务，是至关重要的理论与实验的定量比较。本文研究了垂直入射平面波通过简单晶格的线性传播及其在晶体输出面上的调制振幅。没有发现纵向（塔尔博特式）振荡的证据，我们放弃了理想的传播理论，并构建一个简单有效的模型，包括纵向松弛。我们得到校准的1D和2D晶格符合标准理论在高饱和度制度。对于二维晶格，我们发现各向异性$χ=1.5- 2.5$，更强的晶格周期，和折射率大于一维晶格，也有更多的噪音。
2014-07-28 nlin.PS physics.optics
Group-velocity dispersion engineering of tantala integrated photonics
设计集成光子学，特别是利用克尔非线性光学，需要对可见光到红外光谱范围内的折射率有准确和精确的了解。Tantala（Ta_2O_5）是一种新兴的集成光子学和纳米光子学材料平台，具有宽带超低损耗、适度高的非线性以及可扩展和异构集成的优势。我们目前的折射率测量的薄膜的钽，我们探讨了这些数据的有效性与波导和环形谐振器设备的群速度色散（GVD）工程。特别是，所观察到的超连续谱产生在制造的波导的光谱范围，和自由光谱范围（FSR）在光学谐振器的波长依赖性提供了一个敏感的测试，我们的集成光子学设计过程。我们的工作开辟了新的设计可能性与tantala，包括与倍频程跨越孤子微梳。
2020-09-29 physics.optics
Femtosecond laser inscription of nonlinear photonic circuits in Gallium Lanthanum Sulphide glass
我们报道了飞秒激光在硫系镓镧硫化物（GLS）玻璃中写入单模光波导。采用多扫描制造工艺来制造具有对称单模引导和在800 nm波长处的低插入损耗的波导，与Ti：Sapphire超快激光器兼容。利用μRaman和X射线显微分析研究了GLS中激光诱导折射率变化的原因。波导的非线性折射率的测量进行了寻找的光开关参数的定向耦合器，证明了非线性特性被保存，证明GLS是一个有前途的平台，激光写入集成非线性光子学。
2018-08-27 physics.optics
3D-printed Terahertz Photonic Bandgap Waveguide-based Fluidic Sensor
研究了一种工作在THz波段的基于布拉格波导的谐振式流体传感器。采用熔融沉积建模3D打印技术来制造传感器，其中液体分析物在集成到波导包层中的微流体通道中流动。分析物的折射率相关的谐振缺陷状态支持的流体通道的探测通过跟踪所产生的吸收下降和波导传输光谱上的芯引导模式的相位变化。所提出的流体传感器可以在应用化学和生物传感中打开新的机会，因为它提供了一种用于监测流动液体中的折射率变化的非接触式测量技术。
2019-06-16 physics.optics
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
Refractive-Index-based ultrasound sensing with photonic crystal slabs
我们展示了500- $μ\mathrm{m}$直径光子晶体板（PCS）传感器从CMOS兼容技术制造的超声检测。撞击PCS传感器的超声信号引起PCS浸入其中的介质（水）的折射率（RI）的局部调制，导致PCS的光学共振的周期性光谱偏移。发现声学灵敏度与指数灵敏度$S$和品质因数$Q$成比例。噪声等效压力（NEP）为650 Pa，平均值为7.4 Pa（$/\sqrt{\mathrm{Hz}}$），相对波长偏移高达4.3 $\times10^{-5}$ MPa（$^{-1}$）。传感器的频率响应从1-20 MHz被观察到是平坦的，范围仅由我们的测量设备限制。
2019-06-08 physics.app-ph physics.optics
Low Bend Loss, High Index, Composite Morphology Ultra-fast Laser Written Waveguides for Photonic Integrated Circuits
本文提出一种在硼铝硅酸盐玻璃中多遍激光写入的复合三维波导，通过协同热与非热改性机制实现高折射率对比度，将1550 nm下弯曲损耗截止半径从10 mm降至4 mm。
2025-05-07 physics.optics
Harnessing Topological Valley-Hall States in Photonic Crystals for Label-Free Refractive-Index Discrimination of Cancer Cell Lines
Department of Electrical and Electronic Engineering, Bangladesh University of Engineering and Technology（电气与电子工程系，孟加拉国工程与技术大学）
本研究设计了6太赫兹硅基谷霍尔光子晶体，构建出高品质因数、高灵敏度的无标记生物传感器，可实现癌细胞的折射率区分，为临床诊断提供了新方案。
2026-08-11 physics.optics
Photonic crystal dumbbell resonators in silicon and aluminum nitride integrated optical circuits
光在光子腔中的紧密限制为实现具有强场梯度的高光强提供了有效的模板。在这里，我们提出了这样一个纳米级谐振器器件的基础上的一维光子晶体槽腔。我们的设计允许实现高度本地化的光学模式，理论上预测的Q因子超过106。实验证明，在高对比度的折射率系统（硅），以及在由氮化铝制成的介质折射率对比器件的设计。我们在临界耦合谐振器中实现了21dB的消光比，使用片上读出平台，负载Q因子高达33，000。我们的方法有望实现超小型光机械谐振器的高频操作和传感应用。
2014-01-20 physics.optics
Photonic crystal resonator integrated in a microfluidic system
我们报道了一种新型的光流体系统，该系统由硅基一维光子晶体、集成平面波导和电绝缘流体通道组成。设计用于电色谱的微流体通道中的柱阵列用作柱上无标记折射率检测的谐振器。谐振器在氮氧化硅平台中制造，以支持电渗流，并在1.55微米处操作。将折射率范围从n = 1.3330到1.3616的不同乙醇水溶液泵浦到柱/谐振器中，并记录透射光谱。共振波长的线性位移产生了480 nm/RIU的最大灵敏度和0.007 RIU的最小差异进行测量。
2008-09-23 physics.optics
Optically tunable topological photonic crystal
拓扑光子绝缘体为具有最小散射损耗的高效集成光子器件铺平了道路。迄今为止提出的大多数拓扑结构的光学性质是通过设计固定的，使得一旦制造了器件，就不能对其性能进行改变。然而，可调谐性对于许多应用是重要的，包括调制器、开关或光缓冲器。因此，我们提出了一个简单的方法，用于动态控制传输的硅基拓扑光子晶体，使全光自由载流子激发允许快速折射率调制。折射率的实部和虚部的变化导致透射光谱的高达20 nm的蓝移和透射率的约85%的降低。利用这里使用的控制机制，可以实现纳秒量级的切换时间。这里提出的结构与标准半导体工业制造工艺兼容，并在电信波长下工作。
2019-01-30 physics.optics
Zitterbewegung-like effect near the Dirac point in metamaterials and photonic crystals
本文对超材料平板在零折射率点附近的类齐特贝韦根效应进行了物理解释。在以零折射率点为中心的负折射率区和正折射率区之间，超材料平板的透射谱分布是不对称的。当对称脉冲传播通过超材料板时，由于板的透射光谱的不对称性，其透射光谱变得不对称，导致具有不对称时间形状的透射脉冲。这种不对称性表现出一种时间上的拖尾振荡，即，Zitterbewegung效应。此外，还讨论了脉冲的时间和空间宽度以及超材料板的厚度对传输脉冲拖尾振荡的影响。我们的结果与其他研究人员在相对论量子概念的强度上获得的结果一致;然而，我们分析的观点是经典的，与相对论量子力学无关。
2010-10-26 physics.optics
Comments on "Amplifying magneto-optical photonic crystal, Appl. Phys. Lett. 97, 061116 (2010)"
这份报告关注的分析解决方案预测掺杂晶体的复折射率，基于掺杂剂和未掺杂晶体的折射率的经验值。另一位作者曾报道过一种计算掺铒钆镓石榴石折射率的解析方法。我的第一个评论与另一位作者提出的解决方案有关，在那里我展示了一种导致不同解决方案的替代方法。虽然我的评论是关于铒作为掺杂剂和钆镓石榴石作为未掺杂的晶格，我在这里提出的分析解决方案可以适用于任何掺杂的晶体。我的第二个评论是关于在这种情况下麦克伯关系的局限性和虐待。
2018-08-14 physics.optics
Ultra-sensitive refractive index gas sensor with functionalized silicon nitride photonic circuits
便携式和具有成本效益的气体传感器在许多环境，生物医学和工业应用中的需求越来越大，但目前的设备仅限于专业实验室，无法扩展到一般用途。在这里，我们展示了一个十亿分之一敏感的折射率气体传感器的光子芯片上的氮化硅波导功能化与介孔二氧化硅的顶部包覆层。低浓度的化学蒸气是通过监测集成马赫-曾德尔干涉仪的输出光谱图案来检测的，该干涉仪具有暴露于气体蒸气的一个涂覆臂。丙酮、异丙醇和乙醇的检出限分别为65 ppb、247 ppb和1.6 ppb。据我们所知，我们的片上折射率传感器基于光子集成电路，可为低气体浓度提供前所未有的灵敏度。因此，我们的研究结果预示着实施紧凑，便携和廉价的设备，用于现场和实时环境监测和医疗诊断。
2020-03-24 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Strong spin-orbit interaction of light on the surface of atomically thin crystals
光子自旋霍尔效应（SHE）可以看作是折射率梯度起电势作用的电子系统中SHE的直接光学类比。然而，它已被证明，有效折射率不能充分解释轻物质的相互作用在原子薄的晶体。本文研究了独立原子薄晶体表面的自旋轨道相互作用。我们发现，在描述原子薄晶体中的自旋轨道相互作用和光子SHE时，不需要引入有效折射率。预测了强自旋轨道相互作用和巨光子SHE，这可以解释为为了满足光子的横截性，平面波分量的大偏振旋转。
2017-02-02 physics.optics
Slow-light effect in dual-periodic photonic lattice
我们对折射率的短程和长程谐波调制的光子晶格进行了解析和数值研究。这样的结构可以用全息照相光刻法实验性地制备。在单周期晶体的光子带隙光谱区，我们观察到一系列色散非常小的带。相关的慢光效应归因于光子晶格中的长程调制，这导致形成倏逝耦合高$Q$腔阵列。用几种方法研究了晶格的能带结构：（i）转移矩阵方法;（ii）能带折叠过程中的共振耦合分析;（iii）基于耦合模理论的有效介质方法;（iv）Bogolyubov-Mitropolsky方法。后一种方法，通常用于非线性振荡器的研究中，被用来研究我们的双周期光子晶格的本征函数包络和能带结构的行为。我们表明，即使在大的折射率调制的情况下，也可以得到可靠的结果。
2007-11-13 physics.optics
Universal Design Path for Optomechanical Crystals and One-dimensional Photonic Crystals
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST)（卢森堡科学技术研究所）；TUM Center for Quantum Engineering (ZQE)（慕尼黑工业大学量子工程中心）
通过保持腔模波长在一定范围内，建立了折射率、设计面积和腔模波长之间的函数关系，并基于仿真和实验验证了通用设计方法的可行性。
2026-07-02 physics.optics
Energy and Power requirements for alteration of the refractive index
本文全面比较了多种折射率改变方案的能量与功率需求，发现单位体积能量相近但开关、调制或频率转换的功耗差异巨大，且谐振或行波方案比材料选择更能降低功耗。
2023-08-30 physics.optics
Emergence of Unpinned Dirac Points in Defected Photonic Crystals
本研究针对光子晶体中未固定狄拉克点（DPs）研究不足的问题，提出通过修改特定位置电介质盘参数构建二维缺陷光子晶体的新方法，实现未固定DPs并可调控其数量、位置及色散，为相对论光子波现象研究提供新手段。
2025-02-19 physics.optics
Optically controllable photonic structures with zero absorption
我们展示了在空间或/和时间上对原子介质中的折射率进行周期性调制，同时保持吸收/增益消失的可能性。这种调制基于折射率的周期性共振增强，由外部光场控制，并开辟了一种方法来产生相干可控的光子结构。我们提出了在具有激发态吸收的稀土掺杂晶体中可能实施所提出的方案。
2011-06-03 physics.optics quant-ph
Veselago lens by photonic hyper-crystals
基于光子“超晶体”--一种综合双曲材料和光子晶体特性的人工光学介质的新概念，提出了一种具有Veselago透镜功能的成像系统。这种Veselago透镜显示出几乎恒定的负折射率和显著降低的像差。它在硅基集成电路的光刻和热点检测中具有潜在的应用价值。
2014-06-25 physics.optics
