Grazing-angle scattering of electromagnetic waves in gratings with varying mean parameters: grating eigenmodes
预测和数值分析了平均介电常数大于周围介质的厚周期全息光栅中体电磁波的强多共振的极不寻常图案。这种模式被证明存在于掠射角散射（GAS）的几何形状中，即当板中的散射波（+1衍射级）几乎平行于板（光栅）边界传播时。预测的共振被证明是无关的共振生成的传统的板的导模。它们的物理解释与在具有周期性光栅的厚板中共振产生一种全新类型的本征模有关。这些新的平板本征模一般与光栅相关;如果光栅振幅为零，则它们不存在。这些本征模的场结构和它们对结构和波参数的依赖性进行了分析。结果被扩展到气体的情况下，导模在平板与周期性的凹槽阵列的小振幅和小的变化，在阵列边界处的平板的平均厚度。
2005-09-04 physics.optics
Doppler shift generated by a moving diffraction grating under incidence by polychromatic diffuse light
我们考虑移动衍射光栅的光谱响应，其中入射光在宽角度范围内延伸，并且衍射光从特定角度观察。我们表明，由正在观看移动光栅的观察者感知的频率与入射频率之间的色散关系可以表现出一些独特的特征，例如平坦带（即，局部最小值）。观察者可以看到从大量入射光线衍射成非镜面衍射级的光，并且每条光线的入射角是频率相关的，因此，当光栅移动时，每条入射光线经历取决于其入射角的频率多普勒频移。我们发现，显着的功能出现附近的伍德异常的入射角，对于一个给定的衍射角，可以改变非常迅速的频率。这意味着多个频率和从多个角度入射的光可以通过光栅的运动混合成相同的衍射光线，并且它们的频率可以被压缩到更窄的范围内。平带的存在意味着移动光栅可以用作由于光谱压缩而增加所感知的衍射光的强度的设备。在阳光下运动的光栅的特性也可以与通常处于振荡运动的自然发生的光栅的研究相关。
2016-08-15 physics.optics
Doppler shift generated by diffraction gratings under time-dependent incidence angle near a Wood anomaly
衍射光栅因其在伍德异常附近表现出任意大的角色散的能力而闻名，例如，相对于入射角或波长。对于由固定频率的平面波入射的衍射光栅，通过以给定的角速度旋转入射角，由非零衍射级传播的场将随着入射角接近Wood异常发生的角度而以越来越快的角速度旋转。这种快速旋转的衍射场有可能产生大量的多普勒频移。事实上，在无限范围的光栅的假设下，由观察者感知的瞬时频移的表达式，谁是看由衍射级辐射的光，推导出来，它是完全符合预测的解释的基础上产生的多普勒频移的光源的旋转。特别是经典的（非相对论性）多普勒频移可以采取任意高的值作为入射角接近伍德异常。还发现，有限尺寸的光栅可以具有类似的性质。为了具有物理上可检测的频移，重要的是使用可以在其伍德异常截止附近保持到更高衍射级的显著反射率的光栅。有趣的是，我们已经发现\emph{Morpho}蝶翼尺度的纳米结构的几何形状适合于这种功能，因为它可以强烈地反射到更高的衍射级，同时最小化反射到镜面级。
2017-03-23 physics.optics
Holographic Bragg gratings: measurements and examination diffraction parameters
对记录在PHC-488光致聚合物上的厚层透射全息相位光栅的衍射参数进行了测量和分析。通过对第一衍射级中的两个精确已知波长的布拉格角测量以及通过对第一和第二衍射级中的一个波长的布拉格角测量来执行空间光栅周期的精确确定。本文应用H. Kogelnik二波耦合模型通过计算和实验得到的线偏振光在两个正交取向的平面上的布拉格角来验证理论模型和实验结果。分析了全息相位光栅应用中衍射参数、效率和光谱分辨率的极值。
2015-12-04 physics.optics
Optical properties of topological insulator Bragg gratings: Faraday rotation enhancement for TM polarized light at large incidence angles
利用传输矩阵理论，我们研究了由层状轴子材料构成的布拉格光栅的传输特性。这种材料可以通过经受时间对称性破坏扰动（例如外部磁场或表面磁性杂质）的拓扑绝缘体来实现。虽然该结构的反射特性仅因轴向材料的存在而发生可忽略的变化，但光栅在透射光中引起法拉第旋转和椭圆率。我们发现，TM偏振光入射在16层结构上的76度的法线法拉第旋转可以接近~232 mrad（~13度），而来自多层结构的干涉确保高透射率。这是显着高于法拉第旋转的TM偏振在正常的入射或TE偏振在任何入射角。因此，这种几何形状的布拉格光栅显示出磁电的强光学信号，并因此提供了通过光学手段观察这种效应的理想系统。
2016-09-10 physics.optics
Bidirectional invisibility in Kramers-Kronig optical media
介绍了一类具有完全不可见的复介电常数分布的平面电介质，对于左入射侧和右入射侧都是如此。这种光学介质是局部各向同性的、非磁性的，并且属于最近发现的Kramers-Kronig介质类[{\it Nature Photon.} 9，436（2015）]，即介电常数的实部和虚部的空间分布通过希尔伯特变换彼此相关。从单向到双向隐形的过渡，并实现尖锐的反射以上的截止入射角的可能性，也进行了讨论。
2016-07-14 physics.optics quant-ph
Bandwidth tunable optical filter based on a tri-mode high-contrast grating
提出了一种单片光学带通滤波器，其传输带宽可由三模高对比度光栅（HCG）的入射角调节。我们将这一异常现象归因于TM $_{0}$和TM $_{2}$模之间的相消干涉以及TM 1模的Fabry-Pérot共振，TM 1模只能在斜入射时激发。在垂直入射时，透射带宽可以从零开始调谐，并且随着入射角的增加而二次增加，而中心波长略有偏移。随着入射角从接近0 $^{\text{o}}$增加到10 $^{\text{o}}$，相应的Q因子可以从10 $^{6}$连续调谐到10 $^{2}$。
2022-06-30 physics.optics
Angle-multiplexed metasurfaces: encoding independent wavefronts in a single metasurface under different illumination angles
薄衍射光学元件的角度响应是高度相关的。例如，通过由光栅周期确定的光栅动量来锁定光栅的入射角和衍射角。其他衍射装置，包括常规超表面，由于菲涅耳区边界的固定位置和超原子的弱角度敏感性而具有类似的角度行为。为了改变这一基本属性，我们引入了角度复用元表面，由反射性高对比度介电U形元原子组成，其在不同角度照射下的响应可以独立控制。这使得平面光学器件能够在从不同方向照射时施加不同且独立的光学变换，这是以前衍射光学器件中不可用的能力。
2017-11-07 physics.optics
High-angle diffraction of a Gaussian beam by the grating with embedded phase singularity
对高斯光束经沟槽分叉光栅衍射产生的涡旋光束的空间特性进行了理论和数值分析。与以前的工作相比，不再需要小角衍射条件，衍射光束可以强烈变形。这导致强度轮廓旋转和高阶OV分解成一组次级单电荷OV。定量地研究了这些效应，并与拉盖尔-高斯光束经过柱面伸缩变换后的类似特性进行了比较。与后一种情况相反，次级OV不在射束截面内的单个直线上，并且由相同射束承载的各个次级OV的形态参数通常是不同的。规定了次级OV相对于束横向尺寸的最大相对分离的条件。所得结果可用于实际产生具有预定特性的OV光束和OV阵列。
2009-07-15 physics.optics
Casimir effect in twisted photonic gratings with in-plane chirality
本研究通过反射矩阵卡西米尔-利夫希茨形式，分析了单轴各向异性扭曲光子光栅中的卡西米尔效应，发现材料各向异性可有效控制旋转对准力。
2025-10-23 physics.optics
Distributed feedback terahertz frequency quantum cascade lasers with dual periodicity gratings
利用双周期分布反馈光栅实现了太赫兹量子级联激光器的发射频率和输出光束方向的独立控制。通过使用适当的波矢量散射模型，设计了在固定频率下提供光反馈所需的光栅的空间折射率调制，同时设计了以受控角度为中心的远场发射图案。实现了在0°和50°之间通过设计调谐的角度的单模THz发射，导致了用于高度准直的THz QCL的原始相位匹配方法，光刻独立。
2016-05-30 physics.optics
Quasi-analytical solutions of wide-angle and broadband insulator-metal grating-metal metamaterial absorber in visible to near-infrared bands
超材料吸收器将太阳辐射转换成热，用于热电发电机和太阳能热光电转换。超材料吸收器通常由绝缘体层分隔的金属部件组成，绝缘体层不允许通过直接热传导进行总热提取。在这里，我们提出了广角和宽带超材料吸收器，包括绝缘体层，金属光栅和金属背板（IMM），允许通过直接热传导的总热提取。我们已经制定了准解析解（QANS）的IMM吸收应用耦合模分析与新技术考虑有限的金属介电常数。QANS与时域有限差分（FDTD）模拟一致。我们发现，由钨和银金属制成的IMM吸收剂在400- 1，200 nm波长范围内的平均吸光度分别最好和最差。最佳的IMM吸收剂显示最佳的平均吸光度为96.2%。这种宽带吸收是由对入射角不敏感的绝缘体-金属波导谐振和狭缝波导谐振激发的。在0-66 °入射角范围内，平均吸光度大于90.0%。通过使用具有工程超晶格的金属棒阵列，可以增强IMM吸收器的性能。
2017-07-20 physics.optics
Photorealistic ray tracing of free-space invisibility cloaks made of uniaxial dielectrics
变换光学器件的设计规则通常导致空间不均匀和各向异性的阻抗匹配磁介电材料分布，例如，自由空间隐形斗篷最近，简化的各向异性非磁性自由空间斗篷的局部单轴电介质材料（方解石）已经实现了实验。在二维环境中，对于在该平面中传播的平面内偏振光，对于光线，隐身性能仍然是完美的。然而，对于三维中的一般视图，预期会有各种不完善之处。在本文中，我们研究了两种不同的纯介质单轴圆柱形自由空间斗篷。对于一个，光轴是沿着径向方向，对于另一个，它是沿着方位角方向。据我们所知，方位角单轴隐身衣以前还没有被提出过。我们通过计算光线跟踪渲染的真实感图像来可视化两者的隐身性能。在我们以前的射线追踪工作的基础上，我们使用了一个直接从费马原理导出的运动方程。渲染的图像通常表现出明显的缺陷。这包括一个明显的事实，即隐形对光的水平偏振或普通的线偏振根本不起作用。此外，会出现更微妙的影响，如视角相关的像差。然而，我们仍然发现了令人惊讶的良好的隐身性能的纯电介质方位角单轴斗篷。
2012-10-02 physics.optics
Quasinormal-mode analysis of grating spectra at fixed incidence angles
光栅光谱表现出散射光的急剧变化，称为光栅异常。后者是由于共振，几十年来吸引了光学和物理专家，现在在许多应用中使用。我们提出了一个全面的光栅异常理论，并开发了一种形式主义，以扩大由金属或电介质光栅散射到其自然共振的基础上，从而使重建光栅光谱测量固定照明角度作为一个总和在每个单独的谐振贡献与封闭形式的表达式。这提供了对光谱特性的物理见解，并直接访问谐振，以设计光栅的光谱响应及其对微小扰动的灵敏度。
2019-06-14 physics.comp-ph physics.optics
Large-Angle, Broadband and Multifunctional Gratings Based on Directively Radiating Waveguide Scatterers
传统的表面浮雕光栅在将垂直入射光偏转大角度方面效率低下。这限制了它们在许多应用中的使用，并限制了任何集成光栅的光学仪器的整体效率。在这里，我们展示了一种简单的方法，设计的衍射光栅，可以是非常有效的大偏转角，同时还提供额外的功能。该光栅由包括垂直取向的非对称槽波导的单位单元组成。单位单元显示振荡的单向散射行为，可以精确地调谐为波导长度的函数。这是由于入射光激发的多个模式之间的干涉而发生的。与具有多个谐振子元件的基于超颖表面的光栅相比，这种非谐振衍射元件的周期性布置允许宽带操作和对入射角变化的强容限。全波模拟表明，我们的光栅设计可以表现出从94%的偏转角为47 $^\circ$到80%的偏转角为80 $^\circ$的衍射效率。为了证明我们的光栅设计技术的多功能性，我们还提出了一种平面偏振分束器，它允许两个正交偏振的分离80 $^\circ$，效率为80%。
2019-08-21 physics.class-ph physics.optics
Curved Gratings as Plasmonic Lenses for Linearly Polarised Light
从理论、模拟和实验三个方面研究了同心圆光栅扇形曲面光栅将线偏振光耦合成聚焦表面等离子体激元的能力。弯曲光栅，作为具有四个不同扇区角的同心圆光栅的扇区，被蚀刻到玻璃盖玻片上的30 nm厚的金层中，并用于将nm处的线性偏振自由空间光耦合到表面等离子体中。实验和模拟结果表明，增加弯曲光栅的扇形角减少了激发的表面等离子体激元的横向光斑尺寸，导致表面等离子体激元的聚焦，这是类似于经典光学透镜的行为。我们还表明，两个面临的弯曲光栅，其凹槽半径失配的一半的等离子体激元波长（非对称配置），可以耦合线性偏振光到一个单一的焦点集中的表面等离子体激元与更小的焦点深度和更高的强度相比，单面弯曲光栅。这些结构的主要优点是将线性偏振光耦合到聚焦的表面等离子体中，并接近和控制等离子体焦点，这有利于传感，检测和非线性等离子体的潜在应用。
2015-08-03 physics.optics
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
Multi-frequency coherent emission from superstructure thermal emitters
通过将周期性光栅嵌入到支持传播极化激元或介电模式的材料中，可以在热发射器中诱导长程空间相干性。然而，发射角度和频率不能同时且唯一地定义，导致在不可用的角度或频率下发射。在这里，我们探索超结构光栅（SSGs）来控制热发射器的空间和光谱特性。SSG具有长程周期性，但是提供可定制的布拉格分量以与光相互作用的单位单元。这些布拉格分量允许在单个光栅中同时发射具有不同频率/波矢量的极化激元，表现为发射轮廓上的附加空间和光谱带。当单胞周期接近空间相干长度时，超结构的相干特性将丧失。虽然光栅的1D k空间表示提供了对发射的洞察，但是光栅的蚀刻深度可以导致强的极化激元-极化激元相互作用。这些相互作用的一个新兴效应是产生极化激元带隙，以及可以具有明确定义的频率和发射角的缺陷态。总之，我们的研究结果表明，即使在简单的1D光栅实验有显着的设计灵活性工程的热发射器的轮廓，有限的相干长度的约束。
2020-12-15 physics.optics
New grating compressor designs for XCELS and SEL-100 PW projects
解析求解了四光栅激光脉冲压缩器的参数优化问题，证明入射角等于Littrow角的压缩器（LC）优于标准Treacy压缩器（TC），为XCELS和SEL-100 PW项目实现了更高的脉冲功率。
2023-11-14 physics.optics
General laws of reflection and refraction for subwavelength phase grating
分别用费马原理和边界条件两种不同的方法导出了突变相移超颖表面的一般反射和折射定律。发现当光从光密材料入射到光疏材料上时，存在一个或两个全内反射的临界角，当光从光疏材料向光密材料传播时，存在一个这样的临界角.当光线通过超颖表面时，可能会出现负反射和负折射等异常反射和折射现象，并给出了这些现象出现的条件。最后，设计了一种基于一维相位掩模的超颖表面来控制光的传播。
2013-12-13 physics.optics
Transmission and Reflection through $1$D Metallo-Dielectric Gratings of Real Metals under Sub-wavelength Condition
在亚波长条件（$w<λ/2$）下，建立了真实金属材料的$1$ D金属-介质光栅的光透射和反射解析模型。结果表明，真实金属的$1$ D金属-介质光栅的法布里-珀罗（FP）共振透射强度随光栅厚度和脊材料介电常数的增加而减小。此外，还证明了FP共振的强度随着狭缝宽度的增加而增加，而它与光栅周期（$P$）和入射角无关（当$P << λ$
2015-06-03 physics.optics
Cylindrical cloaking at oblique incidence with optimized finite multilayer parameters
我们提出了多层圆柱形隐身斗篷，通过结合散射和遗传优化的解析形式优化的斜入射。我们表明，通过只使用四层均匀和各向异性的超材料没有大的本构参数值，斜入射的散射可以减少两个订单。虽然优化是在一个单一的入射角，斗篷提供了减少散射在一个大范围的入射角。
2010-04-15 physics.optics
Resonant Response in Mechanically Tunable Metasurface based on Crossed Metallic Gratings with Controllable Crossing Angle
我们报道了一类新型的机械可调平面超材料，它由交叉金属条形光栅构成的谐振单元组成。我们观察到一个共振响应的透射谱线偏振波通过系统的交叉光栅。每个光栅由位于电介质衬底顶部的平行金属条阵列组成。结果表明，谐振位置似乎依赖于光栅交叉的角度。理论和实验结果表明，随着交叉角的减小，交叉金属条形成的周期性谐振腔的谐振部分长度增加，谐振频率发生了变化，这种设计可用于新型的平面超材料和滤波器.
2016-08-31 math-ph math.MP physics.optics
Generalized Invisibility in Metasurfaces
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
研究提出基于双极框架的超表面隐身条件，揭示了双极响应与纯双极各向异性耦合的重要性，证明了非 intrinsic 双极各向异性可由异质介质中的各向异性超表面实现。
2026-04-21 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
Giant reflection band and anomalous negative transmission in a resonant dielectric grating slab: application to a planar cavity
本文研究了在P偏振下，入射角与等效矩形介质光栅平板布儒斯特角相差不大的情况下，自持矩形介质光栅平板中巨反射带和反常负透射的基本光学效应。注意，自持介质光栅板是最简单的系统，由于布拉格衍射，可以显示前两种光学效应。系统地研究了它的光学响应的一般入射几何形状的麦克斯韦方程组的解析精确解。在亚波长范围内，高对比度介质光栅板中众所周知的宽反射带的变化，通过行进基波和第一衍射波之间的相消干涉获得（所谓的第二类伍德异常的概括），巨大的反射带是由于相互作用而产生的微妙效应，以及在行进基波和第一准引导衍射波之间，以及在消逝/发散波的较高平面内波矢量分量之间。为了更好地描述这种效果，我们将比较的自维持的高对比度的介质光栅板的光学响应与系统组成的一个等效的均匀板与薄的矩形高对比度的介质光栅刻在两个表面之一，通常作为原型的第二种伍德的异常生成。最后，简要讨论了由两块自支撑矩形介质栅板构成的平面谐振腔中的电磁场约束问题。
2012-05-24 physics.optics
Design and Characterization of Plasmonic Doppler Grating for Azimuthal Angle-resolved Surface Plasmon Resonances
我们提出了二维等离子体多普勒光栅（PDG）的宽带方位角分辨纳米光子应用。PDG由一组非同心圆环组成，其模仿表现出多普勒效应的移动点源的波前，从而为光子-等离子体激元耦合提供连续的方位角依赖的晶格动量。工作频率窗口的中心和跨度完全可设计，以实现特定应用中的最佳性能。我们详细介绍了PDG的设计，制作和光学特性。多普勒光栅的设计为面内角分辨纳米光子学的应用提供了一个通用平台。
2019-04-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Oblique Bragg-Doppler scattering at relativistic grating created by backward Raman amplification in hydrogen
Russell Centre for Advanced Lightwave Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics and Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院上海光学精密机械研究所杭州分院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Zhejiang Key Laboratory of Microstructured Specialty Optical Fiber, Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics（浙江省微结构特种光纤重点实验室，中国科学院上海光学精密机械研究所杭州分院）
本研究观测到氢中受激后向拉曼放大产生的相对论光栅上的斜布拉格-多普勒反射，该效应可作为超高频布拉格单元移频器，为多领域研究开辟新机遇。
2026-08-24 physics.optics
Three-dimensional angular deviation and diffraction efficiency of a grating in Littrow-configuration ECDL
该研究针对Littrow结构外腔二极管激光器的光栅应用，采用严格耦合波分析方法研究三维衍射下的角偏差与衍射效率，推导角度容差并给出参数设置通用规则。
2024-03-11 physics.app-ph physics.optics
Electromagnetically induced grating based on strongly coupled disperse red1 molecules
该研究利用DR1分子与F-P微腔强耦合产生激子极化激元，并构建电磁诱导光栅，实现可逆Rabi劈裂调控及衍射强度、角度和响应速度的显著提升。
2025-06-08 physics.optics
Strong interlayer coupling and chiral flat-band cascades in twisted bilayer gratings
本研究展示一维光子晶体双层结构可实现强层间耦合，在宽角度范围内形成平带，并通过两步光刻法在WS$_2$光栅中实验实现超宽手性平带级联，为可调局域化光子应用和新型物理探索提供平台。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ambiguities in the scattering tomography for central potentials
隐形装置利用了光在介质中的逆散射问题中的模糊性。散射也是推断物质结构信息的重要工具。我们阐明了散射的性质产生的模糊性，在中心的潜力。我们表明，散射是一个层析投影：积分散射角是一个投影的散射函数到碰撞参量。该函数取决于势，但可以是多值的，允许多个势共享相同散射数据的模糊性。此外，多值散射角也会导致不确定性。我们应用我们的理论表明，它在原则上是可能的，以建立一个无形的设备没有无限的光的相速度。
2006-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Surface plasmon-mediated far-field emission of laser dye solutions
研究了亚波长槽金属光栅在罗丹明B和罗丹明19溶液中的角分辨反射和发射光谱。测量的反射和发射色散图分别揭示了表面等离子体激元的位置和强等离子体激元介导的发射增强。相同的光栅可以很容易地重复用于不同染料分子的表征。
2010-10-20 physics.optics
A power-in-bucket model enabled designs of nanostructure-enhanced waveguides for highly efficient wide-angle light couplings
本文提出功率-桶模型，用于设计纳米结构增强的波导，以实现高效宽角光耦合，通过优化参数显著提升耦合效率。
2025-12-10 physics.optics
Emerging beam resonances in atom diffraction from a reflection grating
我们报告观察新兴的光束共振，众所周知的瑞利-伍德异常和阈值共振的光子和电子衍射，分别在原子光学衍射实验。研究了氦原子束掠入射时经闪耀直纹光栅反射后的衍射特性。光栅的总反射率以及衍射光束的强度揭示了瑞利入射角处的异常，即，当另一衍射光束平行于光栅表面合并时。所观察到的异常进行了讨论的瑞利和法诺的经典波动光学模型。
2010-05-19 physics.atom-ph physics.optics
An efficient low-density grating setup for monochromatization of XUV ultrafast light sources
超快光源已成为材料科学中获取和理解瞬态现象不可或缺的工具。然而，一种简单且易于实现的谐波选择方法，具有高传输效率和脉冲持续时间守恒，仍然是一个挑战。在这里，我们展示和比较两种方法选择所需的谐波从高谐波产生源，同时实现上述目标。第一种方法是将极紫外球面镜与透射滤光片相结合，第二种方法使用垂直入射球面光栅。这两种解决方案的目标时间和角度分辨的光电子能谱与光子能量在10-20 eV的范围内，但相关的其他实验技术以及。这两种方法的特点是谐波选择的聚焦质量，效率和时间展宽。它表明，聚焦光栅是能够提供更高的透射率相比，反射镜+过滤器的方法（3.3倍高10.8 eV和12.9倍高18.1 eV），只有轻微的时间展宽（6.8%的增加）和一个有点大的斑点大小（约30%的增加）。总的来说，我们的研究建立了一个实验的角度之间的权衡一个单一的光栅法向入射单色器的设计和使用的过滤器。因此，它提供了一个基础，选择最合适的方法，在各种领域中，一个易于实施的谐波选择高谐波产生是必要的。
2022-10-14 physics.optics
Diffraction Gratings for Uniform Light Extraction from Light Guides
本文提出了一种从导光板中均匀提取光的理论方法。通常，液晶显示器形态利用从边缘用发光二极管照明的背光照明系统。背光源作为导光板，沿着表面与扩散片耦合，以均匀地提取光。我们的方法采用亚微米衍射光栅，消除了对扩散片的需要，同时确保光的均匀提取。光栅的物理尺寸沿着导光板的表面变化以控制衍射效率，从而确定局部视角和发射强度。
2019-09-27 physics.app-ph physics.optics
Evidence of resonant surface wave excitation in the relativistic regime through measurements of proton acceleration from grating targets
实验研究了激光脉冲与表面有周期性沟槽的薄光栅靶的相互作用。超高对比度（$\sim 10^{12}$）脉冲允许演示增强的激光靶耦合的第一次在相对论制度的超高强度$>10^{19} \mbox{W/cm}^{2}$。相对于平面目标，在表面波共振激发预期的入射角附近，观察到由目标正常鞘层加速度产生的质子截止能量的最大增加因子为2.5。一个显着的增强也观察到小角度的入射，共振。
2013-11-22 physics.optics physics.plasm-ph
Silicon nitride grating based planar spectral splitting concentrator for NIR light Harvesting
我们设计了一种多层太阳光谱分离平面聚光器，用于近红外（NIR）光能收集应用。每一层包括在玻璃衬底的顶部上的基于氮化硅的亚波长衍射光栅，其被优化以将来自宽光谱带（NIR区域中的700-1400 nm）的特定带中的入射太阳辐射折射成在玻璃衬底内传播的导模。由于亚波长光栅的陡峭衍射角导致在每层的边缘处聚集光，然后使用光伏电池将其转换为电力。光谱分裂平面聚光器显示出~ 18%的总体NIR引导效率和~ 11%的功率转换效率。该设计可用于建筑集成光电子应用。
2020-06-29 physics.app-ph physics.optics
Direct observation of the enhanced photonic spin Hall effect in a subwavelength grating supporting surface plasmon resonance
本研究利用光学弱测量在支持表面等离子体共振（SPR）的亚波长镍光栅中直接观测到增强的面内光子自旋霍尔效应（PSHE），实现高纯度自旋分离，为偏振敏感应用提供基础。
2024-12-02 physics.app-ph physics.optics
X-ray verification of sol-gel resist shrinkage in substrate-conformal imprint lithography for a replicated blazed reflection grating
摘要纳米压印光栅制作过程中，抗蚀剂的收缩会导致光栅的形貌畸变。表征这种效应对闪耀衍射效率的影响对于在软X射线波长（$λ\approx 0.5 - 5$ ~nm）的天体物理光谱学中的应用特别重要，所述天体物理光谱学要求大面积光栅复制品具有亚微米、粗糙表面起伏轮廓。NIL的一种变体是衬底保形压印光刻（SCIL），它使用由刚性主模板形成的柔性复合印模在无机抗蚀剂中压印纳米级特征，该抗蚀剂通过硅溶胶-凝胶工艺固化。虽然SCIL能够在印模降解之前产生数百个压印，并且避免了与NIL中的大面积压印相关的许多缺陷，但是溶胶-凝胶抗蚀剂遭受取决于压印后固化温度的收缩。通过原子力显微镜和衍射效率测试在光束线6.3.2的先进光源，这种影响闪耀响应的影响是有限的$\sim$ 160 nm周期的光栅复制品在90 $^{\circ}$ C固化。结果表明，相对于主光栅，$\sim$ 2 $^{\circ}$的闪耀角减小，主光栅通过在$\langle 311 \rangle$取向的硅中进行各向异性湿法蚀刻以产生接近30 $^{\circ}$的刻面角来制造。
2020-10-27 astro-ph.IM physics.app-ph physics.optics
Controlling multi-wave mixing signals via photonic band gap of electromagnetically induced absorption grating in atomic media
实验证明，在五能级原子系综中，缀饰多波混频（MWM）和电磁感应吸收（EIA）光栅对探测光的反射可以共存。反射来自EIA光栅的光子带隙（PBG），其比EIT光栅的PBG宽得多。因此，与EIT型光子带隙相比，EIA型光子带隙能够反射更多的来自探针的能量，从而能够有效地影响MWM信号。EIA型和EIT型光子带隙可以通过多个参数来控制，包括频率失谐、传播角度和所涉及的光场的功率。此外，还研究了同时考虑线性和三阶非线性折射率的EIA型光子带隙。理论分析与实验结果吻合较好。该研究在全光通信和信息处理领域具有潜在的应用价值。
2013-12-12 physics.atom-ph physics.optics
3D-architected gratings for polarization-sensitive, nature-inspired structural color
本文受大蓝闪蝶翅膀启发，利用双光子光刻制备三维架构光栅，系统研究结构参数与入射光偏振条件对透射结构色的影响，并用拉曼-纳特衍射效率理论进行解析解释，为偏振敏感结构色应用提供技术基础。
2024-11-21 physics.app-ph physics.optics
Finite Element Method (Chapter from "Gratings: Theory and Numeric Applications")
在这一章中，我们展示了有限元法的一般公式，允许计算衍射效率从任意形状的光栅衍射的电磁场嵌入在一个多层堆叠照亮的平面波的任意入射角和偏振角。它依赖于一个严格的处理平面波源问题，通过一个等效的辐射问题与本地化的来源。Bloch条件和一个新的自适应完美匹配层已经实现，以截断计算域。我们推导出这两个一维光栅TE/TM偏振的情况下（2D或标量的情况下）和最一般的二维或交叉光栅（3D或矢量的情况下）。该配方的主要优点是其完整的一般性相对于所研究的几何形状和材料性能。其原理与周期衍射元件的数量和堆叠层的数量无关。该方法的灵活性使其成为研究超材料、有限尺寸光子晶体、周期性等离子体结构的方便而有力的工具。
2013-02-05 physics.comp-ph physics.optics
Perfect anomalous reflection using compound metallic metagratings
超渐变是波前操纵的新概念，与相位梯度超表面不同，超渐变不会遭受低效率，并且还具有较不复杂的制造工艺。本文提出了一种用于反常反射的复合金属光栅（每个周期内有多个狭缝的周期性结构）。用解析方法分析了这种光栅的电磁响应，给出了高阶衍射反射系数的解析表达式。所提出的方法进行了验证，全波模拟和结果是非常一致的。利用复合金属光栅的几何非对称性，设计了垂直入射时的反常反射。在给出反射系数解析表达式的基础上，通过将入射光功率全部转移到（-1）衍射级，设计了一种理想的反常反射镜。本研究中设计的结构具有99.9%的前所未有的接近单一的效率。最后，提出了一种多元复合金属光栅，用于反射30 °以下的垂直入射，这是一个具有挑战性的成就。复合金属光栅的这种优异性能显示了其在微波和太赫兹波前操纵应用中的巨大潜力。
2019-12-19 physics.app-ph physics.optics
Time-domain Brillouin scattering assisted by diffraction gratings
沉积在透明样品上的金属光栅中的超短激光脉冲的吸收在不同的声学衍射阶数的方向上发射相干压缩/膨胀声学脉冲。通过测量一阶衍射光的瞬时强度变化，由延迟的激光脉冲检测它们的传播，该延迟的激光脉冲也被金属光栅衍射。所获得的数据包含多个频率分量，其通过考虑通过金属光栅对光和相干声音的传播方向的复用而实现的光的布里渊光的散射的所有可能角度来解释。发射声场可以等效地表示为平面非均匀声波的叠加，其构成用于探测光的声学衍射光栅。因此，所获得的结果也可以被解释为探测光的金属和声学光栅衍射的结果。在反射模式下工作的金属光栅的时域布里渊散射的实现方案提供了从最小到最大可能在一个单一的实验配置的探测光入射和散射光检测的方向的声学频率的访问。这是通过并行监测后向和前向布里渊散射过程来实现的。应用包括测量的声学色散，同时测定声速和光学折射率，并与可能的光学访问的单一方向的样品的评价。
2017-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Spatially Resolving the Enhancement Effect in Surface-Enhanced Coherent Anti-Stokes Raman Scattering by Plasmonic Doppler Gratings
本文利用等离子体多普勒光栅（PDG）平台，对非线性表面增强相干反斯托克斯拉曼散射（SECARS）的输入输出光束中等离子体光栅的增强效应进行了实验研究。PDG是可设计的方位角啁啾光栅，其提供宽带和空间分散的等离子体增强。因此，它们提供了观察和比较来自各个输入和输出光束中的增强的不同组合的总体增强的机会。我们首先确认PDG在线性表面增强荧光和拉曼散射中空间分离输入和输出增强的能力。然后，我们研究空间分辨增强非线性SECARS，其中相干相互作用的泵，斯托克斯和反斯托克斯光束增强的等离子体光栅。通过映射的SECARS信号和分析的方位角依赖的强度，我们表征在个别频率的增强。理论分析表明，虽然输入和输出光束的同时增强对SECARS很重要，但泵浦光束和反斯托克斯光束的增强在整体增强中起着比斯托克斯光束更关键的作用。本文的工作对等离子体增强光谱的增强机理有了深入的了解，这对等离子体光栅的设计和优化具有重要意义。PDG平台也可以应用于研究其他非线性光-物质相互作用中的增强机制或等离子体光栅对荧光寿命的影响。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
