On the giant enhancement of light in plasmonic or all-dielectric gratings comprising nano-voids
我们报告了在高折射率电介质材料中制成的浅纳米沟槽内产生巨大光场增强的可能性，因为共振行为让人想起我们用亚波长等离子体腔得到的。高品质因数通过模态分析进行解释，并可以调整适当的设计规则。这里模拟的薄介电空隙光栅可以是用于化学传感的基于等离子体激元的设备的相关替代方案，或者可以通过采用弱吸收材料来用作有效的波长选择性光吸收体。
2018-10-31 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
All-fiber all-normal-dispersion femtosecond laser with nonlinear multimodal interference based saturable absorber
在这封信中，我们展示了第一个全光纤全正常色散掺镱振荡器与非线性多模干涉为基础的可饱和吸收体能够产生超短耗散孤子脉冲。除了用作可饱和吸收体之外，在单模光纤之间使用多模光纤段还确保了通过获得耗散孤子锁模所必需的多模干涉再成像的带通滤波。该振荡器产生了平均功率为5.8 mW、脉宽为5 ps、重复频率为44.25 MHz的1030 nm耗散孤子脉冲。脉冲通过外部光栅压缩器去啁啾到276 fs。全光纤腔体设计确保了高稳定性，射频频谱中测得$\sim$ 70 dB边带抑制。数值模拟进行调查腔动力学和获得的结果与实验观察相匹配。该腔为实现全光纤耗散孤子锁模提供了一种简单、低成本的方法。
2018-01-17 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
Resonant metamaterial absorbers for infrared spectral filtering: quasimodal analysis, design, fabrication and characterization
本文对金属-绝缘体-金属（MIM）基超材料在远红外波段的模态进行了分析。这些结构可以用作共振反射带切光谱滤波器，其独立于偏振和入射方向，因为准模式（与复频率相关联的模式）的激发导致准全吸收。我们制作了大面积的样品上的Si/Cr层沉积在硅衬底上的铬纳米棒光栅和测量傅里叶变换分光光度法显示出良好的协议与有限元模拟。准模态展开方法的开发，以获得降阶模型，适合非常好的全波模拟，并突出了激发条件的模式。
2014-02-03 physics.optics
One- and two-dimensional photo-imprinted diffraction gratings for manipulating terahertz waves
基于含有金属结构的人造材料的新兴技术通过滤波器，吸收器和偏振器等组件提出了前所未有的太赫兹波控制前景。这些器件的功能性由于其金属或极化激元组成的性质而是静态的，尽管可以通过并入电偏置半导体来实现一定程度的可调谐性。在这里，我们展示了一个光子结构的金属掩模的光学图像投影到薄GaAs衬底上使用飞秒脉冲激光源。我们表明，由此产生的高对比度图案的光激发载流子可以创建衍射元件的传输操作。随着金属掩模被数字光刻设备所取代，我们的光压印光子结构提供了一条通往具有可重构功能的太赫兹组件的路线。
2014-05-31 physics.optics
Mode Control and Dynamic Population Gratings in Quantum-Dot Lasers
King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
本研究提出利用动态人口光栅实现量子点激光器的单模操作，展示了其在高调谐范围和抗反馈性能上的优势，为片上光子系统提供了新的解决方案。
2025-12-10 physics.optics
Low-Loss All-Fiber Mode Permuter Design Exploiting Propagation Constant Engineering and Cascaded Bragg Gratings
针对D=12模式渐变折射率光纤链路，提出基于光纤布拉格光栅的阶跃折射率与自由形式优化两种全光纤模式置换器，显著降低C波段损耗及链路群时延扩展。
2025-05-10 physics.optics
Plasmonic Parametric Absorbers
利用等离子体参数共振（PPR）的动力学，我们介绍了等离子体参数吸收体（PPA）的理论。PPA思想的关键见解是，在PPR过程中，泵浦场的消光率强烈依赖于泵浦本身的强度，产生两种不同的机制：一种是在低强度照明下的弱吸收，另一种是在达到或超过参数共振阈值时的强吸收。由于这种反饱和吸收行为，PPA是光限幅应用的有希望的候选者。
2018-11-28 physics.optics
Experimental realization of transverse mode conversion using optically induced transient long-period gratings
本文介绍了利用光致长周期光栅实现光纤横模转换的实验。瞬态光栅由飞秒激光脉冲产生，利用克尔效应将多模干涉产生的强度图案转换为空间折射率调制。由于这些调制仅在泵浦光存在时才存在，因此它们可用于横模的光开关。由于一次只写入光栅的局部部分，并且探测光束与泵浦光束共同传播，所需的脉冲能量可以降低到120nJ，这比以前的准连续波实验低约600倍。伴随的数值模拟可以更好地理解所涉及的影响，并显示出良好的协议的实验结果。
2014-09-05 physics.optics
Enhanced light absorption in Tamm metasurface with a bound state in the continuum
本文提出在光子晶体基底上的锗光栅中利用连续域束缚态实现光学Tamm态，在临界耦合下达到100%光吸收，适用于telecom波长下的正入射与斜入射。
2023-01-11 physics.optics
Metasurface Broadband Solar Absorber
我们展示了一种基于金属超颖表面架构的宽带、偏振无关、全方位吸收器，它在太阳光谱的可见光和近红外范围内实现了超过90%的吸收率，并在中红外和远红外波长处表现出低发射率。超颖表面太阳能吸收器的复杂单元电池由八对金纳米谐振器组成，这些谐振器通过薄的二氧化硅间隔物与金接地层分开。我们的实验测量揭示了高性能的吸收在很宽的入射角范围内的s-和p-偏振。我们还研究了数值的频率依赖的场和电流分布，以阐明如何发生的吸收内的超颖表面结构。此外，我们讨论了我们的超颖表面吸收器设计的潜在用途，利用耐高温等离子体材料在太阳能热光子学。
2015-09-22 physics.optics
Design optimization of passively mode-locked semiconductor lasers with intracavity grating spectral filters
我们考虑采用腔内光栅光谱滤波器的被动锁模两段式半导体激光器的设计优化。我们的目标是开发一种方法，找到最佳的波长位置的过滤器，以最大限度地提高该地区的稳定锁模作为一个功能的驱动电流和反向偏置的吸收部分。为了解释激光器两个部分中的材料色散，我们使用增益和吸收作为载流子密度和频率的函数的解析近似。拟合测量的增益和吸收曲线，然后提供输入的基础上的锁模激光器的大信号精确延迟微分模型的数值模拟。我们展示了如何为每个值的驱动电流和反向偏置电压的一组独特的模型参数可以选择的基础上的净增益沿分支的模型的稳态解的变化。我们证明了这种方法的有效性，通过展示数值模拟和测量的两部分法布里-珀罗激光器的电流-电压相空间之间的定性协议。然后，我们展示了如何适应这种方法，以确定一个最佳位置的光谱滤波器在一个名义上的设备具有相同的材料成分，基于目标锁定范围，并占模式的选择性的过滤器。
2014-05-29 physics.optics
Cladding mode coupling in highly localized fiber Bragg gratings: modal properties and transmission spectra
横向非均匀折射率光纤光栅的光谱特性与横向均匀折射率光纤光栅的光谱特性有很大的不同。研究了聚焦超短脉冲记录的非均匀和非对称光纤光栅的透射谱。这种FBG的包层模式谐振可以跨越频谱中的整个倍频程，并且非常明显（比20dB更深）。使用耦合模式的方法，我们计算的共振耦合的强度，发现更高的方位角阶的包层模式的耦合是非常敏感的修改在核心中的位置。利用这些特性可以精确控制这种反射，并可能导致许多新的传感应用。
2010-11-11 physics.optics
Flexible generation conversion and exchange of fiber guided orbital angular momentum modes using helical gratings
利用螺旋光栅，我们提出并模拟了光纤引导的轨道角动量模的灵活产生、转换和交换。HG可以实现OAM模式的产生，以及在光纤中引导的两个任意模式之间的OAM转换。一个特定的HG可以交换一对OAM模式的OAM状态，即OAM交换。此外，法布里-珀罗腔与两个相同的反射型HG级联可以反射具有梳状谱的转换的OAM模式。基于HGs的OAM模式的产生转换和交换依赖于螺旋周期、取向和螺旋条纹的折叠数。所提出的方法的产生，转换，和交换的光纤引导的OAM模式使用HG是灵活的，以及与OAM光纤兼容，具有接近100%的高转换效率和转换带宽约10 nm的透射光谱，而小于1 nm的反射光谱。
2019-12-08 physics.optics
Hybrid Graphene-Plasmon Gratings
本文分析了高度受限的Graphene plasmons的激发及其与gratings的强耦合，展示了这些hybrid systems在高效调控light-matter interaction方面的灵活性，为实现多种实际emerging applications提供了新途径。
2023-06-18 physics.app-ph physics.optics
Spoof polariton enhanced modal density of states in planar nanostructured metallic cavities
纳米结构金属表面上的欺骗表面模式已知具有依赖于周期性图案的几何特征的可定制的色散。在这里，我们研究欺骗等离子体激元色散的隔离光栅和光栅平面镜腔配置。利用散射矩阵方法得到了腔中的欺骗极化激元色散，并引入了相关的微分模态密度，得到了模式色散并对腔极化激元模式进行了分类。光栅镜腔几何形状是平面接地平面上方的周期性纳米结构金属的示例。这里讨论的属性是相关的应用范围从薄的电磁完美吸收近场辐射传热。
2014-05-16 physics.optics quant-ph
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
Resolving Complex Subwavelength Grating Structures Using Topologically Structured Light
University of Southampton（南安普顿大学）
利用超 oscillatory 光照技术，单次测量可将亚波长光栅特征尺寸分辨率提升至约λ/7，位置偏移多帧测量可降至约λ/10.�，且复杂物体因干涉效应更易被分辨。
2025-09-26 physics.optics
Material-structure integrated design for ultra-broadband microwave metamaterial absorber
提出了一种基于遗传算法和仿真平台相结合的介质超材料宽带吸收材料-结构一体化设计方法。通过数值模拟和实验研究，实现了一种具有5.3 ~ 18 GHz超宽带吸收（相对带宽高达109%）的多层超材料吸收体。此外，仿真结果表明，所提出的超材料具有良好的入射角和偏振容忍度，这也是实际应用的重要标准。通过理论计算和数值模拟研究其工作原理，发现四分之一波长干涉相消、欺骗表面等离子体激元模式、介质谐振模式和光栅模式等多种谐振模式的融合是产生超宽带吸收的主要原因。通过对材料和结构各自贡献的分析表明，材料和结构在激发不同的共振模式中起着不可或缺的作用，材料和结构的和谐是提供理想目标性能的必要条件。材料-结构一体化设计思想突出了材料与结构耦合的优越性，为介质超材料提供了一种有效的综合优化策略。
2021-07-20 physics.app-ph physics.optics
Optical, Thermal, and Electrical Analysis of Perovskite Solar Cell with Grated CdS and Embedded Plasmonic Au Nanoparticles
本文提出在钙钛矿太阳能电池中引入光栅化CdS电子传输层和等离激元Au NPs，通过增强光吸收和降低复合显著提升短路电流密度与转换效率，并分析了其热学影响。
2023-09-18 physics.app-ph physics.optics
Double tunable metamaterial perfect absorber
本文仿真研究了一种红外双可调超材料吸收器，通过温度控制VO2电导率（200 S/m至2*105 S/m）连续调节吸收峰强度，并利用横向电场使PZT压电结构弯曲以精确改变吸收器形状和吸收峰。
2024-01-07 physics.app-ph physics.optics
Design and Analysis of a Vanadium Dioxide-Based Ultra-Broadband Terahertz Metamaterial Absorber
本文设计并分析了一种基于VO2的超宽带太赫兹超材料吸收体，利用VO2相变实现动态调控，平均吸收率达98.15%，带宽5.38 THz，具有偏振不敏感和结构简单的优势。
2025-08-07 cs.SY eess.SY physics.app-ph
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
Terahertz frequency combs exploiting an on-chip solution processed graphene-quantum cascade laser coupled-cavity architecture
在太赫兹（THz）频率下设计具有超宽增益谱和群速度色散完全补偿的量子级联激光器（QCL）的能力是设计远红外单片和小型化光学频率梳合成器（FCS）的基本需求。在THz QCL四波混频中，由子带间增益介质的固有三阶极化率驱动，自锁相位中的光学模式，允许稳定的梳状操作，尽管在有限的动态范围内（约20%的激光器操作范围）。在这里，我们设计了小型化的THz FCS，其包括与紧密耦合的片上溶液处理的石墨烯可饱和吸收体反射器集成的异质THz QCL，即使在四波混频不再提供色散补偿时，该反射器也能保持激光模式之间的相位相干性。这使得高功率（8 mW）FCS具有超过90个光学模式，超过55%的激光器工作范围。此外，稳定的注入锁定显示，铺平了道路，影响一些关键的应用，包括高精度可调宽带光谱和量子计量学。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Ultra-broad band perfect absorption realized by phonon-photon resonance in periodic polar dielectric material based pyramid structure
本研究提出基于SiC金字塔光栅的中红外超宽带完美吸收体，利用表面声子共振与结构几何调控拓宽吸收带，实现全向偏振不敏感特性，可用于气象传感器。
2023-08-25 physics.app-ph physics.optics
OAM Light Demultiplexing from an Intensity Profile using Orthogonality Restoration of Pair Modes
Incheon National University（仁川国立大学）
本文提出了一种基于OAM双模态正交性归一化的解复用方法，能够在单强度剖面下实现OAM多通道通信系统的解复用，无需额外光学结构，提高了通信效率和准确性。
2026-07-13 physics.app-ph physics.optics
Dynamic modulation of dual-band nonreciprocal radiation in a graphene-Weyl semimetal plasmonic structure
该研究提出石墨烯-Weyl半金属混合等离激元结构，通过光栅几何参数和石墨烯费米能级实现双波段非互易辐射的稳健调控与动态波长调谐。
2025-03-13 physics.app-ph physics.optics
