Transformation-optics macroscopic visible-light cloaking beyond two dimensions
变换光学是一种通过结合麦克斯韦电磁原理和爱因斯坦的广义相对论来控制光的最新几何设计策略，它史无前例地承诺了一种隐形隐身装置，可以使宏观物体在三维空间中隐形。然而，大多数以前的概念验证变换光学隐身设备主要集中在两个维度上，而沿着其第三维的宏观物体的检测总是万无一失。在这里，我们报告的第一个实验演示的变换光学宏观可见光隐形超过二维。这种近乎三维的斗篷在其中心附近（即具有有限的视场）的照明下表现出三维（3D）不可见性，并且其理想的广角不可见性性能在3D空间中相交的多个二维（2D）平面中得以保留。在宏观尺度上对光线轨迹和光程长度进行了实验验证，为变换光学的几何性质提供了独特的证据。
2014-06-20 physics.optics
Macroscopic quantum information channel via the polarization-sensitive interaction between the light and spin subsystems
讨论了基于光与原子自旋波相干和偏振敏感相互作用的量子信息信道。我们表明，联合海森堡动力学的偏振斯托克斯组件的光和原子的角动量具有波动的性质，可以适当地描述在样品中创建的宏观极化激元型自旋波。通过光子系统中的输出时间模式和自旋子系统中的输出空间模式的波耦合的量子存储器和读出协议的原理被证明。
2005-09-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Macroscopic view of light pressure on continuous medium
连续介质上轻压宏观描述的不确定性源于将电磁激发物质的能量-动量张量分为物质和场部分或等效地将总作用力分为压力和变形项的不确定性。我们表明，虽然存在一个连续的形式上正确的配方，可以采用适当的形式的宏观场应力张量，允许统一描述的压力在基本的光-物质相互作用，如反射/折射，吸收和非线性转换。所提出的压力表达式简单、方便，并且与极化子动量$\hbar \bf k$相容。相应的电磁动量密度（14）推广了Rytov对右手和左手频率色散介质的定义。
2013-02-19 physics.optics
Macroscopic Invisibility Cloak for Visible Light
隐身衣，一个通常出现在科幻小说和神话中的主题，最近因为其可能的实现而引起了广泛的兴趣。真正隐形的最大挑战是在人眼可见的波长范围内隐藏宏观物体。在这里，我们通过实验解决这个问题，将转换光学的原理与低成本的材料和简单的制造技术的传统光学透镜制造。一个透明的斗篷由两块方解石制成。这种斗篷能够隐藏最大高度为2 mm，大于3500自由空间波长的宏观物体，在透明的液体环境中。它的工作带宽包括红色，绿色和蓝色的光也被证明。
2011-01-23 physics.optics
Photon emission from macroscopic currents
本文通过构造辐射发射体的广义Glauber态，建立了经典辐射方程与幺正量子演化之间的联系，从而用基本光子描述天线或磁线圈产生的宏观场。
2024-06-29 physics.optics quant-ph
Macroscopic Invisibility Cloaking of Visible Light
由于变换光学和保角映射的理论工具，隐形斗篷过去仅限于想象，现在已经变成了科学现实。受这些理论工作的启发，已经报道了在各种电磁频率下电磁隐身斗篷的实验实现。然而，迄今为止展示的所有隐形斗篷都依赖于具有空间变化电磁特性的纳米或微米制造的人造复合材料，这将隐形区域的大小限制在几个波长内。在这里，我们报告实现了一个宏观的体积隐形斗篷构造的天然双折射晶体。这种隐形衣在可见光频率下工作，能够隐藏厘米和毫米尺度的三维物体。我们的工作为未来的宏观隐身装置的应用开辟了道路。
2010-12-13 physics.optics
Nanoplasmon-enabled macroscopic thermal management
在许多通过将光转化为热的能量收集应用中，焦点最近转向具有纳米等离子体激元的高吸收材料。目前确定的是，基于贵金属的吸收性等离子体平台提供显著的光捕获能力，并且可以被视为光辐射的超级吸收体。然而，直接的实验证据等离子体激元使宏观温度增加，将导致从这些有效的吸收性能是稀缺的。在这里，我们推导出一个通用的定量方法表征光捕获性能的一个给定的热生成的吸收层的宏观热成像。我们进一步监测宏观区域，这些宏观区域被均匀加热了几度，等离子体纳米结构仅占表面的8%，使其基本上透明，并证明了纳米等离子体实现光捕获的显着产热能力。这与热光化学和其他热管理至关重要的应用有直接关系。
2013-01-20 physics.optics
Non-classical state generation in macroscopic systems via hybrid discrete-continuous quantum measurements
非经典态的产生是整个实验量子科学的重要组成部分，用于量子信息应用和探索物理基础。在这里，我们研究了量子非破坏正交测量和单量子加/减的排列，以制备玻色子系统中的量子叠加态。每个置换的性能进行量化和比较使用几种不同的非经典标准，包括维格纳负性，非经典深度，最佳保真度与相干态叠加。我们还比较了我们的协议使用压缩而不是正交测量的性能，并发现正交测量提供的净化可以显着增加产生的非经典性。我们的方法非常适合在光物质系统，如量子光学力学和原子自旋系综的实施，并提供了相当大的鲁棒性初始热占领。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ultrashort pulse two-photon coherent control of a macroscopic phenomena: light-induced current from channelrhodopsin-2 in live brain cells
相干控制扩展到连续脉冲激光照射下的宏观过程。在这里，这种方法是用来分析实验测量的双光子相位控制的电流从一个活的脑细胞表达channelrhodopsin-2，光门控离子通道。特别是，提出了一种机制，包括超过15个数量级的时间，从超快动力学的视网膜在channelrhodopsin-2的神经元电流的缓慢动力学。其他光化学过程的影响进行了讨论。
2019-07-23 physics.chem-ph physics.optics
Effective Mode Description for Macroscopic Fabry Pérot Cavities
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Rochester（罗切斯特大学）
本文提出有效模式形式体系描述强耦合腔QED中光子准连续谱行为，重现色散关系并揭示模式体积独立于镜面积而反映耦合强度。
2026-09-21 physics.optics quant-ph
Observation of anomalous classical-to-quantum transitions in many-body systems
本文首次在开放多体光学系统中实验观测到反常经典-量子转变，证明多达四十个粒子的量子子系统相干动力学可与宏观宿主系统相反，并用复高斯统计证明该效应具有普适性。
2024-08-13 physics.optics quant-ph
Pulling and lifting macroscopic objects by light
激光已经成为利用辐射压力或光泳力操纵微观粒子和原子的有力工具，但光学操纵对大物体的作用还不太明显。光学诱导的负力已经被提出并证明可以将微观物体拉远，但对于宏观物体几乎看不到。在这里，我们报告了对不寻常的光诱导吸引力的直接观察，这种吸引力可以通过光束将厘米大小的吸光物体拉离地面。这种负力是基于弯曲叶片上的辐射效应，其幅度和时间响应直接用摆测量。这种大的力（~4.4 μN）允许克服重力并旋转具有四个弯曲叶片的电机（高达600 rpm）。宏观物体的光学牵引可能会发现太阳辐射驱动的近空间推进系统和理解负电泳力的机制的重要应用。
2020-08-10 physics.app-ph physics.optics
Macroscopic and direct light propulsion of bulk graphene material
在大尺度上实现物质的直接光操控一直是一个巨大的挑战。在这项工作中，直接光推进的物质被观察到在宏观尺度上的第一次使用块状石墨烯基材料。石墨烯的独特结构和性质以及块状石墨烯材料的形态使其不仅能够吸收各种波长的光，而且还能够有效地发射高能电子，足以按照牛顿力学驱动块状材料。因此，单个石墨烯片的独特的光子和电子性质表现在体状态的响应中。这些结果提供了一个令人兴奋的机会，带来了大规模的光操纵，有可能实现长期寻求的建议，如太阳帆和空间运输直接由阳光驱动的领域。
2015-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Growing macroscopic superposition states via cavity quantum optomechanics
宏观量子现象的研究是当前活跃的研究领域，为推进基础和应用量子科学的前沿提供了重要的希望。利用量子光学的精确度和控制提供了用于生成这种量子态的强大工具集，其中可以生成的状态的类型和“大小”由所应用的协议的足智多谋来设置。在这项工作中，我们提出了一个新的方案，“生长”宏观叠加态的机械振荡器的运动通过腔量子光学力学。该方案包括一系列的光脉冲相互作用的机械模式，通过辐射压力，其次是光子计数测量。我们的协议的多步性质允许宏观叠加态准备与单光子光机械耦合强度的放松的要求。为了证明我们的方案的可行性，我们量化了初始机械热占据和退相干如何影响所产生的状态的非经典性和宏观性。我们发现，在现实的实验条件下，机械量子态可以表现出显着的非经典性，并可以增长到宏观尺度。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Statistical properties of quantum jumps between macroscopic states of light: reading an operational coherence record
Department of Physics, AlbaNova University Center（阿尔巴诺瓦大学中心物理系）
该研究提出了一种实验装置，通过分析宏观光态的量子跃迁统计特性，揭示量子相干性在操作性相干记录中的表现。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
From classical to quantum loss of light coherence
光是探测物质的宝贵工具，因为它可以捕捉系统的微观和宏观信息。在这里，我们报告的过渡从热（经典）的自发发射（量子）的宏观原子云的光相干性损失的机制。相干性是通过对原子样品散射光的强度-强度相关测量来探测的，跃迁是通过调节泵浦强度来调节热相干损失和自发发射之间的平衡来探测的。我们的研究结果说明了冷原子装置在研究宏观系统中的经典到量子跃迁方面的潜力。
2022-10-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Macroscopic Structural Light Absorbers
本文提出宏观结构光吸收器，利用约100微米尺度的周期性极小曲面和准随机晶格增加反射次数，在不改变表面特性条件下显著抑制杂散光，适用于航空航天及工业光学系统。
2025-07-07 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Quantum optical measurements in ultracold gases: macroscopic Bose-Einstein condensates
我们考虑腔内光晶格中的超冷量子简并气体。这个系统代表了一个简单但关键的“量子气体量子光学”模型，其中光和原子运动的量子描述同样重要。由于原子运动与光场的动力学纠缠，光场的测量也会影响多体原子态。条件原子动力学可以用量子蒙特卡罗波函数模拟方法来描述。在本文中，我们强调如何这个通常复杂的数值程序可以减少到一个解析解后，一些假设和近似有效的宏观玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）与大原子数。该理论可以应用于具有低填充因子（例如平均每个晶格位置一个原子）和非常高填充因子（例如双阱势中的BEC）的晶格。分析了多体纠缠原子态的纯度。
2009-11-02 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Strong coupling of chiral light with chiral matter: a macroscopic study
本研究通过将Lorentz极点引入手性介质的宏观参数（介电常数、磁导率和手性系数），探索了手性光与手性物质在手性谐振器热点处的强耦合相互作用，揭示了耦合强度由介质和光子模式的旋向性共同决定。
2025-05-30 cond-mat.other physics.optics
Optical quantum memory on macroscopic coherence
本文提出利用预先建立的宏观量子相干实现光学量子存储，在非均匀展宽原子系综中实现低噪声、可编程和按需读取，为稀土掺杂晶体和拉曼原子气体中的量子存储发展开辟新途径。
2024-08-19 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Radiation pressure measurement using a macroscopic oscillator in an ambient environment
在目前的努力，以量化的辐射压力的光使用纳米微机械谐振器在低温条件下，我们提出并实验证明了在环境条件下的辐射压力测量，通过利用宏观机械纵向振荡器的有效质量的顺序为20克。在迈克耳孙干涉仪中记录了作用在振子上的反射镜上的光压力，结果表明，在3.9%的实验精度范围内，与无自由参数的谐振子模型吻合得很好。
2020-11-24 physics.ins-det physics.optics
First-principles method for nonlinear light propagation at oblique incidence
我们发展了一种计算方法来描述强超短脉冲斜入射到平面上的非线性光传输。在该方法中，使用多尺度模型同时求解宏观光传输和微观电子动力学的耦合方程。微观电子运动用第一性原理含时密度泛函理论描述。将描述斜光传播的宏观麦克斯韦方程组转化为一维波动方程。作为该方法的一个例子，光在硅薄膜上的斜入射传播。
2022-06-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Hydrodynamic and field-theoretic approaches of light localization in open media
许多复杂系统在大尺度下表现出流体动力学（或宏观）行为，其特征在于诸如粒子数密度、温度和压力之类的变量服从一组流体动力学（或宏观）方程。对于复杂开放介质中的波，是否也存在流体动力学描述？这是波局部化研究中一个长期存在的基本问题。实际上，如果它确实存在，由于它的简单性，宏观方程比复杂的波局部化微观理论更容易掌握，特别是对实验者来说。本文件有两个目的。一方面，它专门审查了这一问题最近取得的重大进展。我们发现，在随机开放介质中的波能量密度服从一个高度非常规的宏观扩散方程的尺度远大于弹性平均自由程。扩散系数是不均匀的空间，最引人注目的是，作为一个函数的界面的距离，它显示了新的单参数标度捕捉罕见的高透射状态，占主导地位的本地化波的长时间传输的影响。我们回顾这一新的宏观扩散现象的方面。另一方面，它致力于审查开放介质中的光局域化的超对称场论。特别是，我们回顾其应用在建立上述非常规扩散现象的微观理论。
2013-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
