Dyakonov-Tamm waves guided jointly by an ordinary, isotropic, homogeneous, dielectric material and a hyperbolic, dielectric, structurally chiral material
普通的、各向同性的、均匀的电介质材料和双曲线的、电介质的、结构手性材料的平面界面可以支持一个或多个Dyakonov-Tamm波在界面平面中以指定频率并沿着指定方向的传播。当多个Dyakonov-Tamm波可以存在时，它们在相速度，传播长度，界面局部化程度以及相关电磁场的空间分布方面不同。各向同性的伙伴材料的相对介电常数标量的依赖性表明利用光学传感的分析物。
2014-03-19 physics.optics
Surface plasmon polariton propagation around bends at a metal-dielectric interface
我们从理论上分析了表面等离子体激元的传播与一个有限的弯曲半径的金属角落，使用一维模型类似于从一个有限深的势阱的散射。我们得到的能量反射和透射系数在短波长的限制，以及上限的透射率的表达式。在某些情况下，我们发现，在非平面界面上的传播可能会导致比平坦表面上的损耗更低，与预期相反。此外，我们还发现，最大透射率非单调地依赖于弯曲半径，允许增加的透射率与半径减小。
2004-06-29 physics.optics
Electromagnetic wave propagation in spatially homogeneous yet smoothly time-varying dielectric media
我们在经典电动力学的框架内，探讨电磁波通过空间均匀但平滑的时间依赖性介质的传播和变换。通过将在有限周期τ内发生的平滑过渡建模为介电常数的唯象现实和S形变化，推导出了麦克斯韦方程组关于电位移的超几何函数的解析精确解。使用这种解决方案，我们显示的可能性，放大和衰减的波，并将其与随时间变化的介电常数的减少和增加。此外，我们证明，这种波和非平稳介质之间的能量交换导致的变换（或转换）的频率。我们的研究结果可能为在时变结构中实现可控的光-物质相互作用铺平道路。
2015-11-18 physics.optics
Dynamics of light propagation in spatiotemporal dielectric structures
本文利用两分量、高度对称的麦克斯韦方程组，研究了线偏振平面波和任意短电磁脉冲在具有任意时空折射率的一维无色散介质中的传播、透射和反射特性。避免使用任何缓慢变化的振幅近似。传递矩阵的尖锐的非平稳接口明确计算，连同所有的二次波的振幅产生的散射。时变多层膜结构和时空透镜在不同的配置进行了研究分析和数值在一个统一的方法。报道了几种新的效应，如脉冲压缩，展宽和脉冲的时空透镜的光谱操纵，和禁止的频率间隙的关闭与随后的开放的波数带隙在广义布拉格反射器。
2007-05-10 physics.optics
The effect of the geometrical optical phase on the propagation of Hermite-Gaussian beams through transversal and parallel dielectric blocks
当光束传播通过电介质块时，其光学相位负责光束的路径。特别地，几何部分的一阶泰勒展开再现了由斯涅耳和反射定律预测的路径，而菲涅耳相位的一阶展开导致古斯-Haenchen移位。本文分析了几何相位的二阶泰勒展开对光束形状的影响，并说明了它是如何影响厄米-高斯光束的横向对称性的。从透射光束的解析表达式，可以确定在哪个横向和平行介质块配置中横向对称性破缺最大化或者对称性何时恢复。我们还讨论了轴向扩展延迟。
2019-01-22 physics.optics
Correlation length and negative phase velocity in isotropic dielectric-magnetic materials
使用长波长近似下的二阶强性质涨落理论，将包括两种不同的各向同性介电-磁性材料的随机分布的球形颗粒的复合材料均匀化。而两种组成材料本身都不支持负相速度（NPV）的平面波传播，均匀化复合材料（HCM）可以。HCM支持NPV传播的倾向对组成材料颗粒的分布统计敏感，其特征在于两点协方差函数及其相关的相关长度。净现值传播的范围随着相关长度的增加而减小。
2006-05-19 physics.optics
Evolution of surface-plasmon-polariton and Dyakonov-Tamm waves with the ambichirality of a partnering dielectric material
各向同性均质金属和双手性介质材料的平面界面可以引导表面等离子体激元波。各向同性的均匀介质材料和双手性介质材料的平面界面可以引导Dyakonov-Tamm波。在任何一种情况下，我们发现，作为ambichiral伙伴材料演变成一个精细的手征材料，表面波传播的色散方程的解决方案表明收敛。相速较大的表面波比相速较小的表面波收敛得快。
2014-05-20 physics.optics
Propagation of the surface plasmon polaritons through gradient index and periodic structures
本文研究了表面电磁波在金属表面上的传播。我们表明，强烈的辐射损耗典型的表面波散射时，可以大大抑制单一的介电步骤被取代的梯度折射率或周期性的层状结构。
2010-04-01 physics.optics
A new condition to identify isotropic dielectric-magnetic materials displaying negative phase velocity
推导出表征各向同性介电-磁性材料呈现负相速度的新条件，并证明了该条件与先前推导出的条件的等价性。
2003-11-06 physics.optics
Theory of Dyakonov-Tamm waves at the planar interface of a sculptured nematic thin film and an isotropic dielectric material
为了确定表面波在各向同性介质材料与周期性非均匀雕塑介质薄膜（SNTF）的平面界面上传播的条件，我们建立了一个边值问题，得到了色散方程，并进行了数值求解，得到的表面波为Dyakonov-Tamm波。由于SNTF的周期性非均匀性，由Dyakonov-Tamm波的传播方向形成的角域可以非常宽（甚至宽到允许在界面平面中的每个方向上传播）。搜索Dyakonov-Tamm波是，在目前的时间，最有前途的路线采取的实验验证的表面波传播的界面引导的两种介电材料，其中至少有一个是各向异性的。这也将有助于实现这种表面波用于光学感测渗透两种介电材料中的一种或两种的各种类型的分析物的潜力。
2009-02-14 physics.optics
Generalized 4 $\times$ 4 Matrix Formalism for Light Propagation in Anisotropic Stratified Media: Study of Surface Phonon Polaritons in Polar Dielectric Heterostructures
本文提出了一种广义的4 $\times$ 4矩阵形式来描述光在双折射分层介质中的传播。与以前的工作相比，我们的算法能够处理任意各向异性或各向同性，吸收或非吸收材料，是免费的不连续的解决方案。我们计算的反射和透射系数，并推导出方程的电场分布的任何数量的层。该算法是容易理解的，并且可以直接在计算机程序中实现。为了证明该方法的能力，我们计算的反射率，电场分布，和色散曲线的表面声子极化激元激发在奥托几何选定的模型系统，在那里我们观察到几个不同的现象，从临界耦合模式分裂，和表面声子极化激元在双曲介质。
2017-07-03 physics.optics
Diffractionless propagation through Kapitza stratified media
我们表明，在一个快速调制的介电常数与大的调制深度（Kapitza介质）的存在下，一个新的和强大的制度的无衍射电磁传播发生。当介电分布的平均值与深度之比与调制周期和波长之间的小比率相当时，会发生这种情况。我们表明，标准的有效介质理论是不足以描述拟议的制度，它的发生并没有实质性地阻碍介质损失。我们检查所提出的制度的可行性，通过一个大的调制深度的金属-电介质分层介质的亚波长成像特性进行了分析研究。
2012-09-21 physics.optics
Compound surface-plasmon-polariton waves guided by a thin metal layer sandwiched between a homogeneous isotropic dielectric material and a periodically multilayered isotropic dielectric material
固定频率的多个p-和s-偏振复合表面等离子体激元（SPP）波可以由夹在均匀各向同性电介质（HID）材料和周期性多层各向同性电介质（PMLID）材料之间的金属层组成的结构引导。对于任何厚度的金属层，必须存在至少一个复合SPP波。它具有p-极化状态，当金属厚度大时，它强烈地结合到金属/HID界面，但当金属厚度小时，它强烈地结合到金属/电介质界面。当金属层消失时，该复合SPP波转变为Tamm波。取决于金属层的厚度、HID材料的相对介电常数以及PMLID材料的周期和成分，存在额外的复合SPP波。其中一些是p极化的，另一些是s极化的。它们在相速、衰减率和场分布上都不同，尽管它们都可以在相同的频率下激发。当金属层薄时，复合SPP波的数量对HID材料的相对介电常数的多重性和依赖性对于光学感测应用可能是有用的。
2015-06-29 physics.optics
On the sensitivity of directions which support Voigt wave propagation in infiltrated biaxial dielectric materials
研究了多孔双轴介质中Voigt波的传播问题，介质中渗透有折射率为$n_a$的材料。渗透材料被视为一个均匀化的复合材料在长波长的制度和其本构参数估计使用扩展Bruggeman均匀化形式主义。在我们的数值研究中，发现支持VWP的方向随着折射率$n_a$的变化而变化多达每RIU $300^\circ$。实现的灵敏度是严重依赖于折射率$n_a$和多孔双轴材料的各向异性和耗散的程度。构成渗透材料和多孔双轴材料的颗粒的取向、形状和尺寸对所实现的最大灵敏度仅产生次要影响。此外，对于所考虑的参数范围，双轴材料的孔隙度对实现的最大灵敏度几乎没有影响。这些数值结果预示着可能利用VWP的光学传感应用。
2013-12-17 physics.optics
Propagation-based classification of linear magnetoelectric response in dielectrics
Federal University of Itajubá（伊塔朱巴联邦大学）；University of Cape Town（开普敦大学）；Federal University of São João d’el-Rei（圣若昂德尔雷伊联邦大学）
研究电磁波在具有线性铁电响应的均匀电介质中传播的几何光学近似，推导偏振矢量的eikonal方程并获得归一化相速的四次 dispersion 关系，通过分解铁电矩阵的不同部分分类传播效应。
2026-04-21 physics.optics
Electromagnetic confinement via spin-orbit interaction in anisotropic dielectrics
我们研究电磁波在单轴晶体中的传播，其中光轴的方向横向变化，后者与传播方向处处正交。在这样的几何结构中，场不经历折射率梯度，但它获得了横向调制的潘查拉特南-贝里相位，即源自自旋-轨道相互作用的几何相位。我们表明，几何相位与传播的周期性演变产生一个不变的有效潜力。在某些配置中，该几何相位可以提供横向限制和波导。对完整的麦克斯韦方程组的数值模拟的理论研究结果进行了测试和验证。我们的研究结果介绍和说明的作用，几何相位电磁传播的距离远远超过衍射长度，铺平了道路，一个全新的家庭导波和波导不依赖于折射率剪裁。
2017-03-06 physics.optics
Multiple surface-plasmon-polariton waves guided jointly by a metal and a hyperbolic, dielectric, structurally chiral material
金属和双曲电介质结构手性材料的平面界面可以支持在界面平面中以指定频率并沿着指定方向的无表面等离子体激元（SPP）波、一个表面等离子体激元波或多个表面等离子体激元（SPP）波的传播。当多个SPP波可以存在时，它们在相速度、传播长度、到界面的局部化程度以及相关联的电磁场的空间轮廓方面不同。
2014-03-07 physics.optics
All-dielectric nanophotonics: the quest for better materials and fabrication techniques
全介电纳米光子学是纳米光学中一个令人兴奋和迅速发展的领域，它利用高折射率低损耗介电纳米粒子的共振行为来增强纳米尺度上的光-物质相互作用。当一个特定的全介电纳米结构的实验实现是一个问题时，两个关键因素必须集中在焦点上：高折射率材料的选择和制造方法。各种效果的增强程度取决于所选材料的介电响应以及制造精度。在这里，我们概述了可用的高折射率材料和现有的制造技术，实现全介电纳米结构。我们比较所选材料在可见光和红外光谱范围内的散射效率和Q因子的性能。进一步讨论了各种制备全介电纳米结构的方法，并指出了它们的优缺点。我们还提出了一个更好的材料具有更高的折射率和新的制造方法，使低成本制造的光学谐振高折射率纳米粒子的搜索前景。我们希望我们的研究结果对整个纳米光子学领域的研究，特别是对全介电纳米结构的设计有价值。
2017-02-02 physics.optics
Polarization--universal rejection filtering by ambichiral structures made of indefinite dielectric--magnetic materials
一种包括各向异性介电材料片的双手性结构在其基本布拉格状态中抑制一种圆偏振（CP）状态的垂直入射平面波，但不抑制另一种CP状态的垂直入射平面波。然而，如果相同的结构是由介电常数和磁导率不确定的二阶介电常数和磁导率的介电磁性材料制成的，它可以起到极化通用抑制滤波器的作用，因为在每个片中的电磁场相量的四个平面波分量中的两个是正相速度型的，两个是负相速度型的。
2008-01-26 physics.optics
Sub-diffraction light propagation in fibers with anisotropic dielectric cores
我们提出了一个详细的研究，光在波导中的各向异性超材料的核心。我们证明，在传统的光纤相比，我们的结构支持自由空间的传播模式，即使当波导半径远小于波长。我们开发的分析形式主义来描述模式的结构和传播在强各向异性系统和波导边界和材料成分相关的影响进行了研究。
2006-05-04 physics.gen-ph physics.optics
On the Bergman-Milton bounds for the homogenization of dielectric composite materials
Bergman-Milton边界提供了对包括两种各向同性介电材料的复合材料的有效介电常数的限制。这些为由许多常规材料产生的复合材料提供了严格的界限。我们重新考虑伯格曼-米尔顿边界的光最近出现的超材料，在非常规的参数范围内遇到的相对折射率。具体地说，它表明：（a）对于非耗散材料的边界可能是无限的，如果组成材料具有相反的符号的相对电阻率;（b）弱耗散材料的特征在于相对电阻率与相反的符号的实部，边界可能是非常大的。
2006-10-27 physics.optics
Electrical control of surface-wave propagation at the planar interface of a linear electro-optic materials and an isotropic dielectric material
表面波可以在线性电光（EO）材料和各向同性电介质材料的平面界面上传播，对于EO材料的取向角和各向同性材料的折射率的有限范围。这些范围可以通过施加直流电场来控制，并且取决于直流电场的大小和方向。因此，表面波的传播可以通过利用普克尔斯效应来电控制。
2007-11-11 physics.class-ph physics.optics
Compound surface-plasmon-polariton waves guided by a thin metal layer sandwiched between a homogeneous isotropic dielectric material and a structurally chiral material
多个复合表面等离子体激元-极化激元（SPP）波可以通过由夹在均匀各向同性电介质（HID）材料和电介质结构手性材料（SCM）之间的足够厚的金属层组成的结构来引导。当金属层的厚度与趋肤深度相当时，复合SPP波强烈地绑定到两个金属/电介质界面，但当厚度大得多时，复合SPP波仅绑定到两个界面中的一个。复合SPP波在相速度、衰减率和场轮廓方面不同，即使所有都可以在相同的频率下激发。一些复合SPP波在横向平面中传播方向的选择不会受到很大影响，但其他复合SPP波会受到影响，这取决于金属厚度。对于固定的金属厚度，复合SPP波的数量取决于HID材料的相对介电常数，这对于感测应用是有用的。
2015-09-08 physics.optics
Enhanced left/right asymmetry in reflection and transmission due to a periodic multilayer of a topological insulator and an anisotropic dielectric material
反射和透射中的非常弱的左/右不对称性由各向异性介电材料层顶部上的拓扑绝缘体层提供，但是通过使用两种类型材料的周期性多层可以非常显著地增强。这是实现单向太赫兹器件的一个有吸引力的前景，因为这两种类型的材料都可以使用标准的物理气相沉积技术生长。
2020-03-01 physics.optics
Voigt waves in homogenized particulate composites based on isotropic dielectric components
均匀化复合材料（HCM）可以支持一种奇异形式的光传播，称为Voigt波传播，而它们的组成材料则不能。这种现象进行了研究所产生的非耗散各向同性介电元件材料的双轴HCM。这些HCM的双轴性源于构成组分材料的颗粒的定向球形形状。一个扩展版本的Bruggeman均匀化形式主义被用来调查组分颗粒的取向，形状和尺寸，以及体积分数的组成材料，后Voigt波传播的影响。我们的数值研究表明，Voigt波传播的方向是高度敏感的组分颗粒的取向和组分材料的体积分数，但不太敏感的组分颗粒的形状和不太敏感的组分颗粒的尺寸。此外，这种HCM是否支持Voigt波传播完全取决于组分颗粒的尺寸，并且在某些情况下，取决于组分材料的体积分数。
2011-05-05 physics.optics
Second-harmonic generation in Mie-resonant dielectric nanoparticles made of noncentrosymmetric materials
我们发展了一个多极理论的二次谐波产生（SHG）的非中心对称材料制成的介电纳米粒子与体二次非线性。我们具体分析了两种制度的光激发：照明的平面波和单模激发，当激光泵浦驱动的磁偶极子模式。考虑到两类非线性晶体固体（介电钙钛矿材料和III-V族半导体），我们采用对称性的方法来获得选择规则的多极组成的非线性辐射。所开发的描述可用于设计具有可重构辐射特性的高效非线性光学纳米天线。
2019-01-25 physics.optics
Propagation of photons in resting and moving media
光子在介质中的传播可以借助于介质的标量势和矢量势来描述。本文的主要新颖之处在于，矢量势的概念（与介质的速度有关）可以推广到介质的相对论速度。用位置相关的光子波函数描述光子的传播。提出了光子在介质中的质点速度和光子质量的新概念。
2002-07-31 physics.optics
On the Theory of Light Propagation in Crystalline Dielectrics
本文介绍了晶体中光传播的基本理论，给出了微观局部电磁场的新的精确解，揭示了材料内部电磁场的无发散（横向）和无卷曲（纵向）部分随极化原子密度的变化规律。我们的结果使快速和有效的计算的光子带结构和（非本地）介电张量，仅与晶体对称性和原子的个人极化率作为输入。
2017-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
2D materials coupled to hybrid metal-dielectric waveguides for THz technology
在这封信中，我们提出了混合金属-介质波导耦合到二维材料，提供强的光-物质相互作用在太赫兹频率。我们调查的基本传播模式的属性，并表明，在平面内的电场分量的强度是最大化的顶部的介质条上的二维材料沉积。我们的模拟预测100%的调制太赫兹光通过调整费米能级的石墨烯片沉积在一个1毫米长的波导。我们还展示了石墨烯多层膜耦合到这些波导实现太赫兹频率激光的潜力。我们的方法是兼容的CMOS或太赫兹量子级联激光技术。
2018-02-15 physics.optics
Propagation of surface plasmons through planar interface
我们分析了入射到两个平面界面的表面等离子体激元的散射。通过使用由Oulton等人[Phys.Rev.B76，035408（2007）]开发的散射矩阵技术，我们计算了倾斜入射角的透射、反射系数和辐射损耗。我们发现，表面波通过两个表面之间的单一界面的传输可能伴随着10- 40%的等离子体能量的辐射损失。
2010-04-01 physics.optics
Guiding optical flows by photonic crystal slabs made of dielectric cylinders
研究了二维光子晶体中电磁波的传播特性。能带结构采用标准平面波展开法计算，而电磁波的传播和散射采用多次散射理论计算。结果表明，在部分带隙内，波倾向于弯曲远离禁止的方向。这样的属性可以在操纵光流中呈现新的应用。此外，还将讨论与平面光子晶体平板成像的相关性。
2003-12-21 physics.optics
Vector spherical wavefunctions for orthorhombic dielectric-magnetic material with gyrotropic-like magnetoelectric properties
推导了具有类旋致磁电特性的正交介磁材料中时谐电磁场的矢量球波函数的封闭形式。这些波函数被用来制定T矩阵散射的三维物体组成的选定的材料。此外，一个封闭的形式，坐标自由表达的并矢格林函数的选定的材料。表达式确定的奇异性行为将是有用的，制定体积积分方程内的散射所选的材料。利用导出的矢量球波函数，得到了并矢格林函数的双线性展开式。
2012-11-26 physics.optics
Suppression of light propagation in a medium made of randomly arranged dielectric spheres
利用严格的衍射理论研究了光在密集介质球中的传播。它示出了一个实质性的抑制的局部态密度发生在光谱域中的单一成分表现出米氏共振。局域态密度在相关频率下呈指数下降，聚集球的空间延伸呈线性增加。结果表明，一个自我维持的核壳球的随机安排显示出相同的基本特征。这种方法提供了一种易于制造具有全向间隙的光子材料的途径，该光子材料可用于各种应用。
2008-10-22 physics.comp-ph physics.optics
On the application of homogenization formalisms to active dielectric composite materials
应用Maxwell Garnett和Bruggeman公式估计有源介质复合材料的有效介电常数并矢。均匀化复合材料（HCMs）的活性性质来自于其中一种组分材料，其采取InAs/GaAs量子点的形式。假设组分材料的介电常数的实部具有相同的符号，麦克斯韦加内特和布鲁格曼形式主义给出了物理上合理的HCM介电常数并矢的估计，这些估计非常一致。然而，如果组分材料的折射率的实部具有不同的符号，则Bruggeman和Maxwell Garnett估计之间存在实质性差异。此外，这些差异变得巨大-与布鲁格曼估计是物理上难以置信的-作为组成材料的折射率的虚部趋于零。
2009-02-05 physics.optics
Exhibition of circular Bragg phenomenon by hyperbolic, dielectric, structurally chiral materials
介电结构手性材料（SCM）的相对介电常数并矢沿固定方向呈螺旋状变化，因而表现出圆布拉格现象，即光的圆偏振选择性光的反射。在SCM中引入双曲性--通过使相对介电常数并矢的一个或两个但不是所有三个特征值获得负实部-并不能消除圆形布拉格现象，但显着改变了其展览的制度。物理气相沉积技术似乎适合于制造双曲线SCM。
2013-12-08 physics.optics
Excitation of the Uller-Zenneck electromagnetic surface waves in the prism-coupled configuration
提出了一种在均匀各向同性介质材料的平面界面上激发Uller-Zenneck表面电磁波的结构，并进行了理论分析。Uller-Zenneck波是可以存在于两种不同电介质材料的平面界面处的表面波，其中至少一种是有损耗电介质材料。在这项工作中，一个有损耗的电介质材料的平板被采取与无损耗的电介质材料的两侧。通过建立正则边值问题并求解，得到了可能的Uller-Zenneck波和波导模式。由有损耗介质材料的平板引导的Uller-Zenneck波被发现是对称的或反对称的，当该平板的厚度增加时，其转变为波导模式。一个棱镜耦合配置，然后成功地设计激发乌勒-泽内克波。结果表明，对于任意厚度的有耗介质平板，在相同的入射角下都能激发出Uller-Zenneck波，而当平板足够厚时，则能激发出波导模式。在均匀介质和全介质材料的平面界面上激发Uller-Zenneck波，可以为电磁表面波的应用开辟新的途径。
2017-12-18 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
Femtosecond laser pulse train interaction with dielectric materials
利用多尺度模型研究了飞秒微焦耳激光脉冲串与介质材料的相互作用。我们的理论预测与钠钙玻璃中的实验观察直接面对。我们表明，由于低的热导率，一个显着的分数的激光能量可以积累在吸收区。根据脉冲重复率，即使单脉冲能量太低而不能引起显著的材料改性，材料也可以被加热到高温。在我们的模拟中，加热到玻璃化转变温度以上的区域与实验中观察到的永久性材料改性区域非常一致。
2015-08-14 physics.optics
Neighboring Interactions in a Periodic Plasmonic Material for Solar-Thermal Energy Conversion
采用时域有限差分法（FDTD）研究了周期性等离子体超材料中相邻粒子对近单位光吸收率的影响。超材料被构造为位于氧化铝（Al $_2$ O $_3$）介电环境上方的银纳米颗粒（20- 90 nm）。进行颗粒宽度和电介质厚度的全参数扫描。计算结果确定了金属-电介质和金属-空气之间的几个共振，这些共振有可能通过堆叠的几何形状来扩大响应。一个显着的耦合谐振之间的金属-介电谐振和粒子之间的腔谐振被捕获作为电介质厚度的函数。这种耦合谐振在介质厚度为40 nm以下和腔宽为20 nm以上时不明显。此外，当颗粒宽度为晶胞长度的一半时，预测了明显的传播表面等离子体激元共振。
2015-05-14 physics.optics
Dielectric spheres with maximum forward scattering and zero backscattering: A search for their material composition
表现出零后向散射但在前向方向上具有大散射截面的纳米颗粒应该在像太阳能电池的光子器件中作为光衍射元件发挥关键作用。使用米氏理论，我们解决无损介质球，最近报道具有磁介电响应的照明波，并分析其散射截面连同其零向后散射条件。我们发现，有一个最佳的颗粒折射率（m = 2.47），这产生最大的前向散射没有向后光的散射。
2015-11-04 physics.optics
Dipole resonances of non-absorbing dielectric nanospheres in the optical range: approximate explicit conditions for high- and moderate-refractive-index materials
在这项工作中，我们讨论的方式，其中产生的电和磁偶极共振的光散射光谱的非吸收介电纳米球可以准确地近似通过简单的明确的表达式，取决于球的半径，入射波长和相对折射率。我们发现这样的表达式不仅适用于高，而且适用于中等折射率值，从而补充了以前的研究报告的结果。
2021-11-04 physics.optics
All dielectric integrable optical isolators
针对片上光隔离需求，本文提出由磁光材料与平行介质波导构成的五层异质结构，利用 TMOKE 下模式分布的非互易变换并结合亚波长光栅，实现 20 dB 隔离和低插入损耗。
2024-03-01 physics.optics
Electrodynamics of Conductive Oxides: Intensity-dependent anisotropy, reconstruction of the effective dielectric constant, and harmonic generation
研究了线性和非线性两种情况下电磁脉冲在氧化铟锡纳米薄膜中的传播。我们使用的本构关系来重建介质的有效介电常数，并表明，非局部效应诱导额外的吸收共振和各向异性介电响应：纵向和横向的有效介电函数沿传播方向调制不同，并显示不同的ε-近零交叉点的差异，随着强度的增加而增加。我们预测，热载流子诱导的等离子体频率的动态红移和相应的翻译的有效的非线性色散曲线，可用于预测和量化的非线性折射率的变化作为入射激光峰值功率密度的函数。我们的研究结果表明，大的，非线性折射率的变化可以发生，而不需要ε近零模式耦合等离子体共振器。在足够大的激光脉冲强度，我们预测的光学双稳态的发病，而额外的泵浦吸收共振，所产生的纵向振荡的自由电子气体的存在让位于相应的共振在第二和第三谐波光谱。一个真实的传播模型是解开在动力学中起着基础作用的基本物理机制的关键。
2020-03-02 physics.optics
Multifunctional all-dielectric nano-optical systems using collective multipole Mie resonances: Towards on-chip integrated nanophotonics
我们提出了一种分析的光学响应的一类芯片上集成的纳米光子系统，包括全电介质构建块为基础的多功能光操纵单元（LMU）集成量子点（QD）光源。使用构成单个结构单元LMU的电介质构建块（DBB）的偶极和高阶多极模式的集体Mie共振同时实现多个功能（诸如聚焦激发光、QD发射速率增强、光子引导和无损传播）。使用基于Mie理论的解析公式，我们证明了激发光的增强，同时从与基于DBB的LMU集成的QD发射器发射的光的引导和传播。量子点DBB集成结构可以作为构建经典和量子领域光信息处理纳米光学有源电路的基本元件。
2016-07-29 physics.optics
Propagation of Visible Light in Nanostructured Niobium Stripes Embedded in a Dielectric Polymer
纳米金属条通过激发和传播表面局域的倏逝电磁波来传输光信号，在纳米光子学领域具有重要的应用。虽然这种等离子体现象通常利用贵金属，如Ag或Au，但其他材料可以表现出可行的光传输效率。在这项工作中，我们证明了可见光的传输纳米铌条纹耦合的介电聚合物层，利用远程激发/检测的拉曼信号的黑磷（bP）作为探针。光传输机制归因于在Nb/聚合物界面处的表面等离子体激元的产生。由于铌在光学范围内的损耗性质，传播长度受到限制，但这种材料可以允许利用贵金属对应物中不存在的特定功能。
2022-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum-statistical approach to electromagnetic wave propagation and dissipation inside dielectric media and nanophotonic and plasmonic waveguides
量子统计效应发生在电磁（EM）波在电介质或超材料内的传播期间，所述电介质或超材料包括具有耗散和噪声的一大类纳米光子和等离子体波导。利用线性介质中薛定谔方程和麦克斯韦方程组之间的形式类比，我们严格推导出描述这种传播的有效哈密顿算子。该算子在一般情况下基本上是非厄米的，在某些特殊情况下是伪厄米的。使用一般的非厄米哈密顿密度算子的方法，我们推导出一个主方程，描述的统计合奏的电磁波模式。该方法还描述了在波的传播过程中发生的量子耗散和退相干过程，并且，除其他外，它揭示了控制上述材料内部的能量和信息损失所必需的条件。
2016-09-15 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Slow light in dielectric composite materials of metal nanoparticles
我们提出了一种方法，通过使用掺杂金属纳米颗粒的复合材料来减慢光脉冲。的基本机制是相关的饱和吸收附近的等离子体共振的泵浦-探测制度，导致强色散的探测折射率和显着降低的群速度。通过使用非共线方案，可以实现43或更大值的总分数延迟。该方案保证了具有可调延迟和太赫兹带宽的简单紧凑的慢光片上器件。
2012-09-17 physics.optics
Visualization of unidirectional optical waveguide using topological photonic crystals made of dielectric material
拓扑学的引入揭开了物理学的新篇章。拓扑系统提供了独特的边缘/界面量子态，这有望有助于新的自旋电子学的发展，并打开大门，以强大的量子计算。光学系统也可以受益于拓扑结构。在实空间中局域地构造一个具有双Dirac锥的蜂窝状光子晶体，诱导光子能带结构的拓扑跃迁，并利用后向散射免疫电磁输运建立了一个赝自旋单向光通道.由电介质材料制成的拓扑光子晶体可以为控制光的传播铺平道路，并有助于新的通信技术。
2016-10-25 physics.optics
Exceptional compound plasmon-polariton waves
本文研究三材料结构中复合等离子体-极化激元波的传播，发现当一侧介电材料为各向异性时可在特定方向导引异常CPP波，并通过数值求解边值问题确定了其空间场分布。
2020-09-10 physics.optics
On the possibility of superluminal energy propagation in a hyperbolic metamaterial of metal-dielectric layers
研究了电磁场能量在由介质层和金属层组成的一维光子晶体有效介质中的传播。当电场平行于介质层和垂直于介质层时，介质的行为分别类似于Drude介质和Lorentz介质。对于任意时变电磁场，导出了该介质中的能量密度公式。我们严格证明了任何服从双曲色散的传播模式的群速度必须慢于真空中的光速，考虑到介电常数张量的频率依赖性。也就是说，它是不可能有超光速传播在这种色散双曲介质组成的实际电介质和金属材料层。数值计算了波包的传播速度。该包速度非常接近具有波包的中心频率和中心波矢量的传播模式的速度。当波包的频率扩展不够窄时，这两个速度之间的差异很小，这是由倏逝模的非穿透效应引起的。这一工作揭示了在由真实材料构成的色散各向异性超材料介质中不可能发生超光速现象。
2017-12-28 physics.class-ph physics.optics
Optical properties and energy propagation in a dielectric medium supporting magnetic current
本文研究支持磁流的介电介质，分析各向同性与各向异性磁导率张量下的色散、传播模式和能量速度，发现磁流会打破非吸收介质中群速度与能量速度的等价性，却在有效吸收情形下建立该等价性。
2024-07-08 cond-mat.other physics.optics
Loss-induced performance limits of all-dielectric metasurfaces for terahertz sensing
由于存在以高品质因数为特征的强共振，已经提出了提供由连续体中的准束缚态产生的共振的超表面作为THz频带中的传感器。通过控制几何参数，品质因数可以任意调整，理论上可以任意设计。然而，材料的损失严重地限制了超颖表面性能并限制了谐振的品质因数。出于这个原因，已经提出了全电介质超颖表面作为金属-电介质结构的替代方案，以减少损耗并实现极端功能。当由低损耗材料实现时，这些结构通常被认为是无损的，并被提议作为THz波段的超灵敏传感器。在本文中，我们研究了考虑实际材料的全介质超颖表面的损耗的影响，并研究了品质因数的限制。此外，我们比较了这些结构作为传感器与纳米结构支持非凡的光传输的性能。我们的研究结果表明，即使在低损耗材料中，材料损耗也严重限制了全介质超颖表面的传感性能，并且它们的性能可以被支持非凡光传输的结构所超越。
2023-01-05 physics.optics
Event-based simulation of light propagation in lossless dielectric media
我们描述了一种基于事件的方法来模拟电磁平面波通过电介质的传播。基本构建块是能够模拟平面界面的确定性学习机。我们表明，网络的两个这样的机器可以模拟光通过一个平面平行板的传播。通过适当选择参数，该设置可以用作分束器。通过从平面平行板构造马赫-曾德尔干涉仪来说明模拟方法的模块化，整个系统再现波动理论的结果。基于事件的平面平行板模型的推广也被用来模拟周期性分层介质。
2010-12-11 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Quasi-Optical Characterization of Dielectric and Ferrite Materials
介电和铁氧体材料的准光学表征是在毫米-亚毫米范围内通过使用准光学（QO）台架进行的，该台架可以相对紧凑，通常为10 cm宽和1 m长的数量级。
2009-04-20 physics.ins-det physics.optics
