Coherent perfect absorption in resonant materials
相干完全吸收（CPA）是一种干涉效应，它保证了损耗层中的完全吸收，而与其固有损耗无关。迄今为止，它只在单一波长或窄带宽下被观察到，因此波长相关的吸收可以忽略不计。在这里，我们产生CPA的带宽为~ 60 nm的2微米厚的聚合物膜与低掺杂浓度的有机激光染料。一个平面腔的设计与光谱的“下降”，以适应染料的共振线宽，并因此实现CPA，即使在其吸收边缘。这种方法允许在激光染料中实现强吸收，并且通常在谐振材料中实现强吸收，而与固有吸收水平无关，具有at光谱分布，并且不会由于高掺杂水平而遭受吸收淬灭。
2020-11-09 physics.optics
Controllable coherent perfect absorption in a composite film
我们利用金属-介电复合材料提供的多功能性，以证明在一个板的非均匀介质中的可控相干完美吸收（CPA）。板从两侧的相干光照射，在相同的入射角和CPA所需的条件进行了调查作为不同的几何参数的函数。同时实现的CPA在两个不同的频率也示出。最后，我们的计算清楚地阐明了作为CPA的必要先决条件的吸收的作用。
2011-11-18 physics.optics
A unified theory for perfect absorption in ultra-thin absorptive films with constant tangential electric or magnetic fields
在对称环境中，当切向电场（或磁场）几乎恒定时，超薄膜的最大吸收率为50%。然而，使用某些反射器，吸收率可以大大增加，甚至达到完美吸收（100%）。在这项工作中，我们明确地推导出超薄吸收膜参数的一般条件，以实现完美的吸收与一般类型的反射器的条件下，切向电场（或磁场）几乎是恒定的整个膜。我们发现，薄膜的参数可以分为三组，分别表现出：1）大的介电常数（磁导率），2）接近零的磁导率（介电常数），或3）适当的组合的介电常数和磁导率。有趣的是，后两种情况下，表现出非凡的吸收超薄膜几乎消失的损失。我们的工作作为一个指导设计超薄完美的吸收器与一般类型的反射器。
2014-10-02 physics.optics
Progress toward high-Q perfect absorption: A Fano antilaser
在这里，我们提出了一个高Q值的光完全吸收的Fano反激光器的概念引入的路线。基于Fano谐振系统中光学相位的剧烈光谱变化，可以用较小的材料损耗实现无散射完全吸收的光谱奇异性。通过将时间耦合模理论应用于Fano谐振波导平台，我们揭示了所需的材料损耗和随后的吸收Q因子最终取决于Fano光谱不对称的程度。利用光子晶体平台验证了Fano反激光器的可行性，证明了Fano反激光器的空间-光谱选择性加热。我们的研究结果利用设备带宽的相位相关的控制得到一个违反直觉的实现高Q完美的光转换成内能，从而铺平了道路的吸收为基础的设备，包括开关，传感器，热成像，光热发射器的新制度。
2015-07-21 physics.optics
Perfect photon absorption in nonlinear regime of cavity quantum electrodynamics
研究表明，在腔量子电动力学（CQED）的线性激发态下，来自耦合到腔两端的两个相同光场的光子被完全吸收，从而激发出CQED系统的极化激元态。从腔中输出的光被相消干涉完全抑制，并且极化激元态只能非相干地衰减回到基态。在这里，我们分析了完美的光子吸收和光学双稳态的CQED的非线性制度的发病，并表明，完美的光子吸收持续在CQED的非线性制度下的光学双稳态的阈值。因此，完全光子吸收是一种在线性和非线性CQED区域都可以观察到的现象。此外，我们的研究首次揭示了光学双稳性是由输入光干涉的影响，并可以通过改变两个输入场的相对相位来操纵。
2016-02-24 physics.optics
Coherent perfect absorption mediated anomalous reflection and refraction
我们证明了在双向照明下，在一个独立的波纹金属膜的正常同一侧的光弯曲。利用相干完全吸收（CPA）来抑制镜面零阶，从而导致光有效地向后弯曲成“-1”阶，而“+1”阶与表面模式共振。结果表明，该效应是相敏的，在相同的几何结构中产生CPA和超散射。
2012-07-23 physics.optics
Coherent perfect absorption in a weakly absorbing fiber
短长度光纤激光器是光纤系统中器件集成的关键元件。然而，在短的离子掺杂光纤中有效地吸收泵浦光束仍然是一个挑战。我们提出了一种方法，使弱吸收短长度掺铒光纤完全吸收。我们利用相干完美吸收的概念，从而两个适当设计的光纤布拉格光栅定义了一个短长度的腔体，该腔体独立于光纤固有吸收而强制完全吸收共振入射波。这种方法适用于任何光谱窗口，并可能导致有效的单纵模光纤激光器的应用在光通信，传感和计量。
2017-06-15 physics.optics
Electronically Tunable Perfect Absorption in Graphene
支持表面等离子体激元的石墨烯纳米结构已被用于创建各种动态可调光调制器，其动机是对共振激发的单层石墨烯片中的单位吸收的潜力的理论预测。到目前为止，可调谐共振石墨烯吸收器的一般低效率受到自由空间光子和石墨烯等离子体之间的失配的限制。在这里，我们开发了纳米光子结构，克服了这种失配，并证明了电子可调的完美吸收实现与图案化的石墨烯覆盖不到10%的表面。实验测量揭示了在1，389 cm $^{-1}$处石墨烯等离子体纳米结构中96.9%的吸收，反射中的开/关调制效率为95.9%。有效表面导纳解析模型阐明了完美吸收的起源，这是为自由空间模式和石墨烯等离子体纳米结构之间的临界耦合而设计的。
2017-03-10 physics.optics
Nonlinear Coherent Perfect Absorption
我们回顾了最近的一些概念和他们的实现利用完美的相消干涉的光在微米和纳米结构。一种是指可以控制有效吸收并使其最大化以实现完美吸收的光学结构。所报道的效应主要取决于激发辐射的相干性。用单个（两个或更多）入射平面波（波）实现的效果带有临界耦合（相干完美吸收）的名称。因此，在支持临界耦合（CC）或相干完全吸收（CPA）的系统中，所有入射辐射都可以被吸收，导致零散射。特别地，如果系统支持多模态结构的特定模式，则所有入射光能量可以被引导到这种模式中。我们提出了一个简短的概述CC和CPA在线性系统中叙述其基本概念的时间反演激光和他们的一些未来的应用。接下来，我们回顾我们的工作CC和CPA的非线性扩展的一个或多个分层介质可以是非线性的克尔型非线性。色散非线性被证明是提供了一个实际的处理过程中的完美吸收入射激光功率。进一步证明了这种非线性周期结构可以支持吸收所有入射能量而不散射任何光的间隙孤子
2014-07-16 physics.optics
Type II Perfect Absorption and Amplification Modes with Controllable Bandwidth in PT-Symmetric/Traditional Bragg Grating Combined Structures
我们揭示了以前未被注意的II型完美的吸收和放大模式的光学散射系统。这些模式与最近的著作[Phys.Rev.A82，031801（2010）; Phys.Rev.Lett. 106，093902（2011）.]其可以被称为I型模式，以任何频率出现在沿着实频轴的连续区域。II型模式可以在PT对称/传统布拉格光栅组合结构中表现出来。在组合结构中观察到一系列奇异的非互易吸收和放大行为，使它们具有同时作为完美吸收体、放大器和超窄带滤波器的多功能器件的潜力。基于II型模式的特性，我们还提出了在任何单一或多个波长下具有可控完美吸收和放大带宽的结构。
2013-07-29 physics.optics
Mid-to-far infrared tunable perfect absorption by a sub - λ/100 nanofilm in a fractal phasor resonant cavity
将吸收薄膜集成到谐振腔中是实现在中远红外中的选定波长处的光的完美吸收的最实用的方式，如针对黑体辐射或分子指纹所需的。该腔被设计为谐振并在所选波长λ下实现膜中的完美吸收。然而，在当前最先进的设计中，仍然需要较大的吸收膜厚度（λ/50），并且在宽范围内调谐完美的吸收波长需要改变腔材料。在这里，我们介绍了一种新的谐振腔的概念，以实现完美的吸收红外线在更薄，因此真正的纳米级薄膜，具有广泛的波长可调谐性，使用一套腔材料。它需要一种具有巨大折射率和小消光系数的纳米薄膜（在新兴的半金属，半导体和拓扑绝缘体中发现），由透明间隔物和金属镜支撑。纳米薄膜作为吸收器和多重反射器的内腔波，逃逸后遵循分形相量轨迹。这使得对于比λ小2个数量级以上的纳米膜厚度能够实现完全破坏性的光学干涉。利用这一显著的效应，我们证明了亚λ/100铋纳米膜在3至20 μm波长范围内的角度不敏感的完美吸收。
2018-10-19 physics.optics
Perfect absorption in GaAs metasurfaces by degenerate critical coupling
增强光学薄半导体材料的吸收是发展高性能光学和光电子器件的关键。本文利用简并临界耦合的概念，设计了一种由独立GaAs纳米柱超颖表面组成的超薄近红外吸收体。数值结果表明，通过叠加两个对称性相反的Mie模可以实现理想的吸收，在其各自的临界耦合态，每个模的理论贡献最大值为50%。吸收也表现出偏振无关和角度不敏感的鲁棒性。这项工作，连同设计概念，开辟了实现高效率的元表面器件，包括光发射器，调制器，检测器和传感器的巨大机会。
2021-03-30 physics.optics
Plasmonic coated scatterers for tunable coherent perfect absorption
Yale University（耶鲁大学）
推导了包覆亚波长球形和圆柱形散射体实现固定角动量相干光完美吸收所需的表面电导率闭式解，并分析了远场可实现的两种几何结构，证明在太赫兹波段大带宽内所需的复表面电导率可通过适度掺杂石墨烯轻松实现。
2026-06-26 physics.optics
Multi-spectral near perfect metamaterial absorbers using spatially multiplexed plasmon resonance metal square structures
利用多路复用金属正方形等离子体共振结构，在多光谱波长下实现了近完美的红外线吸收。在两个单独的波长下，在双波段超材料吸收器中观察到超过95%的光功率吸收，并且在三个单独的波长下，在三波段超材料吸收器中观察到超过92.5%的光功率吸收。峰值吸收波长主要由多路复用结构中的金属正方形的尺寸确定。在峰值吸收波长处计算了介质间隔层中间的电场分布。结果表明，强的光吸收对应于超材料结构中的局部四极等离子体共振模式。
2013-01-30 physics.optics
Narrow band perfect absorber for maximum localized magnetic and electric field enhancement and sensing applications
等离子体提供了一种令人兴奋的方式来调解光和物质之间的相互作用，允许强场增强和限制，共振时的大吸收和散射。然而，由于金属固有的高光学损耗和辐射阻尼，同时实现超窄带完美吸收和电磁场增强具有挑战性。在这里，我们提出了一种全金属等离子体吸收器，其吸收带宽小于8 nm，偏振不敏感吸收率超过99%。与传统的金属-电介质-金属结构不同，我们证明了窄带完美吸收和场增强是由深亚波长尺度的垂直间隙等离子体激元模式引起的，它具有高达120的品质因数和约为10^-4*（λ/n）^3的模式体积。基于耦合模理论，我们证明了稀光场的增强与吸收成正比，因此理想的吸收是获得最大场增强的关键。此外，所提出的理想吸收体可以作为折射率传感器，灵敏度为885 nm/RIU，品质因数高达110。它为窄带完全吸收和局域场增强提供了一种新的设计策略，在生物传感器、滤波器和非线性光学等方面具有潜在的应用前景。
2016-01-03 physics.optics
Dynamic coherent perfect absorption in nonlinear metasurfaces
提出了一种基于非线性超颖表面的可调谐相干理想吸收体。非线性超颖表面由等离子体纳米天线耦合到具有大光学非线性的ε近零材料制成。通过控制输入光束的相对相位，实现了相干完全吸收。我们发现，非线性超颖表面的光学响应可以通过改变泵浦光的强度从完全吸收调谐到部分吸收。所提出的非线性超颖表面可用于设计光学可调谐热发射器、调制器和传感器。
2020-07-07 physics.optics
Broadband Omni-resonant Coherent Perfect Absorption in Graphene
相干完全吸收（CPA）是指由部分吸收体对入射光的干涉诱导的完全吸收，其独立于其固有吸收（其可以非常小）或其厚度。CPA通常在谐振器件中实现，因此不能在宽的连续谱上实现，这阻碍了其对例如光电探测器和太阳能电池的适用性。在这里，我们展示了宽带全谐振CPA放置一个薄的弱吸收体在一个平面腔和预处理的入射光场通过引入明智的角色散。我们利用嵌入二氧化硅中的单层石墨烯作为吸收体，并在可见光范围内的约70 nm带宽内将其光吸收从约1.6%提高到约60%。至关重要的是，一个分析模型表明，在腔驻波场的峰值处放置石墨烯单层对于实现CPA是不必要的，这与传统观点相反。
2021-04-18 physics.optics
Boundary singular scattering enables coherent perfect absorption and lasing without resonators
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））
本研究提出边界奇异散射概念，证明仅凭非厄米介质界面即可实现相干完美吸收与激射，无需谐振腔，并在实验中通过相位控制实现两者切换。
2026-09-24 physics.optics
Virtual perfect absorption in resonant media and their PT-symmetric generalizations
本文从理论上研究共振吸收/放大介质中的虚拟完美吸收，发现其在高密度极限下退化，但在PT对称损耗-增益双层中仍保持，并可在高增益下产生双向准激光脉冲。
2023-11-28 physics.optics
Approaching perfect absorption of monolayer molybdenum disulfide at visible wavelengths using critical coupling
提出了一种简单的理想吸收结构，利用导共振临界耦合机制实现了单层二硫化钼（MoS2）的高效光吸收。数值模拟和理论分析的结果表明，这种原子级薄层的光吸收率可达98。3%，这是超过12倍以上的裸单层二硫化钼2。此外，通过调节空气孔的半径和介质层的厚度，可以灵活地调节工作波长，这对提高单层MoS 2的吸收效率和选择性具有重要的实际意义。这种利用临界耦合增强光与MoS2相互作用的新思想也可用于其它原子级薄材料。而单层MoS 2吸收的显著改善和可调谐性为实现高性能的MoS 2基光电应用（如光探测和光致发光）提供了良好的前景。
2018-02-02 physics.optics
Thermally Induced Nonlinear Optical Absorption in Metamaterial Perfect Absorbers
采用激光干涉光刻和剥离工艺制备了一种由Al/ZnS/Al三层金属-介质-金属系统和顶部的铝纳米片组成的超材料理想吸收体。超材料吸收体在1090 nm处具有峰值共振吸收，并且对1064 nm波长处的600 ps激光脉冲表现出非线性吸收。反射率的非线性饱和被测量为依赖于入射的平均激光功率而不是峰值激光强度。的非线性行为所示，由于铝的介电性能的吸收辐射和光热变化的加热。超材料吸收体被认为在25 MW/cm 2的大激光强度下具有抗损伤性。
2015-01-02 physics.optics
Perfect light trapping in nanoscale thickness semiconductor films with resonant back reflector and spectrum-splitting structures
基于光干涉效应和分光结构理论研究了陷光结构上纳米厚度半导体薄膜的光吸收特性。在一维光子晶体或金属膜上的$<100$ nm厚的膜中可以实现宽光谱范围内的几乎完美的吸收。这种现象可以归因于干涉诱导的光子局域化，这增强了薄膜的吸收并降低了反射。将楔形间隔层或半导体薄膜的陷光结构与分光结构相结合，可以实现理想的太阳能吸收和较低的载流子热化损耗。
2014-10-08 physics.optics
Massively Degenerate Coherent Perfect Absorption in Gradient-Index Fibers
Institute for Theoretical Physics, TU Wien（维也纳工业大学理论物理研究所）；Department of Electrical and Computer Engineering, Saint Louis University（圣路易斯大学电气与计算机工程系）
本文提出基于梯度指数光纤的多模相干完美吸收器，利用自成像特性实现高效多模吸收，适用于光能收集、光学控制和成像等应用。
2026-05-15 physics.optics
Visible Dielectric Metastructure for Generating Ultranarrow-band Perfect Absorption and Bound States in the Continuum
Bilkent University（比尔肯特大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
该研究提出并验证了一种介质纳米光子平台，通过集成介质超表面与分布式布拉格反射镜，在可见光波段同时实现超窄带完美吸收与连续谱中束缚态，为高性能超构光学器件提供新路径。
2026-08-28 physics.optics
Interference control of perfect photon absorption in cavity quantum electrodynamics
提出并分析了一种在腔量子电动力学（CQED）系统中控制相干光子透射和反射的方案，该系统由一个光学谐振腔和一个由控制激光从自由空间相干制备的三能级原子组成.当控制激光器关闭，腔体两端的两个相同的光场激励腔体时，两个输入光场都能被CQED系统完全吸收，光能转化为极化激元态的激发，但没有光能从腔体中逸出。分析了两种不同的情况：（a）当控制激光被调谐到原子共振并产生电磁感应透明时，完全光子吸收被抑制，输入光场几乎完全透过腔;（b）当所述控制激光器被调谐到所述极化激元态共振并抑制所述极化激元态激发时，完全的光子吸收再次被抑制，并且输入光场几乎完全从腔反射。因此，通过简单地关闭或打开控制激光器，CQED系统可以充当完美的吸收器或接近完美的发射器/反射器。这种对相干光子-原子相互作用的干涉控制在光学逻辑器件中有着广泛的应用前景。
2016-10-07 physics.optics
Robust incoherent perfect absorption
本研究利用端口连接处的线性相消干涉以及损耗与局域化的相互作用，实现对输入叠加和系统无序均不敏感的鲁棒非相干完美吸收。
2024-04-05 physics.optics quant-ph
Coherent perfect absorption mediated enhancement of transverse spin in a gap plasmon guide
我们考虑一个对称的间隙等离子体导（折叠Kretschmann配置）支持对称和反对称耦合表面等离子体。我们计算了横向自旋照明下从两侧一样，在相干完美吸收（CPA），从而所有的入射光可以被吸收，激发模式的结构。在横向自旋显着增强被证明是可能的，当CPA浸和模式激发是在相同的频率。增强的结果从CPA介导的总传输的入射光的耦合模式和相关的大的局部领域。横向自旋是本地化的结构，因为在周围的电介质中，只有入射平面波缺乏任何结构。
2016-11-15 physics.optics
Achieving coherent perfect absorption based on flat-band plasmonic Friedrich-Wintgen BIC in borophene metamaterials
本文提出基于硼烯超材料的Friedrich-Wintgen连续体束缚态，实现通信波段双带相干完美吸收，并通过相位差调控实现吸收开关，为吸收体设计和全光调谐提供理论支持。
2023-12-27 physics.optics
Graphene pixel-based polarization-insensitive metasurface for {almost perfect and wideband} terahertz absorption
使用商业软件模拟了超表面对太赫兹波的吸收，该超表面包括由理想电导体支撑的介电衬底顶部的像素化超原子的双周期阵列，每个超原子中的所有或少数像素都用石墨烯修补。在1.16太赫兹宽的光谱范围内，垂直入射的吸收率高达0.99，被发现用于包括元原子的超颖表面，其中只有几个像素用石墨烯修补，无论偏振状态如何。与包括由安装在金属背衬衬底上的绝缘体隔开的两个石墨烯层的超颖表面吸收器相比，石墨烯需求由此减少了三分之二。元原子中像素的数量和尺寸可以改变以适应光谱要求。
2019-11-11 physics.optics
Coherent perfect absorbers: linear control of light with light
材料吸收电磁能是许多应用问题的基础，包括分子传感、光电流产生和光电探测。通常，入射能量通过单个通道传递到系统，例如通过入射在吸收体一侧的平面波。然而，通过利用波的干涉，可以使吸收更加有效。相干理想吸收体是通过控制多个入射波的干涉来实现对电磁辐射的完全吸收的系统。在这里，我们回顾了这种设备的设计和应用的最新进展。我们提出了相干完美吸收现象的理论原理，并概述了可以实现的光子结构，包括平面和导模结构，石墨烯基系统，奇偶和时间对称结构，3D结构和量子力学系统。然后，我们讨论了相干完美吸收在纳米光子学中的可能应用，最后，我们调查了这一领域的未来前景。
2017-08-14 physics.optics
Coherent perfect absorption in deeply subwavelength films in the single photon regime
加热、光化学、水化学和人工光合作用等技术都依赖于光的吸收，而新的方法，如来自驻波的相干吸收，则保证了能量的完全耗散。将吸收的控制向下扩展到非常低的光水平，并最终扩展到单光子状态，这是非常令人感兴趣的，但在很大程度上尚未探索。在这里，我们证明了在深亚波长50%吸收体中的单光子的相干吸收。我们表明，虽然从行波吸收光子是概率性的，但可以确定性地观察到驻波吸收，将光子耦合到材料的模式中的概率几乎是单一的，例如，当这是在等离子体共振处激发的超材料时，局部等离子体。这些结果带来了更好的理解相干吸收过程，这是至关重要的光捕获，检测，传感和光子数据处理应用。
2016-01-12 physics.optics
Tunable anisotropic perfect absorption in hyperbolic metamaterials based on black phosphorous/dielectric multilayer structures
黑磷（BP）是一种具有优异光学性能的二维材料，是多层双曲型超材料的理想组成部分。在这项工作中，我们设计了一个多层结构，由BP/电介质层堆叠的单位细胞图案上的金镜，并从理论上证明了可调谐的各向异性吸收在红外制度。相邻晶胞之间的电偶极共振驱动该结构处于临界耦合状态，并且该结构的阻抗与自由空间的阻抗相匹配，显示出对于一个偏振方向的完美吸收，而对于另一个偏振方向的阻抗失配导致在相同波长处仅为8.2 $\%$吸收。该结构的各向异性吸收响应可以归因于BP的固有各向异性，其表现出对入射角的依赖性很小。此外，我们研究了电子掺杂的BP和几何参数的建议结构的可调谐光吸收。这些结果表明BP在构建多层双曲型超材料方面具有巨大的潜力，并为设计在红外区域具有可调谐光谱和偏振选择性的各向异性元器件开辟了途径。
2019-11-04 physics.optics
Graphene multilayers for coherent perfect absorption: effects of interlayer separation
我们提出了一个模型研究，以估计多层石墨烯结构的光学吸收的亚纳米层间分离的敏感性。从传输矩阵的形式主义，我们推导出半解析表达式的远场观测。忽略层间分离，导致实值片电导率的吸收上限为50%，正是相干完美吸收（CPA）所需的值，而对于复值电导率，我们确定的上限总是较低的。对于原始石墨烯，发现达到该最大值所需的层数由精细结构常数固定。对于有限的层间分离，我们发现，这个上限的吸收只存在，直到一个特定的限制值的层间分离，这是小于现实的层间分离的石墨烯多层。超过这个值，我们发现一个很强的依赖性的吸收层间分离。对于无限数量的石墨烯层的封闭形式的解析表达式的吸收推导出，基于连分数分析。我们与实验的比较表明，多层范德瓦尔斯晶体适合CPA可以更准确地建模为电子独立层和更可靠的预测其光学性质可以得到，如果他们的亚纳米层间分离仔细占。
2022-09-09 physics.optics
Coherent perfect absorption and lasing in bimodal Fabry-Pérot interferometers
本文研究双模法布里–珀罗干涉仪的CPA与阈值激光，给出散射矩阵闭式允许条件及CPA点拓扑湮灭，并通过高对比度光栅和脊形谐振器数值验证。
2025-09-01 physics.optics
Tailor the functionalities of metasurfaces: From perfect absorption to phase modulation
最近，金属/绝缘体/金属结构的超表面被广泛用于光子学研究，其应用范围从完全吸收到相位调制，但是为什么以及何时这样的结构可以实现什么样的功能还没有完全理解。在这里，基于耦合模理论分析，我们建立了一个完整的相图，其中这种系统的光学性质完全由两个简单的参数控制（即，固有和辐射损耗），这又由下面结构的几何/材料参数决定。这样的相图可以极大地促进具有定制功能的适当元表面的设计（例如，完全吸收、相位调制器、电/磁反射器等），我们的实验和模拟表明，在太赫兹制度。特别是，我们的实验表明，通过适当的结构/材料调整，该设备可以切换跨功能相边界产生戏剧性的变化，在光学响应。我们的发现奠定了坚实的基础，实现功能和可调的光子器件与这种结构。
2015-07-03 physics.optics
Perfect compensation of absorption in metamaterials for diffraction-unlimited imaging
为了克服传统光学器件的分辨率限制，先前已经开发了使用负折射率平面透镜（NIFL）的近场成像技术，其放大入射场的倏逝分量。在这里，一种技术的开发和证明，以补偿损失的非理想NIFL通过确定的传递函数的镜头，并随后将逆未解决的原始图像。结果是具有亚衍射极限分辨率的补偿图像。
2016-12-22 physics.optics
Coherent perfect absorption and laser modes in a cylindrical structure of conjugate metamaterials
在这项工作中，我们从理论上发现，相干完美吸收（CPA）和激光模式可以实现在一个二维圆柱结构的共轭超材料（CM）。实现CPA和激光模式所需的CM相位因子由CM圆柱的几何尺寸确定，这与其他非厄米光学系统相比是独特的特征。基于这一性质，我们还证明了CPA和激光模可以同时存在于一个极大尺寸的CM柱中，其中CPA和激光模的激发依赖于相干入射光的角动量。因此，与已知的宇称时间对称性相比，我们的工作为获得CPA和激光模式开辟了一条全新的途径，是非厄米光学系统的一个重大进展。
2017-11-23 physics.optics
Polaritonic coherent perfect absorption based on strong critical coupling between quasi-bound state in the continuum and exciton
增强光-物质相互作用对于许多纳米光子器件来说非常重要，实现它的一种方法是将能量完美地馈送到强耦合系统。在这里，我们提出了基于体WS 2的间隙扰动二聚光栅，用于灵活控制连续介质中的准束缚态（准BIC）与激子之间的强耦合。模拟结果表明，当在系统中引入能隙扰动导致布里渊区折叠时，BIC转变为准BIC，准BIC的品质因数（Q因子）与能隙扰动的大小有关。强耦合导致吸收光谱的反交叉行为，从而获得0.235 eV的拉比分裂能量。利用时域耦合模态理论对强耦合系统进行分析，通过调节准BIC的阻尼率使系统满足强耦合临界条件，可以增强系统的吸波性能。此外，通过使用双端口源激发，实现了极化激子相干完全吸收。这项工作为增强光与物质的相互作用提供了思路，并为基于极化激元的发光或激光器件提供了广阔的前景。
2022-10-01 physics.optics
Perfect coupling of light to surface plasmons by coherent absorption
我们从理论上表明，相干光可以完全吸收在一个二维或三维的金属纳米结构匹配的频率和场模式的入射波的局部表面等离子体共振。这可以被视为与纳米等离子体激元腔的临界耦合，或者作为时间反转激光器的概念到spaser的扩展。通过与纳米物体的阻抗匹配，光散射被完全抑制，入射波的能量被完全转移到表面等离子体振荡和倏逝电磁场。光与纳米结构的完美耦合在纳米探测、无背景光谱学和环境变化的超灵敏检测方面具有潜在的应用。
2011-10-22 physics.optics
Broadband perfect absorption of ultrathin conductive films with coherent illumination:Superabsorption of microwave radiation
由于金属和自由空间之间的巨大阻抗失配，金属导体对微波的吸收是完全低效的，尽管是天然宽带的。减小导电膜的厚度可以提高吸收效率，但仍然受到由场连续性引起的最大50%的限制。在这里，我们表明，宽带完全（100%）吸收微波可以实现在一个单一的导电薄膜层时，它是由两个相反的入射光束相干照射。这种突破50%限制的效果保持了自由载流子耗散的固有宽带特征，并且在超宽频谱中是频率无关的，通常范围从千赫兹到千兆赫兹，并表现出前所未有的接近200%的带宽。特别是，它发生在极亚波长尺度上，约λ/10000或甚至更薄，这是膜厚度。我们的工作提出了一种方法来实现总的电磁波吸收的宽带频谱的无线电波和微波与一个简单的导电膜。
2015-06-12 physics.optics
Dynamical tuning between nearly perfect reflection, absorption, and transmission of light via graphene/dielectric structures
实现对电磁波的反射$(R)$、吸收$(A)$和透射$(T)$的明确控制是量子光学中的关键目标。为此，通常利用由具有不同光学特性的元件组成的混合结构，以便实现诸如对于入射光的高$R$或高$A$的特征。一个理想的目标是能够在同一器件内在几乎完美的反射、吸收和透射的所有三种状态之间进行调谐，从而在情况$R\to 1$、$A\to1$和$T\to1$之间动态地交换。我们在这里表明，在每一侧与石墨烯层接合的电介质允许精确地实现这一点：通过仅调整石墨烯的费米能级，可以在THz区域及以下达到所有三个区域。此外，我们表明，在系统中的圆柱形缺陷的列入提供了不同类型的控制的电磁波的散射的石墨烯层的装置。
2016-12-05 physics.optics
Orthogonal thermal noise and transmission signals: A new coherent perfect absorption's feature
该研究揭示了相干完美吸收（CPA）热噪声信号与网络传输信号正交的独特性质，实现了热噪声与传输信号的物理可分离性及“外部无损耗”网络，为CPA技术提供了新视角。
2023-11-24 physics.optics
Continuous coherent perfect absorption and lasing at an exceptional point of anti-parity-time symmetric photonic structures
本研究提出通用参数空间，揭示反宇称-时间对称光子结构在奇异点处可实现连续相干完美吸收与激光，并通过异质结构验证。
2025-04-24 physics.optics
Perfect Single-Sided Radiation and Absorption without Mirrors
来自光子结构的高度定向辐射对于许多应用是重要的，包括高功率光子晶体表面发射激光器、光栅耦合器以及光检测和测距装置。然而，以前的电介质，几层的设计只实现了适度的不对称比，从任意结构的不对称辐射的边界的基本理解仍然缺乏。在这里，我们表明，打破180 $^\circ$旋转对称性的结构是至关重要的实现高度不对称辐射。我们开发了一种通用的时间耦合模理论形式，以推导出与任意面内波矢谐振的光子晶体板顶部和底部的非对称衰减率的界限。在这种形式主义的指导下，我们表明，即使不需要背反射镜，仍然可以实现无限的不对称性，我们提供了实现超过$10^4$的不对称比的设计的数值例子。发射方向也可以通过调谐波矢量或频率从上到下快速切换。此外，我们表明，随着弱材料吸收损耗的增加，这样的结构可以用来实现完美的吸收与单面照明，甚至单程吸收率小于$0.5\%$，没有背反射镜。我们的工作为实现光子学中的高定向辐射和完美吸收提供了新的设计原理。
2016-09-22 physics.optics
Graphene-based perfect optical absorbers harnessing guided mode resonances
我们通过数值和实验研究了石墨烯基光吸收剂，该吸收剂利用导模共振（GMR）在几纳米的带宽（在可见光和近红外范围内）实现完美吸收，单层石墨烯吸收增加了40倍。我们分析了几何参数对吸收率和斜入射角响应的影响。最后，我们实验验证了理论预测的一维，介电光栅，并将其附近的金属或介质镜。
2015-04-22 physics.optics
Coherent Perfect Absorption of Arbitrary Wavefronts at an Exceptional Point
本文提出将异常点物理与简并腔结合，设计出大规模简并异常点吸收器，实现对任意波前的宽带相干完美吸收，并给出两种实现方案及解析与数值模拟对比。
2024-04-08 physics.optics
Gate-tunable coherent perfect absorption of terahertz radiation in graphene
石墨烯片中辐射的完美吸收可以在技术相关的光电子器件的实现中发挥关键作用。特别是，太赫兹（THz）光谱范围内辐射的完美吸收将极大地提高石墨烯在这一困难的光子能量范围内的效用，这仍然缺乏在室温下运行的廉价和强大的设备。在这项工作中，我们表明，未图案化的石墨烯薄片沉积在适当的基板上可以显示门可调相干完美吸收（CPA）在太赫兹光谱范围。我们提出的CPA的工作频率作为掺杂的函数的理论估计，其中考虑到在石墨烯样品中的无序的共同来源的存在。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable nonlinear coherent perfect absorption with epsilon-near-zero plasmonic waveguides
提出了一种利用近零等离激元波导实现纳米尺度非线性相干完全吸收的方案。分析并给出了线性ENZ等离子体波导中实现CPA的一般条件。所提出的ENZ波导在其截止频率处支持有效的ENZ响应，其中CPA效应在具有相等振幅和适当相位分布的两个反向传播平面波的照射下发生。此外，在ENZ共振下，波导的纳米通道内的强且均匀的场增强可以有效地增强克尔非线性，从而产生新的全光开关强度依赖CPA现象，其可以以超快速度调谐。所提出的自支撑ENZ结构将三阶非线性功能与纳米级等离子体配置中的驻波CPA干涉效应相结合，从而导致在亚波长区域中实现的新颖程度的可调谐光-物质相互作用。我们的研究结果提供了一个新的平台，以有效地激发非线性现象在纳米尺度和设计可调相干完美吸收。
2018-03-13 physics.optics
Coherent perfect absorption in a homogeneously-broadened two-level medium
在最近的工作中，已经相当普遍地表明，在阈值激光的时间反演过程实现了相干完美吸收体（CPA）。在CPA中，具有特定耗散度的光学腔中的损耗介质（其模量等于激光介质的增益）可以完美地吸收相干光波，所述相干光波是激光场的时间反演对应物。本文详细地研究了光腔中二能级介质的时间反演激光过程，导出了产生CPA的条件。结果表明，由于二能级介质的色散特性，精确的时间反演对称性被破坏，CPA发生的场的频率一般不同于激光模式的频率。此外，在一个大的合作参数的观察CPA的存在下的双稳态要求操作在上支的滞后周期。
2011-11-15 physics.optics
Ultra-broadband Terahertz Perfect Absorber Based on Multi-frequency Destructive Interference and Grating Diffraction
由于其在频谱成像系统和反雷达隐身中的潜在应用，宽频带高吸收材料引起了人们极大的兴趣。本文提出了一种偏振无关、超宽带、全向的太赫兹吸收体，并对其进行了制备和评价。实验结果表明，在0.75~ 2.41THz的频率范围内，薄膜的吸收率可达95%以上。由于层间的多频相消干涉和光栅的阻抗匹配条件，在0.88 THz、1.20 THz、1.53 THz、1.96 THz和2.23 THz处的5个连续吸收峰合并成一个超宽带吸收谱。
2014-09-22 physics.optics
Quasi-coherent perfect absorption of counter-propagating vector beams of finite spatial extent through an absorptive slab
针对现有相干完美吸收（CPA）标量理论缺乏偏振信息的问题，该研究建立矢量光束模型，分析正入射下结构光束的准完美吸收特性及斜入射局限，为矢量CPA研究提供理论参考。
2025-03-24 physics.optics
Coherent Perfect Absorption: an electromagnetic perspective
通过电磁波处理和界面边界条件，给出了确定相干完全吸收条件的一个简单封闭表达式。除了提供物理洞察力，该表达式可以用来估计所需的各种参数的值，在一个给定的介质中，其特征在于由复介电常数的相干完美吸收的观察。理论表达式的结果被发现是通过数值模拟得到的那些很好的协议。
2017-08-16 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Towards a Broad-Band Coherent Perfect Absorption in systems without Scale-Invariance
我们从实验和理论上挑战相干完全吸收（CPA）的概念，作为一个窄频率共振机制与散射过程，尊重标度不变性。使用微波平台，由耦合到两个询问天线的损耗非线性谐振器组成，我们表明，相干入射激发可以触发自诱导完美吸收，一旦其强度超过临界值。重要的是，在非线性CPA条件周围的宽带频率范围内，（接近）完美的吸收持续存在。它的起源被追溯到一个四次的行为，吸收光谱收购附近的CPA与一种新的例外点退化有关的非线性散射算子的零。
2021-02-21 physics.app-ph physics.optics
Coherent perfect absorption in photonic structures
用外部输入驱动系统的能力是光-物质相互作用的一个基本方面。相干完全吸收（CPA）现象将著名的临界耦合概念推广到一般的多光束干涉现象。这种对吸收的干涉控制可以用于实现光能到纳米级系统（诸如等离子体纳米颗粒）的完全递送，并且多端口干涉可以用于在纳米级装置嵌入强散射系统中时增强纳米级装置的吸收，具有纳米级感测的潜在应用。在这里，我们回顾了双端口CPA的光子结构，可以谐振耦合到外部场。本文提出了一种基于散射矩阵理论的CPA修正二端口理论，它适用于所有线性二端口互易系统。通过半经典的方法，在非微扰状态下处理两端口临界耦合条件，证明了强耦合状态和临界耦合条件确实可以共存;在这种情况下，称为强临界耦合，所有的入射能量都转化为极化激元。实验结果，这清楚地显示了椭圆形轨迹的吸收作为输入不平衡的函数在薄的金属介质超材料，并验证极化激元CPA的子带间极化激元光子晶体膜谐振器。最后，对光子晶体CPA的未来发展进行了展望。
2016-06-01 physics.optics
