A full vectorial model for pulse propagation in emerging waveguides with subwavelength structures part I: Kerr nonlinearity
脉冲通过具有亚波长特征、非均匀横向结构和高折射率对比度的波导的传播在存在非线性效应的情况下不能使用现有模型准确地描述。在这里，我们报告了一个广义的全矢量模型的非线性脉冲传播的发展，并表明，与标准的脉冲传播公式，z分量的导模起着关键作用，这些新的结构，并导致广义定义的非线性系数$γ,$ $A_{eff}$，和模式的正交性。虽然新的定义在某些限制下降低到标准定义，但对于新兴的波导和微结构光纤，预测了显著的差异，包括$\sim2$的因子，$γ$的值更高。
2008-12-10 physics.optics
Disturbance of Soliton Pulse Propagation from Higher-Order Dispersive Waveguides
光孤子脉冲在光通信系统中提供了许多应用，但根据定义，孤子仅受到二阶反常群速度色散;对于孤子脉冲的实际实现，高阶色散的理解是必要的。利用非线性薛定谔方程建立了波导的数值模型，并设定参数以保证输入脉冲能量等于基本孤子能量。高阶群速度色散逐渐增加，为各种时间宽度和波导色散。确定了基孤子脉冲在实际光子晶体波导中传输所需的最小脉冲宽度为100 fs。
2013-04-12 physics.optics
Direct measurement of plasmon propagation lengths on lithographically defined metallic waveguides on GaAs
我们目前的光学研究的矩形表面等离子体激元波导光刻限定在GaAs衬底上。使用共聚焦显微镜直接确定等离子体传播长度，在激发和检测通道中具有独立的偏振控制。表面等离子体激元发射沿波导使用光刻定义的缺陷在一端。在波导的远端，它们散射到远场，在那里它们使用CCD相机成像。通过监测来自波导末端的散射光强度的长度依赖性，我们直接提取传播长度，获得取决于波导宽度（w=2-5 μm）和激发波长（760-920 nm）的范围为LSPP = 10-40 μm的值。结果与理论预期吻合良好，证明了光刻限定结构的高质量。所获得的结果是强相关的未来半导体为基础的集成等离子体激元技术的发展。
2011-10-19 physics.optics
Soliton Propagation with Cross Phase Modulation in Silicon Photonic Crystal Waveguides
采用非线性薛定谔分步傅立叶方法，数值计算了交叉相位调制是否能使硅慢光光子晶体波导中的时间孤子脉冲传播短于1毫米。模拟结果表明，由于光子晶体的高功率和短尺度，双光子吸收将导致光孤子脉冲是非常耗散的。然而，该模型表明，通过利用交叉相位调制，它是可能的，以维持在硅光子晶体波导内的双光子吸收在较长的相对距离的压缩孤子脉冲。
2013-02-18 physics.optics
Propagation and perfect transmission in three-waveguide axially varying couplers
本文研究了一类三波导轴向变化结构，其动力学行为用su（3）代数描述。它们的解析传播子可以根据相应的李群生成元找到。特别是，我们表明，具有任意变化的耦合系数和相同的折射率的三波导结构对应的场传播子与轨道角动量代数。从第一个到最后一个波导元件实现完美传输所需的条件，并解析地阐明了特殊情况。
2014-01-06 physics.optics
Valley controlled propagation of pseudospin states in bulk metacrystal waveguides
在光子系统的边界上，光操控如自旋方向锁定传输、鲁棒输运、量子隐形传态和可重构电磁通道等已被广泛研究。近年来，人们通过在时反不变光子晶体中破坏狄拉克锥，利用谷-赝自旋耦合边缘态实现光的选择性传输。在这里，没有光子边界，我们实现了赝自旋态的三维块体亚晶波导中的传播，采用无处不在的谷自由度。在没有狄拉克锥的三维亚晶波导中实现了谷依赖的赝自旋带。通过研究K'和K谷附近赝自旋态的变化，提出了可重构光子谷霍尔效应。此外，通过级联两个反转非对称亚晶波导实现了光子阻挡器的原型。此外，还讨论了一个实际的超材料样品中的谷相关赝自旋带。这些结果显示了另一种方法对塑造的赝自旋流在光子系统。
2017-09-15 physics.optics
A method for reduction of propagation loss of surface plasmons. Experimental demonstration of the loss reduction for Fe/MgO/AlGaAs plasmonic structure integrated with AlGaAs/GaAs optical waveguide
提出了一种有效降低表面等离子体传播损耗的方法，并进行了实验验证。该方法是基于这样的事实，即表面等离子体激元的传播损耗显着依赖于等离子体激元的光学约束。提出了一种等离子体结构，它包含一个金属和两个不同折射率的电介质层，以优化光学限制和减少表面等离子体的传播损耗。Fe/MgO/AlGaAs等离子体结构中的表面等离子体子的低传播损耗为0.17 dB/um。实验结果表明，Fe/MgO/AlGaAs中的表面等离子体激元与AlGaAs/GaAs光波导中的波导模之间的耦合效率为2.2dB/面。
2015-01-12 physics.optics
Hyperbolic-metamaterial waveguides for long-range propagation
我们研究的光波导，包括层的材料和超材料与双曲型色散（HMM）。我们考虑在不同的波导几何形状（单界面或对称包层与不同层）的介电HMM界面的长程制度。与传统的几何参数分析不同，本文着重分析了组成材料的光学特性，并通过求解色散方程，分析了介质和隐马尔可夫模型的折射率对传输长度和模尺寸的影响。我们得出一个数字的优点，应该用于每个波导在一个广泛的范围内的介电常数值，以及比较它们与等离子体波导。我们表明，传统的等离子体品质因数，这是介电常数的实部与虚部之比，是不适用于具有复杂结构的波导的情况。考虑到范德华材料如六方氮化硼的最新进展，电信波长和中红外光谱范围都是感兴趣的。最后，我们评估的波导与六方氮化硼的范围内，它具有双曲线色散（6.2-7.3微米）的性能，我们确定的最佳波长为每种类型的波导。
2017-07-24 physics.optics
Animations obtained by the finite-difference time-domain method showing the backward wave propagation in double-negative single-layer waveguides
具有负介电常数和负磁导率的材料被称为双负（DNG）材料，由于其不同于传统双正（DPS）材料的特殊物理性质而引起人们的广泛关注。通过时域有限差分法（FDTD）获得的动画显示如何在t=0开始的瞬态正弦信号在DPS和DNG波导中传播。三种类型的波导被认为是：板或接地板内的包层介质和平行板波导填充的平板。还提供了归一化参数的色散曲线。
2011-09-22 physics.optics
Switching management by adiabatic passage in two periodically modulated nonlinear waveguides
理论上研究了光在两个周期调制非线性波导中的传播，两个波导之间存在一定的传播常数失谐。通过缓慢地改变调制的幅度，当等量的光被发射到每个波导中时，我们可以将光引导到期望的输出波导。我们还发现，光的传播动力学敏感地依赖于两个波导之间的失谐。我们的研究结果可以定性地解释通过绝热导航的扩展的非线性Floquet状态。
2016-06-20 physics.optics
Switching and propagation of magneto-plasmon-polaritons in magnetic slot waveguides and cavities
本文导出了磁光有源介质金属-绝缘体-金属波导中Voigt几何中表面等离子体激元-极化激元的色散关系。通过引入磁场，打破了上下界面之间的对称性;两个界面上的场分布之间的平衡可以通过施加的场来控制。这种控制是由有限元法数值模拟的场分布周围的点偶极子放置在短波导的中心，它示出了从腔体的辐射的总发射和远场辐射的分布可以强烈修改通过调谐的磁化的波导。这提出了使用磁场来控制纳米结构中的光传播的新可能性。
2013-08-03 physics.optics
Propagation-invariant space-time supermodes in a multimode waveguide
当光脉冲在高度多模波导中空间局部化时，其能量通常分布在多个模式中，从而产生斑点横向空间轮廓，其随着传播而经历不规则的变化。理论上已经提出，其中每个波长被锁定到在规定的轴向波数的单个模式的脉冲多模场将以可调谐的群速度沿着波导恒定地传播。在这个概念中，最初局部化的场沿着波导保持局部化。在这里，我们提供了这类新的脉冲引导场的存在，我们表示时空超模，并验证其在平面波导中的传播不变性的原理验证实验确认。通过叠加多达21个模式，每个指定的波长，我们在170微米厚的平面玻璃波导中构建时空超模，群指数从1延伸到2。场的初始横向宽度为6微米，并且波导长度为9.1mm，这是相关瑞利范围的257倍。各种轴向不变的横向空间分布产生的模式，有助于ST超模，包括单峰和多峰场，暗场（包含空间倾角），甚至平坦的均匀强度分布的明智选择。
2022-04-04 physics.optics
Extending the Propagation Distance of a Silver Nanowire Plasmonic Waveguide with a Dielectric Multilayer Substrate
化学合成的银纳米线被证明是一种有效的等离子体波导结构，但其高的传输损耗限制了其广泛的应用。在这里，我们证明了沿银NW的等离子体激元的传播距离可以延长，如果银NW放置在含有光子带隙的电介质多层基板上，但不放置在常用的玻璃基板上。在630 nm波长下，即使银纳米线直径为90 nm，其传输距离也可达到16 μ m。实验和模拟结果进一步表明，这种传播的等离子体激元模式的偏振方向几乎平行于介质多层膜的表面，因此它是由沿同一介质多层膜上直径仅为170 nm的聚合物纳米线传播的横向电偏振布洛赫表面波激发的。数值模拟结果与实验结果吻合较好。我们的工作为扩展等离子体波导的传输距离以及光子和等离子体波导在纳米尺度上的集成提供了一个平台。
2017-11-01 physics.optics
Low Loss Aluminum Nitride Waveguide Fabrication: Propagation Loss Reduction Through ALD and RTA
本文针对亚微米波长下AlN波导散射损耗大的问题，通过电子束光刻、ALD表面钝化和RTA退火等工艺优化，在852 nm处实现了2 dB/cm的创纪录低传播损耗，并首次系统报道了ALD钝化与包层后RTA在AlN波导中的应用。
2025-08-27 physics.optics
Isotropic fabrication of centimeter-scale, low propagation-loss periodically poled lithium niobate nanophotonic waveguides for efficient second harmonic generation
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）；East China Normal University（华东师范大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanxi University（山西大学）；Shandong Normal University（山东师范大学）
通过飞秒激光光刻辅助化学机械刻蚀（PLACE）实现各向同性刻蚀，制备出1.2厘米长、传播损耗仅0.042 dB/cm、占空比均匀50%的周期性极化铌酸锂纳米光子波导，在1525 nm连续波泵浦下获得2021%/W的归一化准相位匹配二次谐波转换效率和64%的绝对转换效率。
2026-05-27 physics.optics
Impact of slow-light enhancement on optical propagation in active semiconductor photonic crystal waveguides
推导并验证了一组耦合布洛赫波方程，用于分析有源半导体光子晶体波导的反射和透射特性。在这样的器件中，慢光传播可以用于增强每单位长度的材料增益，例如，实现与光子集成兼容的短光放大器。耦合波分析相比，数值方法的基础上傅立叶模态法和频域有限元技术。材料增益的存在导致后向散射场的建立，这被解释为分布反馈效应或在无源-有源界面处的反射，这取决于所采取的方法。对于非常大的材料增益值，波导的能带结构被扰动，并从简单的耦合布洛赫波模型的偏差被发现。
2015-08-21 physics.optics
Temporal quadratic solitons and their interaction with dispersive waves in Lithium Niobate nano-waveguides
本文提出了一个二次非线性波导中孤子传输的模型。孤子存在于这样的波导的标准开发和两个例子纳米波导结构模拟的概念证明。二次孤子和色散波之间的相互作用进行了分析，给出密切匹配的孤子传播模拟的预测。例子中的结构被发现支持五个不同的制度的孤子和准孤子的存在。已经模拟了这些示例波导中的脉冲传播，证实了在实验可获得的功率下产生孤子的可能性。模拟了多孤子的产生、切伦科夫辐射以及基波和二次谐波色散符号相反的准孤子。
2019-08-01 physics.optics
An analytical solution for light field modes in waveguides with nonideal cladding
我们得到了双波导结构中光场模色散关系的解析解。分析了具有异向介质包层和介质芯的平面波导的解。解析解在宽带光谱范围内是有效的，并通过现有的数值计算得到证实。发展的理论方法打开了巨大的可能性，在各种波导的光场的分析调查。
2015-05-10 physics.optics
Efficient energy propagation through self-assembled gold nanoparticle chain waveguides
光与金属纳米颗粒的强相互作用使得场约束远低于衍射极限。由金属纳米颗粒链组成的等离子体波导可用于纳米级的能量或信息传播，但迄今为止，高损耗阻碍了实际应用。在这里，我们证明了有效的波导是可能的，尽管金的高耗散损失通过金纳米颗粒链。单晶球形纳米颗粒的DNA折纸定向自组装允许颗粒间间距降低至2nm或更低，这引起较低能量的等离子体共振模式。我们的模拟意味着，这些较低的能量模式允许有效的波导，但崩溃，如果粒子间的间隙尺寸增加。个别波导的特征在于与纳米分辨率的电子能量损失光谱，和直接传播的能量朝向荧光纳米金刚石和纳米级的能量转换显示阴极发光成像光谱在一个单一的设备水平。通过这种方法，可以实现微米长的传播长度，从而实现信息技术，传感和量子光学中的应用。
2018-07-10 physics.optics
Non-Hermitian propagation in equally-spaced Hermitian waveguide arrays
针对等间距光波导阵列，研究通过非幺正变换构造 Hatano-Nelson 非互易系统，并给出多类非 Hermitian 输运情形的解析解。
2023-07-12 physics.optics
Experimental Verification of Below-Cutoff Propagation in Miniaturized Circular Waveguides Using Anisotropic ENNZ Metamaterial Liners
本文提出了实验验证的低于截止传输通过小型化波导的内部涂有一个薄的各向异性超材料衬垫具有ε-负和近零（ENNZ）的属性。这些内衬是使用一个简单的，印刷电路实现电感负载线的基础上，并引入了低于自然截止频率的HE $_{11}$模式。包含的内衬示出，以大大提高两个嵌入式屏蔽环源之间的传输。均匀化计划的开发，以表征内衬的各向异性的有效介质参数，这是准确地描述了一组频率降低截止。讨论了内衬波导的制作方法，实验结果与模拟结果吻合较好。
2015-10-26 physics.optics
A transversely localized light in waveguide: the analytical solution and its potential applications
本文首次给出平行板波导中光模式的解析解，为宽带光在多种物理参数波导中的行为提供清晰物理图像，并探讨了其在纳米光学与纳米等离子体学中的应用潜力。
2016-01-02 physics.optics
Unidirectional sub-diffraction waveguiding based on optical spin-orbit coupling in subwavelength plasmonic waveguides
亚波长等离子体波导显示出独特的强局域化（下至纳米级）和引导光的能力。这些结构本质上是双向光通信信道，提供两个相反的光传播方向。因此，当使用强聚焦光束将光直接从顶（或底）表面耦合到这些平面集成器件时，它被均等地共享到两个相反的传播方向。在这里，我们表明，对称性可以打破使用入射的圆偏振光，直接在波导弯曲的自旋轨道角动量转移的基础上。我们预测，高达94%的内耦合光被引导到一个单一的传播通道的间隙等离子体波导。远超过衍射极限的强局部化光能的单向传播通过偏振变得可切换，而不需要中间纳米天线/散射体作为光导向器。这项研究可能会在一个大的科学领域，如纳米光子电路，路由和排序，光学纳米传感，纳米光学捕获和操纵打开新的视角。
2015-04-10 physics.optics
Control of beam propagation in optically written waveguides beyond the paraxial approximation
研究了光束在光写入波导结构中的近轴近似传输。波导结构，导致无衍射的光传播，被印在一个由非相干泵浦和两个相干的空间相关的控制和平面波场驱动的五能级原子蒸气组成的介质上。我们首先研究在一个单一的光写入波导中的传播，并发现傍轴近似不提供一个准确的描述的探针传播。然后，我们采用相干控制场，使两个平行和一个倾斜的高斯光束产生分支波导结构。倾斜光束允许探测光束选择性地转向到波导结构的不同分支中。通过改变倾斜高斯控制光束的宽度以及空间相关非相干泵浦场的强度，可以改善特定分支的探测光束的传输。
2013-03-06 physics.optics quant-ph
Beam splitter and combiner based on Bloch oscillations in spatially modulated waveguide arrays
数值研究了光束在周期性波导阵列中的传输，这些波导阵列具有特定的调制结构。我们发现，光束可能会分裂，合并，偏转，并在这些空间调制波导阵列中传播的过程中被本地化。这些现象都源于布洛赫振荡，为片上分束器和合束器的制作提供了可能的方法。
2014-12-10 physics.optics
Analysis of second harmonic generation in photonic-crystal-assisted waveguides
我们研究二次谐波产生的平面介质波导具有低折射率，聚合物芯层，由两个多层堆叠的边界。这种几何形状允许在纤芯区域内的基本波长处的光的特别强的限制，对于超过几厘米的距离，净传播损耗几乎为零，只要忽略材料和散射损耗。报道了波导的相位匹配配置，其中泵浦信号是波导的最低阶模式，并且所生成的二次谐波信号对应于波导的第三传播模式。使用chi（2）=100 pm/V的聚合物波导芯，我们预测在2 mm的传播距离之后，使用波导芯内1.35 GW/cm^2的峰值泵浦强度，转换效率约为90%。如果波导芯包含具有不同玻璃化转变温度的聚合物层，则可以独立地极化这些层以使重叠积分最大化，并且可以在大约500微米的距离上实现类似的泵浦损耗。
2006-07-30 physics.optics
Light propagation in periodically modulated complex waveguides
研究了光在折射率周期调制、增益和损耗交替变化的光波导中的线性和非线性传输。基于多尺度微扰分析，它表明，对于许多非奇偶时间（$\mathcal{PT}$）对称波导，它们的线性谱是部分复杂的，因此光传播时呈指数增长或衰减，这种增长或延迟不被非线性改变。然而，几类非$\mathcal{PT}$对称波导也被确定为具有全实线性谱。在非线性区域中，发现$\mathcal{PT}$对称波导在相变以上和以下都存在纵向周期模和横向准局域模。这些非线性模式在演化过程中是稳定的，并且可以从最初的弱初始条件发展。
2014-12-18 nlin.PS physics.optics
Direct characterization of planar waveguide modes by Fourier plane fluorescence leakage radiation microscopy
在这封信中，泄漏辐射显微镜（LRM）扩展到表征平面波导模式（WMs），而不是表面等离子体激元（SPPs）利用WMs和荧光发射之间的耦合。从荧光LRM的傅里叶平面像可以同时快速地导出同一平面波导中不同波长的传输常数。数值模拟计算了这些模式的传播常数，与实验结果一致。我们的实验提供了一个简单而高效的方法来表征平面波导。
2011-09-21 physics.optics
High-precision measurement of a propagation loss of single-mode optical waveguides on lithium niobate on insulator
我们展示了通过光学图案化结合化学机械抛光在绝缘体上的钛酸锂（LNOI）上制作单模光波导。所制造的LNOI波导具有约2.5微米（半峰全宽）的模场尺寸的几乎对称的模分布。我们开发了一种高精度的测量方法，通过该方法，单模波导的特征在于具有~0.042 dB/cm的传播损耗。
2019-06-08 physics.app-ph physics.optics
Ultrafast pulse propagation time-domain dynamics in dispersive one-dimensional photonic waveguides
本文针对色散集成波导中超快脉冲传播的时域性能问题，提出一种优化一维光栅波导结构参数的设计方法，并通过SOI平台实验验证，实现了峰值功率提升2.78倍和脉冲展宽降低24%。
2024-10-18 physics.optics
Harmonic oscillations and their switching in elliptical optical waveguide arrays
本文研究了椭圆光波导阵列中的谐波振荡，其中相邻波导之间的耦合按照Kac矩阵变化，使得传播常数本征值可以取等间隔值。结果，当传播常数中施加线性梯度时，获得长寿命布洛赫振荡（BO）和偶极振荡（DO）。此外，我们通过斜升梯度轮廓实现了从DO到BO的切换，反之亦然。通过场演化分析研究了各种光学振荡及其开关，并通过哈密顿光学证实了这一点。传播常数中的等间隔特征值允许在传输图像、光信号的切换和路由中的可行应用。
2011-02-02 physics.optics
Soliton pulse propagation in the presence of disorder-induced multiple scattering in photonic crystal waveguides
我们引入了一种新的耦合模理论来模拟反向传播布洛赫模的非线性薛定谔方程，其中包括无序诱导的多重散射对光子晶体波导中非线性孤立子传播的影响。我们还推导出子单元格耦合系数，并使用这些引入一个广义的长度尺度与每个耦合效应。特别是，我们定义了一个多重散射的长度尺度，量化的空间范围的无序诱导腔模式。我们的数值模拟的非线性脉冲传播是在良好的定性协议与最近的实验，并提供洞察如何无序抑制孤子传播和其他非线性传播效应在光子晶体波导。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct characterization of plasmonic slot waveguides and nanocouplers
我们演示了使用振幅和相位分辨近场映射直接表征等离子体波导槽模式的传播和激发与纳米耦合器在电信波长范围内。我们测量模式的传播长度，有效折射率和场分布，并直接评估各种耦合器配置的相对耦合效率。我们报告26倍和15倍的改进，在耦合效率与两个串联连接的偶极和修改领结天线，分别相比，短路波导终端。
2016-09-20 physics.optics
Continuous supersymmetric transformations in optical waveguides
我们引入连续超对称变换来操纵光波导系统中的模态内容，提供了一种系统的方法来设计高效和鲁棒的集成器件，如锥形波导，单波导模式滤波器，分束器和干涉仪。这些变换通过沿着传播方向平滑地修改横向折射率分布来连接超伙伴分布，并且如果修改被精确地执行，则横向电模式演变以适应它们的形状和传播常数，而不耦合到其他引导或辐射模式。数值模拟表明，非常高的结晶度获得了广泛的设备长度和光的波长。
2018-06-01 physics.optics
Propagation of Strongly Hybridized Edge Modes in Plasmonic Waveguides
在我们的工作中，我们研究了纳米级混合等离子体波导中光模的传播。基于频域麦克斯韦方程组的模拟实现了三维混合模式的特性研究。我们的分析结果被应用于设计一个先进的混合波导有用的特性。这里演示了如何将两个边缘等离子体激元与波导模式耦合，以形成针对电光晶体管（调制器）领域应用进行良好调谐的混合波导。边缘等离子体激元的混合偏振态允许它们与水平偏振（TE）光学模式（这对于通常的表面等离子体激元是不可能的）耦合，并为偏振无关等离子体激元调制器开辟了道路。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Extension of Marcatili's analytical approach for rectangular silicon optical waveguides
马卡蒂利著名的近似解析描述光传播通过矩形介质波导，发表于1969年，给出了准确的结果，为低折射率对比波导。然而，光子集成电路技术已经发展到高折射率对比度（HIC）波导。在本文中，我们改进了马卡蒂里的模型，通过调整的电磁场分量的振幅在他的描述。我们发现，Marcatili的本征值方程的传播常数也适用于HIC波导。我们的改进方法显示出更好的协议与严格的数值模拟，特别是对于HIC波导的情况下。我们还推导出明确的表达式的有效群指数和传播常数的外力的影响。此外，用我们的方法观察和研究了避免模式交叉的现象。
2015-04-12 physics.optics
Diodelike asymmetric transmission in hybrid plasmonic waveguides via breaking polarization symmetry
控制纳米光子波导中光的非对称传播的能力对于光通信和片上信号处理至关重要。然而，在大多数研究到目前为止，这种结构的设计一直是基于非对称模式转换，其中涉及多模波导。在这里，我们提出了一种混合等离子体激元结构，通过打破单模波导中的偏振对称性来执行光学二极管行为。所利用的物理机制是基于偏振旋转和偏振选择的组合。整个器件的尺寸为2.95*14.18 μm2，比以前提出的具有类似功能的器件小得多。在λ = 1550 nm处，前向和后向传播的消光比均大于11.8 dB（前向传播为19.43 dB，后向传播为11.8 dB）。器件的工作带宽为70 nm（1510 ~ 1580 nm），消光比> 10 dB。这些结果可能会发现重要的应用在集成器件中的极化处理或单向传播是必需的。
2017-02-12 physics.optics
Fabrication and study of femtosecond laser micromachined few-mode elliptical core waveguides
Sri Sathya Sai Institute of Higher Learning（斯里·萨蒂亚·赛高等学习学院）
本文通过参数优化研究了飞秒激光微加工的椭圆芯波导，发现其传播特性与传统圆形芯波导不同，实现了低损耗的透明波导。
2026-03-24 physics.optics
Observation of the Wannier-Stark ladder in plasmonic waveguide arrays
渐逝耦合波导是研究紧束缚系统中波动力学的一个强有力的平台。在这里，我们调查的表面等离子体激元的传播介质加载的表面等离子体激元波导阵列的传播常数梯度作为一个有效的外部电位。使用泄漏辐射显微镜，我们观察到在实空间中的单站点激发的波包的周期性呼吸和振荡运动的情况下，高斯激发的多个波导。相应的动量分辨谱由等间距的模组成。我们解释这些观察作为等离子体类似物的布洛赫振荡和Wannier-Stark阶梯，分别。
2022-03-18 physics.optics
Efficient Type II Second Harmonic Generation in an Indium Gallium Phosphide on insulator wire waveguide aligned with a crystallographic axis
我们从理论和实验上研究了III-V族绝缘体线波导中的II类二次谐波产生。我们表明，传播方向起着至关重要的作用，并且可以利用纵向场分量进行稳健且高效的转换。我们预测，最大的理论转换是大于I型二次谐波产生类似的波导尺寸，并达到12%/W的实验转换效率，由传播损耗的限制。
2020-12-21 physics.optics
Complex modes in an open lossless periodic waveguide
在主传播方向上具有周期性的开放周期性波导的导模是限制在波导芯周围的布洛赫模，在横向方向上没有辐射损耗。一些导模可以具有复传播常数，即复布洛赫波数，即使当周期性波导是无损的（没有吸收损耗）时。这些所谓的复模是当波导具有不连续性和缺陷时可以由入射波激发的物理解。我们表明，复杂的模式在一个开放的介质周期波导形成带，和带的端点可以被归类为少数情况下，包括极值的色散曲线的规则导模，束缚态的连续，简并复杂的模式，和特殊的衍射解决方案与闪耀的属性。本文的研究不仅加深了对周期波导的理论理解，而且对实际应用有一定的指导意义。
2020-08-17 physics.optics
Band Edge Effects and Normal Mode Propagation in Waveguide Magnetophotonic Crystals
研究了脊形波导磁光子晶体的带边现象。简正模分析用于研究近带边缘和布拉格中心波长群速度及其与偏振的关系。在（111）钆镓石榴石（GGG）衬底上的液相外延（LPE）BiLuIG膜上通过聚焦离子束铣削图案化的布拉格光栅中观察到与输入的大偏振偏离。在光子晶体中的光谱响应的传输矩阵分析允许从测量的透射率和偏振旋转确定椭圆偏振的正常模式的相位。与非双折射法拉第旋转器不同，在偏振旋转和法向模相位差之间存在非线性关系。在带边附近和谐振腔中心波长处，发现左右椭圆偏振的简正模之间存在较大的相位差和光学慢化。分析和比较了这两种系统的驻波光子捕获和光学慢化。
2006-07-18 physics.optics
Propagation of pulse fluctuations of multimode sources in optical fibers and waveguides with arbitrary chromatic dispersion
ITEAM Research Institute, Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学 ITEAM 研究所）
该研究将Marcuse分析扩展至任意色散等条件，发现长光纤中波动取决于群延迟形状，色散下变频拍频至基带，且模式分配噪声随色散增长并主导受限链路。
2026-09-29 physics.optics
All Dielectric Metamaterial Loaded Tunable Plasmonic Waveguide
在这篇文章中，2D等离子体激元波导加载全介质各向异性超材料，由交替层的Si-SiO2，已提出和数值分析。计算了不同脊宽和脊高的通信波长下波导的主要特性，即传播常数、传播长度和归一化模面积。相应的一维结构的波导已被解析求解的各向异性脊作为一个单一的单轴介质与介电张量定义的有效介质理论（EMT）。利用Comsol Multiphysics中的模态分析模块，通过有限元模拟对二维结构进行了数值分析。数值模拟中考虑了EMT和实际多层膜结构。与常规DLSSP波导相比，具有所有电介质超材料的这种结构提供了额外的自由度，即填充因子、Si-SiO2晶胞中Si层的分数，以调谐传播特性。对于不同的填充因子值，已经观察到所有特性的大范围变化。此外，还考虑了第一界面层的影响。虽然全介质超材料已经被应用于光子波导中作为包层，但在等离子体波导中的实现还没有被研究。该器件在深亚波长光学、光子晶体和光电子学等领域有着广阔的应用前景。
2016-12-28 physics.optics
An all-dielectric bowtie waveguide with deep subwavelength mode confinement
为了满足未来光子集成电路的尺寸和功率要求，一种有效的方法是将光子器件封装。表面等离子体激元（SPP）是亚波长模式限制的最有前途的候选材料之一，然而，基于SPP的结构不可避免地受到高传输损耗的影响。在这里，我们报告了一个全介质蝴蝶结（ADB）波导由两个相同的硅楔嵌入在二氧化硅包层与纳米间隙。由于连续的狭缝和反狭缝效应，间隙表现为“电容式”能量存储，使得ADB波导具有与最近报道的混合等离子体激元波导相似甚至更小的模式面积。更重要的是，ADB波导支持准TM本征模，由于没有金属成分，因此基本上是无损的。这使得我们的ADB波导与等离子体波导相比在传输长度上有了本质的发展。ADB波导与半导体制造技术完全兼容，并且可以产生真正的纳米级基于半导体的光子学。
2017-06-30 physics.optics
Waveguide propagation of light in polymer porous films filled with nematic liquid crystals
假设有效径向光学各向异性是双轴的，我们从理论上分析了光在填充有液晶的聚合物基体的圆柱形孔中传播的波导机制。从数值分析的色散关系，波导模式被发现是敏感的各向异性的场致变化。实验研究了在聚合物多孔聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜中填充液晶5CB的电光特性，并将实验结果与理论研究结果进行了比较。
2019-01-17 cond-mat.soft physics.optics
On the theory of coupled modes in optical cavity-waveguide structures
光在耦合到波导的光腔系统中的传播可以方便地用称为（时间）耦合模理论（CMT）的一般速率方程模型来描述。我们提出了一种替代的推导CMT的光腔波导结构，这明确依赖于治疗的腔模式作为准正规模式的属性是明显不同的模式在波导中。这两个家庭的模式耦合通过场等效原理提供一个物理上有吸引力的，但令人惊讶的准确描述光在耦合系统中的传播。理论的实际应用说明使用示例计算在一个和两个维度。
2017-01-11 physics.optics
Gain-assisted slow to superluminal group velocity manipulation in nano-waveguides
我们研究了亚波长波导中的能量传播，并证明了先前提出的用于损耗补偿的材料增益机制也是在纳米尺度上操纵电磁脉冲的色散和传播特性的有力工具。我们从理论上表明，在有损纳米波导的群速度可以控制从慢超光速值的材料增益和波导的几何形状，并制定了相关的物理分析描述。我们利用发达的形式主义表明，增益辅助色散管理可以用来控制之间的过渡“光子漏斗”和“光子压缩机”制度在锥形纳米波导。亚波长结构中群速度的强调制现象可以在不同几何形状的波导中实现，并且存在于体模和面模中。
2006-08-12 physics.optics
Modal Analysis of Gyrotropic Waveguides
National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）；Advanced Science Research Center, City University of New York（纽约市立大学高级科学研究中心）；Institute of Theoretical Solid State Physics, Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院理论固体物理研究所）；Institute of Nanotechnology, Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院纳米技术研究所）
本文提出两种全波方法用于分析各向同性波导的模式，验证了其精度和性能，并展示了在磁偏置下计算铁氧体棒复传播常数的应用。
2026-01-04 physics.optics
Meta-material photonic funnels for sub-diffraction light compression and propagation
我们提出的波导与光子晶体核心，支持在亚波长区域的模式结构类似的电信光纤中的能量传播。我们设计了近，中，远红外频率的超材料，并证明了有效的能量转移到和从小于1/25的波长的区域。示出了正折射率和负折射率光透射。我们的方法，虽然在这里展示了一些特定频率的圆形波导，很容易从光学到IR到THz频率范围，并可以实现在各种波导几何形状。我们的设计可用于超高密度能量聚焦，纳米分辨率传感，近场显微镜和高速全光计算。
2005-12-21 physics.optics
On the Influence of Earth's Rotation on Light Propagation in Waveguides
我们分析了地球的旋转（包括围绕自己的轴和围绕太阳）的光在光学介质中的传播的影响。这是使用几何光学和微扰计算的基础上麦克斯韦方程组在旋转坐标系中的平坦时空。特别考虑光在圆柱形阶跃波导中的传播，计算了对电磁模式的一阶修正。计算表明，地球自转引起弱模耦合，产生边带，并计算了边带的振幅。这里导出的色散关系的校正允许评估由于地球自转的光传播的各向异性。这个结果的线性化被认为是同意从几何光学的一个简单的公式数值。
2019-11-27 gr-qc physics.optics
TE-Polarized Surface Plasmon Polaritons (SPPs) in Nonlinear Multi-layer Graphene-Based Waveguides: An Analytical Model
本文提出了一个分析模型，用于研究非线性多层石墨烯基波导中的横电（TE）表面等离子体激元（SPP）。每个石墨烯片位于两个不同的克尔型层之间。作为一般的特殊情况下，建议的结构，两个新的非线性石墨烯基波导的介绍和研究。结果表明，这些典型结构的传输特性是可调的化学势和非线性系数。在61 THz的频率下，对于0.15 ev的化学势和0.8的第二结构的非线性比，获得了大的有效折射率值，即neff=82。本研究提出了一种新的平台，在石墨烯等离子体，可用于创新的太赫兹器件的设计。
2021-07-04 physics.optics
Slow Light in a Bragg Waveguide
从慢光问题的角度研究了一维缺陷光子晶体（布拉格波导）。计算表明，在TiO $_2$基布拉格波导中，对于纳秒量级的脉冲，可以获得$\sim$ 1000的群折射率和$\sim$ 3 mm的空间衰减长度。对于不超过10的相对脉冲延迟，由于群折射率色散引起的脉冲失真被证明是可接受的。我们还分析了光脉冲在布拉格波导中的传播与内部的量子阱，并提供参数显示达到$\sim$ 10000的群指数的可能性。据我们所知，迄今为止还没有进行过与慢光问题有关的布拉格波导中脉冲传播的分析。我们仍然非常感谢任何有关这类研究的信息。
2008-11-06 physics.optics
Analytical solution of the fundamental waveguide mode of one-dimensional transmission grating for TM polarization
本文给出了横向磁（TM）偏振下$1$ D金属介质光栅基模波导有效折射率的解析解。与已有的超越方程数值解不同，本文证明了$1$ D光栅基模的有效折射率（$n_{Eff}$）的平方与狭缝宽度（$w$）和脊材料的折射率（$n_m$）成反比，并随入射波长（$λ$）线性变化.此外，还证明了$n_{Eff}$对光栅周期（$P$）和入射角（$θ$）的依赖性最小。使用本文中提出的解决方案获得的结果与已发表的数据之间的一致性非常好。
2015-06-03 physics.optics
