Comparison of Birefringent Metamaterials and Meanderline Structure as Quarter-Wave Plates at Terahertz Frequencies
利用单层双折射材料制作了四分之一波片。为了比较，适当缩放的双层曲折线结构被制造。在639 GHz的设计频率下，超材料结构实现了99.9%的圆极化，而曲折线实现了99.6%。曲折线显示出更大的工作带宽，从615 - 743 GHz达到99%以上的圆极化，而超材料从626 - 660 GHz达到99%。然而，两者都足够广泛，可以与CW源一起使用，使得超材料由于易于制造而成为更有吸引力的选择。两个样品都是自立式的，对于曲折线结构具有70 μ m的总厚度，而对于超材料仅具有20 μ m的总厚度，突出了超材料结构所表现出的大程度的双折射。
2008-10-31 physics.optics
Enhanced parametric processes in binary metamaterials
我们建议双共振（二进制）的超材料组成的两种类型的磁共振元件，并证明，在非线性制度，这样的超材料提供了独特的可能性，相位匹配的参数相互作用和增强的二次谐波产生。
2005-10-11 physics.optics
A detailed study on novel metamaterial absorber at WR3 band
30至300 GHz的频带，被称为毫米波段，与6 GHz以下的频带相比，提供100倍的带宽。在这项研究中，我们提出了一种新的设计，它作为一个近单位吸收器在258 GHz或0.258太赫兹的Y偏振和292 GHz或0.292太赫兹的X偏振。该研究还包括在X和Y偏振的谐振频率，这使我们能够使用相同的设计与修改后的参数，以获得在205至345 GHz的频率接近单位吸收率的参数变化的影响。此外，我们还讨论了更高的频率模式，特别是出现在Y偏振和改变设计的内部平方尺寸。
2022-03-29 physics.optics
Controlling Metamaterial Resonances with Light
我们研究使用的相干光场作为一种手段，动态控制的谐振行为的各种复合材料，其中的超材料结构嵌入在一个分散的介电介质。控制和切换是通过应用光辐射相干驱动嵌入介质的谐振介电常数来实现的。将开口环谐振器（SRR）嵌入具有类洛伦兹色散或具有由电磁感应透明（EIT）设计的色散的频率色散介质中的效果表现在负磁导率带的分裂、修改的（频率相关的）填充分数和耗散因子。修改后的材料参数强烈链接到介质的谐振频率，而对于表现出EIT的嵌入介质，也到控制场的强度和失谐。控制的鲁棒性对与金属结构以及由于结构缺陷的非均匀加宽耗散的有害影响被证明。等离子体超材料的研究，包括金属纳米棒排列成环，并表现出集体磁响应在光频率。这类等离子体纳米棒超材料中的控制和切换被证明是可能的，例如，通过将这些阵列嵌入像CS $_2$的拉曼活性液体中并利用逆拉曼效应。
2010-03-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Homogenization of resonant chiral metamaterials
超材料的均匀化是一个至关重要的问题，因为它允许根据有效波参数（例如传播常数）来描述它们的光学响应。在本文中，我们考虑可能的均匀化的手征超材料。我们发现，对于一定大小的元原子存在一个临界密度以上，增加相邻元原子之间的耦合盛行合理的均匀化。相反，过量的稀释将引起类似于光子晶体的特征，其同样盛行均匀化。基于布洛赫模色散，我们介绍了一个分析标准进行均匀化和工具来预测均匀化的限制。我们发现，手性超材料的元原子之间的强耦合可能会阻止它们的均匀化。
2010-08-25 physics.optics
Switching a plasma-like metamaterial via embedded resonant atoms exhibiting electromagnetically induced transparency
我们从理论上证明了当入射辐射的电场平行于纳米棒时，由对齐的金属纳米棒组成的超材料的等离子体样有效响应的控制。通过将这种超材料嵌入相干原子/分子介质中，例如浸没在钠蒸气中的银纳米棒阵列，我们可以使超材料在其等离子体频率以下的禁频区域透射。这种现象通过在背景介质中具有洛伦兹吸收体或其他相干过程（如受激拉曼吸收）来实现，其在谐振附近提供大的正介电常数，从而使有效介电常数为正。特别是，电磁感应透明等过程可以提供额外的控制来切换和调谐新的传输频带。
2009-08-22 physics.optics
Resonant features of planar Faraday metamaterial with high structural symmetry
研究了在纵向磁场作用下，电磁波通过旋向性介质的平面手征结构的传输。得到了超材料共振的频率依赖性和偏振面的旋转角。我们从理论上和实验上定义了频率和磁场的范围，其中超材料的偏振平面旋转的角度基本上高于单个铁氧体板。
2013-03-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Composites of resonant dielectric rods: A test of their behavior as metamaterial refractive elements
我们报告的光波在高折射率介质棒的复合材料中的传播的数值实验，在其第一电和磁米氏共振激发的频率。这些粒子的阵列已被广泛研究，并提出作为非吸收和各向同性的超材料。我们发现，负折射，观察到有序的颗粒阵列，是由于衍射和有效介质理论产生的本构参数，不重现这些复合材料中的观察，其传输也取决于样品的形状。这进一步证实了无序的阵列，在这种情况下，出现大的传输损耗，由于消光的共振散射的颗粒。因此，这些复合材料虽然吸收很少，但由于散射而具有大的消光。
2012-02-03 physics.optics
Disorder-immune photonics based on Mie-resonant dielectric metamaterials
当光子结构的特征尺寸变得与光波长相当或甚至小于光波长时，制造缺陷不可避免地引入可能消除亚波长光子器件的许多功能的无序。在这里，我们提出了一个新的概念，以实现一个强大的带隙，可以忍受超过30的无序作为一个结果，从光子晶体米氏共振超材料的过渡。通过利用具有高折射率的Mie共振超材料，我们证明了光子波导和腔具有很强的鲁棒性的位置无序，从而提供了一种新的方法，基于带隙的纳米光子器件具有新的性能和功能。
2019-09-25 cond-mat.dis-nn physics.app-ph physics.optics
Low-Q whispering gallery modes in anisotropic metamaterial shells
研究了各向异性和非均匀超材料壳，以利用其所有的谐振模式丰富度。这些多层结构是基于径向依赖的本构参数的圆柱形分布，包括一个内部的空隙腔。壳，腔和回音壁模式的特点，并特别注意后者。在有背景的壳体边界层处产生回音壁模态，产生具有强辐射特性的能量局域化。这些低Q共振态的频率与壳层厚度无关。然而，它们的品质因数可以通过形成壳的层的数量来控制，这允许在界面层（内部或外部）处限制电磁波，并且使它们适合于收集电磁能量。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall 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
Two-oscillator model of trapped-modes interaction in a nonlinear bilayer fish-scale metamaterial
我们讨论了两个非线性系统，即耦合Duffing振子链和双层鱼鳞超材料的谐振振荡的性质之间的相似性。在这样的系统中，出现了两种不同的共振态，它们的谱线不同。第一共振态的谱线具有洛伦兹形式，而第二共振态的谱线具有法诺形式。这种差异导致系统的特定非线性响应，其表现为谱线中的闭合回路的出现以及谐振曲线的弯曲和重叠。找出了实现双稳态和多稳态的条件。
2014-08-27 physics.optics
Quadrupole Mie-resonant metamaterial
本文提出支持四极磁化的 Mie 共振超材料，结合实验与兼顾色散、边界条件的理论模型，证明其可产生独特反射/透射谱及正入射零反射。
2025-03-18 physics.optics
Comparison of gold- and graphene-based resonant nano-structures for terahertz metamaterials and an ultra-thin graphene-based modulator
石墨烯表现出独特的材料特性，在电磁波技术中，它提出了将设备小型化到原子长度尺度的前景。在这里，我们研究了由石墨烯制成的开口环谐振器超材料，并将其与金基超材料进行了比较。我们发现，石墨烯的巨大的反应性响应来自其大的动力学电感允许深亚波长共振，虽然其共振强度降低，由于更高的耗散损耗阻尼和更小的偶极耦合。然而，紧密堆叠的石墨烯环可以提供负磁导率，并且石墨烯元原子的电偶极共振变得令人惊讶地强。基于这些发现，我们提出了一种太赫兹调制器的超材料的基础上，交替图案化的石墨烯片的多层堆叠的介电间隔物分开。相邻的石墨烯片彼此偏置，导致在约90%的透射水平下超过75%的调制深度。
2014-10-20 physics.optics
Gaussian Beams in Near-Zero Transition Metamaterials
我们从理论和数值上研究了高斯光束在正-零-负折射率和正-零-正折射率两种过渡型超材料中的共振场增强现象，并证明了这两种情况下的强局域共振场增强。该研究在纳米光学、亚波长成像、纳米加工等领域具有重要的应用价值，为研究更复杂的矢量和涡旋光束在梯度折射率材料中的传输奠定了基础。
2012-08-01 physics.optics
Resonant plane waves in metamaterials with dipoles and quadrupoles coupled with quantum system
在这里，多极方法[13]与密度矩阵形式主义相结合，用于建立具有增益的振荡器的模型。这种方法使我们能够调查分析或半分析的增益和磁性能的磁共振器之间的相互作用，内部不稳定的操作模式的spasers（MA耦合发射器，其中的磁共振器组成）的传播特性的影响，并最终优化MM设计。此外，所提出的模型与先前提出的方法[16]一致（实际上是其在平面波传播问题上的自然扩展），并且从另一方面非常清晰和可观察。本文给出的结果解决了由[12]和[35-38]引起的讨论。
2013-08-21 physics.optics
A non-resonant dielectric metamaterial for enhancement of thin-film solar cells
最近，我们提出了介电超材料，其由位于非晶薄膜太阳能电池顶部的亚微米介电球体阵列组成。我们已经从理论上表明，这种超材料可以减少反射，同时可以抑制通过光伏层的传输，因为它将入射平面波转换成一组聚焦光束。这一理论概念已得到有力的发展和实验证实，在本文件中。在这里，我们考虑的超材料的倾斜角照明，重新设计的太阳能电池，并提出了详细的实验研究的整个结构。与我们先前的理论研究相比，我们表明，我们的全向光捕获结构可能比等离子体增强化学气相沉积获得的优化平面涂层更好地工作。
2014-06-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Switchable metamaterial reflector/absorber for different polarized electromagnetic waves
我们展示了一个可控的电磁波反射器/吸收器的不同极化与超材料涉及电磁谐振结构耦合二极管。通过在不同的电压下偏置来接通和关断二极管，我们能够在特定偏振入射波的几乎全反射和全吸收之间切换结构。通过布置正交取向的谐振单元，超材料可以通过选择性地偏置对应的二极管来对不同的极化波做出反应。数值模拟和微波测量都验证了该方法的有效性。
2010-10-21 physics.optics
Polarization modulation by tunable electromagnetic metamaterial reflector/absorber
提出了一种利用可调谐超材料反射/吸收器反射电磁波的偏振调制方案。通过构造由二极管耦合的谐振单元的超材料，我们证明了正交偏振入射波的电磁反射可以通过调节相应二极管上的偏置电压来独立地调谐。由于这一特性，反射的电磁波可以被电控制成在谐振频率处具有从0 °到90 °的连续可调方位角的线偏振，或者在离开谐振频率时具有可调主轴方位角的椭圆偏振。通过数值模拟和微波波段的实验测量，验证了所提出的性质，这使我们能够灵活地电调制电磁波的偏振态。
2010-10-21 physics.optics
Resonant nonlinear optics of backward waves in negative-index metamaterials
研究了负折射率掺杂介质中后向波共振四波混频的特殊性质。由于从控制场到信号场的相干能量转移，在这种复合材料中，负折射率和非线性光学响应以及非线性传播过程的量子控制的独立工程的可行性。激光诱导透明，量子开关，频率可调窄带滤波，放大，实现一个微型无镜光学参量发生器的纠缠后向波和普通波的研究过程中可能的应用。
2008-08-14 physics.optics quant-ph
Low Loss and Magnetic Field-tuned Superconducting THz Metamaterial
利用超导分裂线圈磁体的连续太赫兹光谱技术研究了由超导铌薄膜制成的超导太赫兹超材料。在132 GHz和450 GHz下获得的谐振模式的品质因数约为在1 K下工作的金属THz MM的计算值的3倍，这表明超导THz MM是实现低损耗性能的非常好的候选者。此外，还对超导太赫兹微波的磁场调谐进行了研究，为太赫兹微波的电调谐、光调谐和热调谐提供了一种新的调谐方法。
2010-06-07 physics.optics
"Exclusive-OR" operation with Fano resonant MEMS Metamaterial
近年来，一系列由热、电、磁和光信号控制的可重构超材料被开发出来，用于在从微波到光学的宽电磁波谱范围内动态地操纵电磁辐射的强度、相位和波前。在这里的第一次，我们展示了一个可重构的元表面执行异或（XOR）逻辑运算，使用两个独立的控制电输入和光学读出的形式在太赫兹波长的远场Fano强度状态。同时，近场共振限制使得通用NAND逻辑操作成为可能。此外，通过使用单个电输入控制和光学读出，在Fano谐振的远场强度状态下实现逻辑非操作。所提出的基于Fano设计的可重构微悬臂梁具有多种逻辑运算，可以创建一个通用平台，用于实现可编程和随机访问的超材料，具有增强的电光性能，多通道数据处理和加密技术，用于高速无线网络，现在正被推向太赫兹波长。
2018-03-01 physics.app-ph physics.optics
Negative-Index Metamaterials: Going Optical
六年前，GHz频率的负折射率材料的实现推动了工程超材料在光学范围内的负折射率的竞争。GHz谐振结构的纯粹小型化是一种方法。替代设计利用金属膜中的局部等离子体共振金属纳米颗粒或纳米孔。根据这种方法，最近已经在光学范围内实现了负折射率。我们回顾了这些最近的结果，并总结了如何明确检索的有效折射率的薄层从数据可访问的测量。数值模拟表明，由银条和增益提供材料组成的复合材料可以同时具有-1.3的负折射率和100%的透射率。
2006-05-25 physics.optics
Microscopic model of Purcell enhancement in hyperbolic metamaterials
我们从理论上研究了一个显着的增强自发发射的超材料与双曲色散建模为立方晶格的各向异性共振偶极子。我们分析了Purcell因子对晶格单元中的源位置的依赖性，并证明了实现大Purcell因子和Lamb位移的最佳发射器位置在局部场最大值中。我们表明，计算出的格林函数具有特征的十字形，空间调制由于结构离散。我们的基本微观理论为快速发展的双曲型超材料领域提供了基本的见解。
2012-05-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnetic Permeability Time-varying Metamaterials at Microwave Frequencies
本文利用坡莫合金构建GHz磁导率时变超材料，实现4 GHz微波的非对称上下变频，并通过数值计算证明高效上变频源于非线性磁化动力学。
2025-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Slow waves in locally resonant metamaterials line defect waveguides
在过去的几十年里，人们一直致力于波的时间操纵，特别是专注于减缓其传播。在电磁学中，从微波到光学，以及在声学或弹性波中，慢波传播确实在很大程度上有利于应用物理和基础物理。例如，通过延迟线和缓冲器等组件的设计，它在模拟信号计算中至关重要，并且它是增加波/物质相互作用的先决条件之一。尽管广泛的社会的兴趣，研究主要是在光学随着波长缩放的结构化复合介质的发展，出现有前途的候选人紧凑的慢光组件进行。然而，它们的最小结构尺度阻止了它们被转换到波长从亚毫米到米的较低频率。在这篇文章中，我们建议克服这一限制，由于深亚波长尺度的局部共振超材料。在我们的方法中，在这里实施的微波制度，我们表明，在这样的复合介质中引入耦合谐振缺陷允许创建深亚波长波导。我们的实验表明，波，而在这样的波导中传播，表现出大大降低群速度。我们定性地解释了这种慢波传播的机制，并首先实验证明，然后数值验证，它可以被利用来调整速度，实现组指数ng高达227在相对较大的带宽。最后，我们强调我们的线缺陷慢波波导在局部谐振超材料的三个有益的后果：深亚波长尺度，非常大的群指数和慢波传播不会发生在急剧的带宽减少的代价。
2017-07-07 physics.optics
Coherent amplification and lasing of weak surface-plasmon polaritons in a negative-index metamaterial with a resonant atomic medium
表面等离子体激元（SPPs）激光需要粒子数反转，效率低，光谱特性差。我们开发了一种无反转的量子等离子体波导的概念，利用单向超辐射SPP发射的辐射产生强烈的相干表面等离子体光束。我们的方案包括一个共振驱动的冷原子介质在无损介质位于超低损耗负折射率超材料~（NIMM）层。我们提出在原子介质和NIMM层界面内产生等离子体场的单向超辐射，并通过引入超辐射SPP波和耦合激光场之间的相位匹配来实现放大的SPP。我们还建立了弱调制等离子体激元场和原子系综的集体振荡之间的参数共振，从而抑制稳定放大的定向极化激元模式的退相干。我们的方法结合了原子介质的量子增益，得到了超辐射SPP波相干放大的充分条件，并将此方法应用于与弱极化激元波耦合的原子介质的量子动力学。我们的波导配置作为一个表面等离子体激元激光器和量子等离子体激元晶体管，并打开了前景，设计可控的纳米尺度激光器的量子和纳米光子应用。
2020-10-15 physics.optics
Broadband Purcell effect: Radiative decay engineering with metamaterials
利用谐振微腔或周期性介电介质设计光子态密度（PDOS）可以控制与光相关的大量经典和量子现象。在这里，我们表明，具有双曲色散的纳米结构超材料，具有宽带宽的奇异性的PDOS，在任何其他光子系统中不存在的效果，这使得显着的控制光-物质相互作用。这种非共振PDOS改变的一个壮观表现是宽带珀塞尔效应，一种光源自发发射的增强，最终导致一种可以有效利用来自孤立发射器的单个光子的设备。我们的方法不同于传统的共振Purcell效应路线的单光子源的带宽的限制，这将限制可能使用这种方法的实际设备的应用，特别是在室温下。所提出的元器件可用于从量子通信到生物传感的应用，也开辟了使用超材料探测原子和人造原子（如量子点）的量子电动力学特性的可能性。
2011-10-27 physics.optics
Wireless energy transfer between anisotropic metamaterials shells
研究了强耦合径向光子晶体壳的行为，作为一种潜在的无线传输电磁能量的替代方案。这些基于各向异性超材料的亚波长谐振微结构，由于其高的品质因数，可以产生有效的耦合现象。选定的本构参数（介电常数和磁导率）的配置进行了分析，在其谐振特性。两个耦合谐振器之间的耦合损耗比计算为距离的函数，最大值（在超过300）时，得到的外壳是由它们的半径的三倍分开。在实际条件下，最大功率传输的83%也已估计。
2013-11-04 physics.optics
Silicon-based Infrared Metamaterials with Ultra-Sharp Fano Resonances
超材料和超表面代表了光操纵、生物和化学传感、非线性光学甚至spaser激光的一个非常通用的平台。这些应用中的许多依赖于超材料的共振性质，这是近场中光能的极端光谱选择性集中的基础。自由空间光耦合到具有高谐振品质因数Q>>1的尖锐谐振元表面中的简单性是相对于极其角度敏感的衍射结构或固有不均匀的高Q光子结构（诸如环形或光子晶体微腔）的显著的实际优点。这种光谱选择性目前对于绝大多数由金属制成并遭受高等离子体损耗的超材料是不可能的。在这里，我们提出并证明了Fano共振全半导体光学元表面支持光学共振与品质因数Q>100，几乎是一个数量级比他们的等离子体对应物支持尖锐。这些硅基结构被证明是平面手性的，为高效的超薄圆偏振器和圆偏振辐射的窄带热发射器打开了激发的可能性。
2013-09-25 physics.optics
Simons Observatory: Broadband Metamaterial Anti-Reflection Cuttings for Large Aperture Alumina Optics
我们提出了设计，制造和测量性能的超材料抗反射切割（ARC）的大格式氧化铝过滤器工作在超过一个倍频程的带宽部署在西蒙斯天文台（SO）。ARC由亚波长特征组成，这些特征使用具有近微米精度的定制切割锯切割到光学器件的表面。该设计实现了对入射角高达20 $^\circ$的反射的高精度控制。ARC在覆盖75-170 GHz频段的四个42 cm直径滤波器和覆盖200-300 GHz频段的50 mm直径原型上进行了演示。这些样品的反射率和透射率是使用宽带相干源测量的，该宽带相干源覆盖从20 GHz到1.2 THz的频率。这些测量结果表明，随着波长接近超材料结构的长度尺度，对目标通带的反射率进行了高水平控制，并且透射率迅速降低，其中散射主导了光学响应。后一种行为使得能够使用超材料ARC作为该限制中的散射滤波器。
2022-10-10 astro-ph.IM physics.optics
A Random Access Reconfigurable Metamaterial and a Tunable Flat Lens
控制超材料结构中的单个超分子的谐振特性的能力将为动态地成形电磁辐射的波前提供最终的自由度，用于诸如可变像差校正平面透镜、动态全息图以及空间强度和相位调制器的应用。在这里，我们报告的第一个示范的超材料，其中每个单独的超分子的谐振特性可以连续控制，从而提供了一个最终的自由，在实现微波辐射的电磁波阵面的动态控制。我们称之为随机存取可重构超材料（RARM）。为了实现RARM，我们使用微流体技术以精确的方式创建了一系列充满液态金属的腔体。所开发的RARM用于提供可调谐平面透镜的第一个演示。
2014-06-11 physics.optics
Coupling-assisted quasi-bound states in the continuum in heterogeneous metasurfaces
本文基于普适耦合模理论，提出了一种异质结构中的连续介质束缚态。我们找到了更一般的物理参数来表示BIC，这是谐振频率和相应的相位的超材料结构。因此，BIC超材料来源于超材料结构的谐振频率和相位的相等，而不仅仅是均匀结构。同时，通过改变超材料结构的几何形状，只要稍微改变超材料结构的谐振频率和相位之一，就可以得到准BIC，而不是均匀结构的对称性破缺。在本文中，我们提供了BIC和准BIC的两个异质结构的一个例子，这两个异质结构是切割线（CW）和开口环谐振器（SRR），以广泛扩展超材料BIC超出常识。此外，我们展示了模拟结果和实验结果来证明我们的想法。
2021-12-03 physics.app-ph physics.optics
Ultrathin microwave absorbers made of mu-near-zero metamaterials
在本文中，μ-近零（MNZ）的超材料被用来实现一个λ-吸收器的厚度只有约百分之一的工作波长。超材料吸收体（MA）由双层金属螺旋阵列制成，设计成在低微波频率（~1.7 GHz）下具有大的纯虚磁导率。在高达60度的照明角度下，表现出90%以上的吸收效率。本文还研究了由二维各向同性超材料实现的偏振不敏感MA。与传统的天然材料制成的厚而重的吸波材料相比，我们的设计具有很大的应用潜力。
2012-09-27 physics.optics
Liquid Crystal Tunable Metamaterial Perfect Absorber
我们目前的实验演示电子可调超材料完美吸收器在太赫兹制度。通过将有源液晶结合到超材料单元内的关键位置，我们能够在2.62 THz下将吸收修改30%，并将谐振吸收调谐到4%以上的带宽。数值全波模拟与实验结果吻合良好，并阐明了基本机制，即同时调谐电和磁响应，以保持共振吸收。这些结果表明，表面的基本光相互作用可以通过全电子手段进行动态控制，并为实现新的应用提供了一条前进的道路。
2012-06-19 cond-mat.other physics.optics
Inverse design of plasma metamaterial devices with realistic elements
在先前研究的扩展中[1]，我们应用逆向设计方法来生产具有现实等离子体元件的二维等离子体超材料设备，该等离子体元件包括石英封套、碰撞性（损耗）、非均匀密度分布和对实验误差/扰动的抵抗力。反向传播有限差分频域模拟用于设计波导和解复用器下的横向磁极化。与现实元素的最佳设备相比，以前的设备与理想化的元素，和几个参数初始化方案的优化算法进行了探讨。解复用和波导的等离子体元件组成的微波政权的设备，合理的空间平均等离子体频率~10 GHz和碰撞频率~1 GHz，允许未来的原位培训和实验实现这些设计。
2022-10-28 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Sharp dark-mode resonances in planar metamaterials with broken structural symmetry
我们报告说，具有非常高的品质因数的谐振响应可以在平面超材料中通过在其结构元件的形状中引入对称性破缺来实现，这使得能够激发暗模式，即弱耦合到自由空间的模式。
2007-04-12 physics.optics
Localization of Electromagnetic Fields in Disordered Fano Metamaterials
我们提出的第一个研究的障碍，在平面超材料组成的强相互作用的超分子，耦合电偶极子和磁偶极子模式引起的Fano型共振响应，并表明位置的障碍导致光本地化固有的集体磁偶极子激发。我们证明了磁激励在无序排列中持续存在，并导致“磁热点”的形成。
2012-02-01 physics.optics
Temporal Effective Medium for Programmable Acoustic Metamaterials with Multiple Resonances
本文将有效介质理论推广到具有多重共振的时间调制声学超材料，推导出共振强度与频率调制下的显式平均规则，为可编程非厄米声学器件设计提供统一框架。
2025-05-09 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
Metamaterial tuning by manipulation of near-field interaction
分析了超材料亚波长谐振单元之间的近场相互作用，提出了一种计算电磁相互作用系数的方法。我们表明，通过调整相邻的开口环谐振器的相对配置，它变得有可能操纵这种近场相互作用，从而调整超材料的响应。我们使用这个分析的结果来解释实验观察到的微波超材料的调谐。
2010-09-28 physics.optics
Magneto-optical response in bimetallic metamaterials
我们证明了共振法拉第极化旋转等离子体阵列的纳米环谐振器组成的Au和Ni部分。这种超材料设计允许优化磁光效应的增强和等离子体激元耗散之间的权衡。尽管Ni部分对应于超材料的总表面的约6%，但所产生的磁光诱导的偏振旋转等于连续膜的偏振旋转。这种超材料可用于紧凑型磁传感器、有源等离子体元件和集成光子电路。
2016-03-28 physics.optics
Metamaterial enhancement of metal-halide perovskite luminescence
金属卤化物钙钛矿作为用于发光应用的可溶液加工的光学材料迅速出现。在这里，我们采用等离子体超材料的方法来增强光致发光发射和提取的甲基碘化铅铵（MAPbI3）薄膜，基于珀塞尔效应。我们发现，杂交的活性金属卤化物膜与共振纳米级大小的狭缝雕刻成一个金膜可以产生超过一个数量级的发光强度增强，和发光寿命减少近三倍。这显示了共振纳米结构在可调光谱范围内控制金属卤化物钙钛矿发光特性的有效性，这是一种实现高效钙钛矿发光器件和单光子发射器的可行方法。
2020-05-22 physics.app-ph physics.optics
Nano-optomechanical Nonlinear Dielectric Metamaterials
通过利用纳米结构硅膜中局部电磁模式的谐振性质，全介电超材料可以在光通信波长处充当非线性介质。我们表明，这种超材料提供了极大的光学机械非线性，工作在每单位单元只有几μW的强度和高达152 MHz的调制频率，从而提供了一条快速，紧凑和节能的全光学元器件的路径。
2015-11-18 physics.optics
Wide-angle and polarization-independent chiral metamaterial absorber
提出了一种基于手征超材料的谐振式微波吸收体。我们表明，与数值模拟和实验测量，吸收器的工作以及为不同的偏振入射角的一个非常宽的范围。所提出的吸收体具有紧凑的尺寸，并且对于宽范围的入射角，吸收接近于1，这是潜在应用的良好候选者。
2010-05-24 physics.optics
High Quality Factor Fano-Resonant All-Dielectric Metamaterials
在过去的几年中，电磁感应透明（EIT）的超表面类似物已经成为纳米光子学领域的主要焦点，这是由于它们能够产生用于诸如低损耗慢光器件和高灵敏度光学传感器的应用的高品质因数（Q因子）共振。然而，欧姆损耗将常规等离子体激元EIT超颖表面中可实现的Q因子限制为小于10的值，从而显著妨碍器件性能。在这里，我们报告一个经典的模拟EIT使用全电介质硅基超颖表面的实验演示。由于极低的吸收损耗和相邻元原子的相干相互作用，实验观察到483的创纪录的高Q因子，导致折射率传感器的品质因数（FOM）为103。此外，我们表明，介电超颖表面可以被设计为限制在硅谐振器或环境中的光场，允许在纳米尺度上定制光-物质相互作用。
2014-08-15 physics.optics
Plasmonic waveguides with hyperbolic multilayer cladding
具有各向异性光学色散的工程等离子体超材料使我们能够定制基于超材料的波导的特性。我们研究了具有双曲色散的介质芯和多层金属-介质包层的等离子体波导。不使用任何均匀化，我们计算的谐振本征模的有限宽度的包层，并发现协议的包层波导的色散的谐振功能。我们表明，在谐振宽度，波导的传播模式耦合到包层本征模，因此，被强烈吸收。通过在实际波导的设计中避免谐振宽度，可以消除强吸收。
2014-11-14 physics.optics
Conjugated gammadion chiral metamaterial with uniaxial optical activity and negative refractive index
我们通过数值计算和实验证明了一种共轭的γ-手性超材料，它在单轴方向上表现出巨大的光学活性和圆二色性，并且具有负折射率。这种手性设计提供了更小的晶胞尺寸和更大的手性与其他已公布的平面设计相比。实验在GHz频率（约6 GHz），并在良好的协议与数值模拟。
2010-11-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fano-Resonant, Asymmetric, Metamaterial-Assisted Tweezers for Single Nanoparticle Trapping
等离子体纳米结构可以克服阿贝衍射极限以产生强梯度场，从而实现纳米尺寸颗粒的有效光学捕获。然而，在低入射激光强度下实现稳定的捕获仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一个法诺共振辅助等离子体光镊（FAPOT），单个纳米粒子捕获在一个阵列的不对称分裂的纳米孔径，研磨在50 nm的金薄膜。通过调节俘获波长和改变入射激光强度实现了稳定的俘获。在930 nm的近共振捕获波长下，对于20 nm的聚苯乙烯颗粒，实现了8.65 fN/nm/mW的非常大的归一化陷阱刚度。我们发现，陷阱的共振刚度提高了63倍，相比非共振条件。这可以归因于超小的模体积，这使得大的近场强度和腔Purcell效应的贡献。这些结果将有助于在低入射捕获激光强度下实现强捕获，从而为研究单分子（如蛋白质、DNA或病毒）的跃迁路径提供新的选择。
2020-01-23 physics.app-ph physics.optics
Observation of Brewster's effect for transverse-electric electromagnetic waves in metamaterials: Experiment and theory
我们在实验上实现了用超材料产生横电磁波的布儒斯特效应。在电介质中，布鲁斯特无反射效应只出现在横磁波中。然而，理论上预测，在相对磁导率r不等于1的条件下，TE波会出现布鲁斯特效应。我们利用时域有限差分法设计了一个μ r为1的开口环谐振器阵列作为超材料。在3 GHz区域进行反射测量，并确认了在特定入射角下反射波的消失。
2006-05-19 physics.optics
Giant nonlinear response of 2D materials induced by optimal field-enhancement gain mode in hyperbolic meta-structure
超材料中的共振模式已被广泛用于放大实际器件应用中的2D材料的光学响应。然而，谐振模式下的高损耗严重阻碍了超材料的应用。在这里，我们引入一个场增强增益（FEG）的因素，找到FEG模式显着改善光-物质相互作用。作为示范，我们实验比较了单层二硫化钼的二次谐波产生的增强诱导的最佳FEG和双曲元结构中的共振模式。在最佳的FEG模式下，我们获得了22145倍的增强和1.1*10-6 W-1的转换效率，这分别是一个和两个数量级高于以前报道的单层MoS 2。实现了超过~80 nm的宽带高FEG区域，其中非线性增强大于由谐振模式引起的增强。FEG因子的概念对超材料具有普遍意义，为超材料的应用开辟了一条新的途径。
2020-09-21 physics.optics
Strong group velocity dispersion compensation with phase-engineered sheet metamaterials
共振超材料通常表现出相当大的色散，这被认为是许多应用的缺点。在这里，我们利用的能力，以定制的色散响应的超材料介绍了一种新的方法，在电信系统中的群速度色散补偿。该方法由堆叠的高度色散的片的超材料的数量，并能够补偿色散的光纤具有负或正的群速度色散系数。我们证明了相位工程超材料可以提供强大的群速度色散管理，而不会受到大传输损耗的不利影响，同时提供高可定制性和小尺寸。
2014-05-30 physics.optics
Scaling of losses with size and wavelength in nanoplasmonics and metamaterials
我们表明，对于谐振金属-电介质结构，在所有三个维度上具有光的亚波长限制，除非在光谱的远IR和THz区域或以下操作，否则损耗不能显著降低到金属本身的损耗以下。这种高损耗不能通过引入由于Purcell引起的复合时间缩短而导致的增益来补偿。低损耗光学超材料的唯一设计方法是使用未知的负介电常数低损耗材料。
2011-10-04 physics.optics
Surface Plasmon Driven Electric and Magnetic Resonators for Metamaterials
利用表面等离子体激元和超材料之间的相互作用，我们提出了一种新的超材料设计技术。我们表明，薄金属表面上存在的表面等离子体激元可以用来“驱动”在其附近的非共振结构，以提供新型的电和磁谐振器。这些谐振器严格地粘附到主体金属膜的表面等离子体激元色散。所得到的超材料的工作频率可以缩放到极高的频率，否则不可能与传统的分裂环谐振器为基础的设计。我们的方法为等离子体和超材料界面的理论和实验开辟了新的可能性，以收获这两个领域相结合的许多潜在应用。
2011-04-11 physics.optics
A gradient index metamaterial
超材料--具有定制电磁响应的人工结构材料--可以被设计成具有现有材料难以实现的特性。在这里，我们提出了一种结构化的超材料，基于导电开口环谐振器（SRR），它具有一个恒定的空间梯度的有效折射率。我们通过测量微波束在宽频率范围内的复合超材料的平板的偏转，实验证实了梯度。梯度折射率超材料代表了开发梯度折射率透镜和类似光学器件的替代方法，其可能是有利的，特别是在较高频率下。特别是，我们提出的梯度折射率材料可能适用于太赫兹应用，其中磁共振响应的SRR最近已被证明。
2004-07-13 physics.optics
