Effects of Refraction and Reflection on Coherence Properties of Light
部分相干光束在经典光学和量子光学中都能遇到。它们的相干特性通常取决于它们的源的相关特性。本文提出了一种在实验室环境中控制光束相干特性的方法。该技术是基于这样的事实，即部分相干电磁光束的相干性可以改变折射和反射，并且可以通过改变入射角来控制的变化。
2012-10-23 physics.optics
Partially coherent conical refraction
本文利用统一的光学相干理论，将近轴圆锥折射模型推广到部分相干光的情形。我们证明了圆锥折射关联函数的高斯谢尔模型源到众所周知的圆锥折射相干模式的分解。假设输入光束的电场相位是随机的，我们重新表述并大大简化了严格的锥形折射理论。这种方法使我们能够以与相干辐射的经典情况完全相同的方式来考虑光通过锥形折射晶体的传播。有了这个在手，我们推导出在焦平面和远场，这使我们能够解释和严格证明早期的实验结果和预测新的现象的锥形折射强度。最后包括锥形折射环宽度变窄、Lloyd平面内的暗Poggendorff环消失以及低相干锥形折射光的拉曼光斑移动等违反直觉的效应。我们还证明了锥形折射锥的相干度对输入相关长度的普遍幂律依赖性和低相干锥形折射光在远场的无衍射传输。
2022-05-11 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
Resonant noninear refraction of 4-5 $μ$m light in CO and CO$_2$ gas
利用时间分辨和频率分辨的自聚焦和自散焦测量，研究了峰值强度为15 MW/cm $^2$的4-5 $μ$ m光在CO和CO $_2$气体中的共振非线性折射.这些分子气体的非线性表现出强度依赖的符号反转和< 4 ns的响应时间。从自聚焦到自散焦或反之亦然的变化被观察到发生拉比频率是可比的碰撞线宽。强驱动二能级系统的非线性极化率的密度矩阵模型为这些结果提供了一个定性的解释。
2021-06-21 physics.optics
A particle mechanism for the index of refraction
我们建议离开对光的电磁波描述，而通过一种纯粹的微粒和中性的方法来解释光在透明介质中慢下来的现象。量子预测和我们的实验折射率进行了比较。在我们的框架中，光学克尔现象找到了一个非常自然的解释，它的数值很容易获得
2007-09-11 physics.optics
Relationship between the Kramers-Kronig relations and negative index of refraction
相对于真空折射率的负折射率的条件是建立在电容率和磁导率的介电常数。研究发现，为满足Kramers-Kronig关系而施加的解析性是物理负指数的一个足够普遍的判据。Kramers-Kronig关系的满足是因果关系原理的表现，并且预测的负指数频率区域与相速度与坡印廷矢量反向的Depine-Lakhtakia条件一致，尽管这里给出的条件不假设{ \it先验} n为负解分支。
2010-09-24 physics.optics
The DeLLight experiment to observe an optically-induced change of the vacuum index
量子电动力学预言，真空必须表现为非线性光学介质：当真空受到强电磁场的压力时，光速应该被修改。这种光学现象尚未被观察到。DeLLight（光偏转）实验旨在观察真空的光致折射率变化，这是一种从未被探索过的非线性效应。该实验安装在IJCLab的LASERIX设施中，该设施提供超短强激光脉冲（每个脉冲2.5 J，每个脉冲持续时间为30 fs，重复率为10 Hz）。该建议是测量探测激光脉冲穿过横向真空折射率梯度时的折射率，由一个非常强的泵浦脉冲产生。折射引起探针的强度分布的横向偏移，其信号由Sagnac干涉仪放大。在这篇文章中，我们描述了实验方法和设置，并提出了完整的理论计算的预期信号。在焦点处的最小束腰为$5 \,μ$ m（对应于最大强度为$\sim 3 \times 10^{20}$ W/cm $^2$），并且在从QED导出的非线性真空指数的情况下，预期的折射角为0.13 prad。干涉仪原型的第一结果。结果表明，消光因子$\mathcal{F} = 0.4 \times 10^{-5}$（对应于250的信号放大因子）和空间分辨率$σ_y = 10$ nm是可实现的。然后，预期的信号大约是下午15点，并且可以在5-sigma置信水平下用大约一个月的收集数据来观察。
2021-01-29 physics.optics
Spatiotemporal refraction of light in an epsilon-near-zero ITO layer
当光穿过折射率随时间快速变化的介质时，光的频率会发生变化。最近报道了透明导电氧化物的大频移效应。这些观测结果被解释为出现从时间变化的传播相位在体介质中产生的折射率的时间变化，一种效应称为时间折射。在这里，我们表明，在一个ε近零（ENZ）层的氧化铟锡（ITO）的频率偏移不仅源于这种批量响应，但包括一个显着的效果，从时间上的变化所造成的空间边界条件。对于某些角度，这种边界效应可能导致主体效应的主要相反偏移。因此，该过程引起可以通过入射角定制的频移，从而解耦幅度和相位调制。
2021-07-13 physics.optics
Curving the Trajectory of Light in Refraction Index Gradients
Amherst College（阿默斯特学院）
本研究由高中生完成，利用糖浓度或温度梯度形成的折射率梯度，探究光线弯曲传播及图像倒置条件，并依据理论预测重建扭曲图像。
2025-10-04 physics.optics
Optical dielectric huygens metagrating performing near unity anomalous refraction at TM mode with extremely simple design
本文提出一种每周期仅含一个元原子的极简惠更斯超构光栅，通过激进离散化设计在TM模式下实现94%效率的近无损异常折射，并厘清了超构光栅与超构表面的界限。
2023-04-15 physics.optics
Coherent perfect absorption mediated anomalous reflection and refraction
我们证明了在双向照明下，在一个独立的波纹金属膜的正常同一侧的光弯曲。利用相干完全吸收（CPA）来抑制镜面零阶，从而导致光有效地向后弯曲成“-1”阶，而“+1”阶与表面模式共振。结果表明，该效应是相敏的，在相同的几何结构中产生CPA和超散射。
2012-07-23 physics.optics
On the dual-cone nature of the conical refraction phenomenon
在圆锥折射（CR）中，一束聚焦的高斯光束通过双轴晶体并平行于其中一个光轴，在焦平面处被一个暗（Poggendorff）环分裂成一对同心亮环。在这里，我们示出了在焦平面处不呈现Poggendorff精细分裂的CR横向图案的生成，即，它形成单个光环。该光环由非均匀偏振输入光束产生，该非均匀偏振输入光束通过使用模拟特征CR偏振分布的空间非均匀偏振器获得。该偏振器允许根据最近提出的CR现象的双锥模型来调制两个CR光锥之间的相对强度。我们表明，在焦平面上的干扰环的情况下，是由两个CR锥的选择之一。
2015-05-19 physics.optics
Refraction of light and conservation laws
本文利用准粒子图像在基础层面解释了光的折射与不同动量的作用，并通过精确可解微观模型揭示了微观物理与有效介质Maxwell方程组之间的相互作用与张力。
2025-03-06 physics.class-ph physics.optics
Negative Refraction Makes a Perfect Lens
本文提出利用负折射率材料平板构建超级透镜，可聚焦包括非辐射分量在内的所有傅里叶分量，突破传统透镜的波长限制，并展示微波波段及可见光频段薄银板的实现方案。
2025-07-02 physics.optics
Chiral molecules split light: Reflection and refraction in a chiral liquid
当光束与另一种介质（例如空气）成一定角度进入液体时，它会改变方向。如果液体中含有缺乏镜像对称的分子，那么菲涅耳预测光束不仅会改变方向，而且实际上会分裂成两个单独的光束，各自的折射角相差很小。在这里，我们报告观察到这种现象。我们还证明了反射角不等于手征介质中的入射角。与传统的旋光，这取决于通过样品的路径长度，报告的反射和折射现象出现在几个波长的界面，从而提出了一种新的方法，可用于微流体体积的偏振。
2006-08-10 physics.chem-ph physics.optics
Theoretical and numerical investigation of internal conical refraction of structured light beams
本文对结构光在双轴晶体中的内锥折射进行了从头算数值研究。从菲涅耳方程的解出发，在不假设任何解析近似的情况下进行了理论分析，从而获得了一组精确的方程，该方程可以通过标准的积分方法对任何入射光束进行求解。作为应用的例子，我们考虑了KTP晶体内的线偏振和圆偏振高斯光束和贝塞尔光束的特殊情况。数值计算遵循晶体内折射光束的演化。可以看出，对于实际的边界条件，折射锥出现在一定范围内的距离内的晶体和它的形状是相当敏感的初始条件。
2022-02-15 physics.comp-ph physics.optics
Wavefronts, light rays and caustic associated with the refraction of a plane wave by a conospherical lens
本工作的目的是介绍一种透镜，其表面是一个圆锥表面和一个球面。我们用一个平面波阵面照明这个透镜，并计算了它的折射波阵面、光线和焦散。我们发现焦散线有两个分支。第一种是由一条直线的两段组成的，这个焦散线的一部分是实的，另一部分是虚的。焦散线的第二分支是具有尖脊型奇点的二维曲面。注意到焦散线的两个分支是不相连的是很重要的。由于这种性质，我们相信，使用这种光学元件，可以在焦散线是二维旋转表面的区域中产生标量光学加速光束，并且同时在实焦散线是沿光轴的一段直线的区域中产生具有与零阶贝塞尔光束相似性质的标量光束。
2021-07-07 physics.optics
Possibility of negative refraction for visible light in disordered all-dielectric resonant high index metasurfaces
采用三维时域有限差分（FDTD）模拟方法，在532 nm波长下研究了由磷化镓（GaP）球体组成的无序全介质超颖表面的有效折射率。结果表明，随机分布在超颖表面上的高折射率纳米颗粒的混合物可能具有负折射，其尺寸接近第一磁共振和电共振。构造了超颖表面有效折射率对纳米颗粒浓度和尺寸的依赖关系。论证了高折射率谐振球在大浓度下产生负折射的可行性。负的有效折射率仅表现为单层的GaP球。
2020-02-05 physics.app-ph physics.optics
Light propagation in biaxial crystals
我们提出了一种能够预测光束通过双轴晶体的变换的形式。我们使用这种形式主义的理论和实验表明，从双折射到锥形折射，这是发现当光沿双轴晶体的光轴之一传播的过渡。此外，我们证明了该理论是适用于非圆柱对称和非均匀偏振光束的预测通过级联的双轴晶体的输入光束的变换。
2015-05-19 physics.optics
Low-loss negative refraction by laser induced magneto-electric cross-coupling
讨论了相干驱动原子介质中吸收减少的负折射的可行性。通过激光场的电和磁偶极跃迁的相干耦合在偶极密度下诱导磁电交叉耦合和负折射，所述偶极密度比实现负磁导率所需的要小得多。同时，由于相消量子干涉，吸收被最小化，并且负折射率与吸收的比率变得比没有相干交叉耦合的系统大几个数量级。所提出的方案允许微调的折射率。本文导出了具有磁电交叉耦合的介质的阻抗的一般表达式，并表明可以很容易地实现与真空的阻抗匹配。最后，我们讨论了介质响应的张量性质，并推导出折射率对传播方向的依赖关系的表达式。
2009-01-06 physics.optics quant-ph
Anomalous refraction of optical space-time wave packets
在两种材料之间的界面处的折射对于光与光子器件的相互作用以及光通过大气的传播是基本的。支撑光场折射的传统规则的是其空间和时间自由度的可分离性的默认假设。我们在这里表明，赋予脉冲光束精确的时空光谱相关性揭示了显着的耐火现象，如相对于折射率，群延迟取消，异常的群速度增加在较高的折射率材料，和可调的群速度的不变性通过改变入射角。包含这些效应的“时空”波包的折射定律在各种光学材料中得到了实验验证。时空折射违背了我们从费马原理中得出的预期，并为塑造光的流动和其他波动现象提供了新的机会。
2020-01-05 physics.class-ph physics.optics
About the wording of Fermat`s principle for light propagation in media with negative refraction index
本文阐述了电磁波在负折射率材料中传播的费马原理。最近对这种材料的实验证实了它们的主要特性，这是以前预测的。通过两点间波传播时间的极小值（或极值）证明了费马原理对MNR的不适用性。这种情况下的正确措辞是通过两点之间的总光程的极值的措辞，此外，波通过MNR时的光程取负值。本文讨论了由MNR得到的原始平面透镜的一些性质。
2002-03-21 cond-mat physics.optics
Negative refraction by a virtual photonic lattice
对光子学和超材料的研究不断挑战我们对光的行为的直观理解。近年来，我们已经看到了负折射，光通过平板聚焦，“完美”棱镜和“隐形衣”[1-6]。通常理解，这种不寻常行为的原因是强（异常）色散，即，材料特性对光的频率的依赖性。色散可以是由于材料的自然微观共振（如表面等离子体激元-极化激元），或者是由于周期性晶格的有效共振（带隙）（如光子学[7-9]）。超材料采用了两种方法中较好的一种，它代表了一个周期性的亚波长粒子阵列，这些粒子被调谐到特定的频率波段共振。然而，目前，我们对有限尺寸的周期性光子晶体或超材料样品对宏观性质（如折射）的影响只有非常基本的理解。然而，每一个有限的介质物体是一个中等质量的谐振器，其本征模式形成一个虚拟的光子晶格，具有自己的角带隙和优选的传播方向。在这里，我们表明，这种虚拟晶格产生非平凡的实际效果，甚至均匀的介质谐振器可能会产生负作用，没有负或周期性调制的介电常数/磁导率。我们还提出了一种简单的方法来控制周期的虚拟光子晶格通过改变谐振器的横向尺寸。我们的研究表明了三维共振现象在光学中的重要性，并可能导致具有不寻常特性的新光学器件。
2008-05-06 physics.optics
Negative Index of Refraction in Optical Metamaterials
平行金纳米棒对的阵列被示出在1.5微米的光通信波长处具有负折射率n '=-0.3。这种效应是由纳米棒对中的等离子体共振引起的，用于光的电和磁分量。折射率检索从直接的相位和振幅测量的透射和反射，这都是非常符合我们的有限差分时域模拟。折射主要取决于透射波的相位，这强调了相位测量在寻找n '中的重要性。
2005-04-27 physics.optics
Negative refraction of light in an atomic medium
本文通过精确模拟展示原子介质中无需人工超材料的光负折射，在现有实验系统中实现高透射，基于集体激发能带解释且对缺陷鲁棒、可被亚辐射增强。
2024-12-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Sub-cycle time-refraction at optical frequencies
Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究通过实现亚周期速率的折射率变化，观察到光学频率下时间折射现象的增强，为研究时间反射、光子时间晶体及光-物质相互作用提供了实验基础。
2026-01-09 physics.optics
Attosecond tracking of light absorption and refraction in fullerenes
物质的集体响应是普遍存在的并且被广泛利用，例如在等离子体、光学和电子设备中。在这里，我们跟踪阿秒时间尺度的诞生集体激发在有限的系统，并发现在这个政权的独特的新功能。结合量子化学计算与量子动力学方法，我们计算了随时间变化的光吸收和折射的富勒烯，作为集体模式出现的指标。我们解释了数值计算的新的瞬态特性的分析模型，并指出超快光子和电子应用的相关性。提出了一种利用突现阿秒计量学测量预测效应的方案。
2012-06-29 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.optics
Enhanced and switchable spin Hall effect of light near the Brewster angle on reflection
从理论和实验两方面揭示了在反射布儒斯特角附近光的自旋霍尔效应的增强和可切换。在布儒斯特角附近，得到的自旋相关分裂达到3200nm，比以前报道的折射率值大50倍。我们发现，在周测量中的放大因子不是一个常数，这与屈光测量中的放大因子有显著的不同。作为电子系统中SHE的类比，我们发现光的SHE中存在一种可切换的自旋积累。我们能够通过稍微调整入射角来切换自旋累积的方向。
2011-08-21 physics.optics
Metamaterial analog of a black hole shadow: An exact ray-tracing simulation based on the spacetime index of refraction
在这封信中，我们首先证明了球对称时空中各向同性坐标下的零测地线方程与平坦时空中各向同性介质中的光线轨迹方程是相同的。基于这个类比，我们引入了一个精确的模拟光线轨迹在这些时空和超材料的时空折射率方面的类似物。作为不稳定的光轨迹，光子球在这些超材料类似物中以{ \it精确}与相应的黑洞几何形状相同的径向距离形成。使用相同的光线追踪模拟，我们发现了一个简单的黑洞阴影的模拟物，它是由史瓦西黑洞的超材料模拟物形成的，遮蔽了它的模拟视界附近的一条光源线。
2022-08-11 gr-qc physics.optics
Light refraction by water as a rationale for the Poggendorff illusion
波根多夫错觉在其经典形式的平行线中断一个横向的角度来看，与观察光在水中折射的日常经验。有人认为，如果一个人认为一个横向是光线在空气中和平行线，形成一个闭塞带的介质与折射率之间的空气和水，那么一个人应该能够帐户，定性和定量，为大多数的功能与波根多夫错觉。对7名参与者进行的视觉实验进行统计处理，每个参与者分析50种具有不同截取角和条带宽度的配置，导致封闭条带的有效折射率N = 1.13 +/-0.15，其充分接近平均折射率（在水和空气的折射率之间）~ 1.17。有人进一步认为，同样的机制也可以用来解释波根多夫错觉的许多变体，包括角波根多夫模式，以及赫林错觉。
2015-12-26 physics.bio-ph physics.optics
Comparison of the Phenomena of Light Refraction and Gravitational Bending
比较了光在电磁场和引力场作用下的性质。一旦考虑到时钟频率随与大质量物体的距离而变化的事实，就可以认为，在绝对意义上，光的频率在两种相互作用中保持不变。本文还指出，爱因斯坦所用的标准的曲率角的光线通过接近太阳是不是他们的实际轨迹，而是惠更斯原理。后者只要求光速随离引力源的距离而变化，以产生可测量的效应。因此，在日食期间观测到的恒星图像的位移可以根据光的波前旋转来解释，而无需假设单个光子实际上被太阳偏转。希夫在1960年报告的一项计算，基于光在所有局部观测者的直线上传播的假设，获得了与爱因斯坦原始工作相同的恒星图像位移角的封闭表达式，以支持这一解释。由于光被认为在任何给定的均匀透明介质中遵循直线轨迹，因此有人认为光折射和引力弯曲比通常认识到的有更多的共同点。
2009-04-21 physics.gen-ph physics.optics
Integrable isotropic profiles for polarized light
本文研究了偏振光在各向同性折射率剖面中传播时偏振对介质对称性的破坏，提出了一种构建偏振相关折射率的方案以恢复初始剖面的所有对称性，并在 Luneburg 和 Maxwell 鱼眼剖面上验证了该方案。
2022-10-04 physics.optics
Complex refraction metasurfaces for locally enhanced propagation through opaque media
本文提出同时调控超表面相位与幅度，将斯涅尔定律推广到复角度，在不透明介质中实现非衰减、非衍射传输，并通过加窗抑制非物理侧尾，实现局部显著传输增强。
2023-07-07 physics.optics
Tunable positive and negative refraction in optically-induced photonic lattices
研究了光折变晶体中光诱导一维周期晶格中光的可调谐光的折射。我们在实验上观察到的光束，选择性地激发周期性晶格的第一或第二光谱带的正折射和负折射，并演示输出光束的位置通过动态调整晶格深度的可调谐性。在较高的激光强度下，由于衍射引起的光束展宽可以通过非线性自聚焦来抑制，同时保持一般的转向特性。
2005-03-31 nlin.PS physics.optics
Light Transport in Random Media with ${\cal PT}$-Symmetry
利用传输矩阵法研究了具有${\cal PT}$ -对称折射率的随机分层光学介质的散射特性。我们发现，透射率指数衰减作为系统尺寸的函数，具有增强率$ξ_γ(W)^{-1}=ξ_0(W)^{-1}+ξ_γ (0)^{-1}$，其中$ξ_0(W)$是等效无源随机介质的本地化长度和$ξ_γ(0)$是相应的完美系统的衰减/放大长度与${\cal PT}$对称的折射率分布。虽然透射过程与左入射波和右入射波是互逆的，但是反射率从一侧增强并且从另一侧反向抑制，因此允许这种${\cal PT}$对称随机介质充当单向相干吸收体。
2012-05-09 physics.optics
Light propagation in tunable exciton-polariton one-dimensional photonic crystals
通过对嵌入量子阱的多层半导体结构（一维光子晶体）中光束传播的模拟，揭示了共振双曲型超材料的光学特性。折射角和光束扩展对激子辐射寿命的强烈依赖性被揭示。我们证明了光的强负光的折射和控制的光的群速度由一个外部偏压通过其对激子的辐射性质的影响。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic crystal optics in cold atomic gases
我们描述了光在具有周期性密度调制的气体中的传播，证明了具有负折射角的光子晶体状折射。我们解决的作用，定义不明确的边界和阻尼，并推导出一个光学模拟的量子绝热定理。对于Cs原子的光晶格，我们表明，依靠半绝热传播可以激发和空间分裂的积极和消极的折射模式在实验可用的气体密度。
2014-06-18 physics.optics
Negative Refraction in isotropic achiral and chiral materials
本研究探讨各向同性非手性与手性材料中的负折射现象，指出无需双负区间，在介电常数与磁导率实部异号的频率下即可发生，通过Drude-Lorentz等模型分析了相关光学特性。
2024-06-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Programming of refractive functions
本文提出由级联透射相位层构成的折射功能发生器（RFG），可任意编程输入与输出孔径间的折射排列，并支持波长复用，在太赫兹实验中验证了排列及负折射功能。
2025-07-26 physics.app-ph physics.optics
Properties of optical ducts, their chromatism and its effects on astronomical refraction
研究基于球对称介质光线求积与 Young-Kattawar 图分析光学波导的光线性质及色差，推导传递曲线波长依赖的新解析式，并获模拟验证。
2023-11-03 astro-ph.IM physics.optics
Discrete spectrum Radiation from a charged particle moving in a medium with Maxwell fish eye refraction index profile
考虑了带电粒子在具有麦克斯韦鱼眼折射率分布的介质中运动时的辐射。结果表明，辐射谱具有离散性。主发射波长与折射率分布半径成正比，在规则介质中具有偶极特性。建立了类切连科夫阈值速度。预测了无耗介质中角分布的基数重排。这种行为是由无损介质中的全内反射引起的，而不是光子在规则介质中的衰减全反射。无损介质确保定向和单色发射都可以用作相应区域中的光源。
2020-12-04 physics.acc-ph physics.optics
Blue-detuned optical ring trap for Bose-Einstein condensates based on conical refraction
提出了一种利用双轴光学晶体中的锥形折射现象对环形光结构中的中性原子进行光学操纵的新方法。对于聚焦到晶体后面的平面的光束，焦平面呈现出两个同心明亮的环，包围着称为波根多夫环的零强度环。我们从理论上和实验上证明了锥形折射的波根多夫暗环在三维空间中被高强度的区域所限制。导出了束缚强度最大值和最小值的位置，并讨论了利用蓝失谐光的排斥偶极力囚禁超冷原子的应用.我们给出了沿径向和轴向的俘获频率和势深度的解析表达式。最后，我们对波根多夫环内捕获的$^{87}$ Rb玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学进行了现实的数值模拟，与相应的实验结果非常一致。
2015-01-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Self-Focussing of an Intense X-Ray Beam in Vacuum
量子真空显示出依赖于强度的非线性折射率。因此，我们可以认为真空是一种非线性介质，在足够高的场强下，能够实现光与光的直接相互作用。在这种情况下，我们主张通过真空中X射线束的自聚焦来测量光的光散射的实验。虽然很难测量，我们认为，对于由高能光子组成的激光束，光束的功率分布携带一个独特的足够的自聚焦签名，这样的观察在现代自由电子激光设施似乎是可能的。自聚焦还对可以在真空中传播的最强X射线束施加了限制，对于$10$ keV X射线，该限制在$10$ PW的量级。
2021-07-07 hep-ph physics.optics
Frozen light in periodic metamaterials
波在空间周期性介质（如光子晶体）中的传播可以与任何均匀物质有质的不同。当电磁波的波长与周期性结构的原始平移相当时，这种差异尤其明显。在这种情况下，周期性介质不能被分配任何有意义的折射率。尽管如此，在几乎任何光子晶体中都可以发现诸如光传播的某些方向的负折射和/或相反的相速度和群速度之类的特征。唯一的保留是，与假设的均匀左手介质不同，光子晶体在感兴趣的频率范围内基本上是各向异性的。现在考虑入射到半无限光子晶体上的平面波。例如，可以假设在正折射的情况下，群的法向分量和透射布洛赫波的相速度具有相同的符号，而在负折射的情况下，这些分量具有相反的符号。如果透射波群速度的法向分量为零，会发生什么？让我们称之为“零折射”的情况。初看起来，透射波群速度的零法向分量意味着入射波的全反射。但是我们证明了全反射并不是唯一的可能性。相反，透射波可以以具有巨大振幅和近切向群速度的异常掠射模式的形式出现。这种壮观的现象对入射平面波的传播频率和方向极其敏感。这些特性在许多应用中非常有吸引力，例如高次谐波产生和波混合、光放大和激光、高效超级棱镜等。
2006-09-16 physics.gen-ph physics.optics
Liquid Transport Due to Light Scattering
使用实验和理论，我们表明，光散射的折射率的不均匀性的流体可以驱动一个大规模的流动。该实验使用了一种近临界的相分离液体，这种液体的折射率波动很大。穿过液体的激光束产生界面的大规模变形，并且可以导致液体射流形成。我们表明，变形产生的散射诱导流通过获得良好的协议之间的测量变形和假设这种机制的计算。
2007-01-05 physics.flu-dyn physics.optics
Vacuum birefringence detection in all-optical scenarios
在本文中，我们提出了一个全光学真空双折射实验，并评估其可行性的各种情况下。许多拍瓦级激光器投入使用，预计在不久的将来还会有更多的激光器投入使用，因此，将有前所未有的电磁场（$E_L\sim10^{14}-10^{15}$ V/m和强度$I_L\sim10^{21}-10^{23}$ W/cm $^2$）可用于实验。在我们的提议中，一个拍瓦级的激光器干扰量子真空，并在反向传播的探测激光束中产生延迟。将此延迟光束放置在马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的一个臂中，允许通过相移测量真空折射系数。相干光和压缩光都被认为是最小的相位灵敏度评估。我们表明，使用现有的技术和一些适度乐观的假设，至少部分讨论的情况是可行的真空双折射检测实验。
2018-07-30 physics.optics quant-ph
Generalized spatial differentiation from spin Hall effect of light
光学自然地为我们提供了一些强大的数学运算。实验证明，在单一光学平面界面的反射或折射过程中，通过分析光的特定正交偏振态，可以实现空间微分的光学计算。我们表明，空间分化本质上是由于自旋霍尔效应的光，一般伴随着光的反射和折射在任何平面界面，无论材料成分或入射角。所提出的自旋光学方法利用简单和通用的结构来实现矢量场计算并执行边缘检测，以实现超快速和节能的图像处理。
2018-07-25 physics.optics quant-ph
Extreme-ultraviolet refractive optics
折射是一种众所周知的光学现象，它改变了光波在物质中传播的方向。基于折射的显微镜、透镜和棱镜是控制可见光、红外线、紫外线和X射线波长光束特性的不可或缺的工具。然而，物质对极紫外线（XUV）辐射的大量吸收阻碍了折射透镜和棱镜在这一光谱区域的发展。在这里，我们展示了控制XUV辐射的折射，通过使用气体射流与密度梯度的XUV光束剖面。气相棱镜的演示，导致一个依赖于频率的XUV光束偏转。在原子共振附近的强偏转进一步用于开发可变形XUV折射透镜，具有低吸收和可以通过改变气体压力来调谐的焦距。我们的研究结果为XUV科学提供了新的机会，并为将基于折射的技术（包括显微镜和纳米聚焦）转移到XUV领域开辟了一条道路。
2018-04-24 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Probing vacuum birefringence using x-ray free electron and optical high-intensity lasers
真空双折射是强场量子电动力学最引人注目的预言之一：穿过强场区域的探测光子可以通过耦合到泵浦场和探测场的虚拟带电粒子的量子涨落间接地感知所施加的“泵浦”电磁场。这种耦合对场对准敏感，并且可以有效地导致探测光子偏振模式的两个不同折射率，从而引起双折射现象。在这篇文章中，我们进行了专门的理论分析，建议发现实验的真空双折射的X射线自由电子激光/光学高强度激光设备。现实地描述泵浦和探测激光脉冲的宏观电磁场，我们超越了以前的分析，占各种影响之前没有考虑在这种情况下。我们的研究有助于在实际实验中对信号进行严格的定量预测和优化。
2016-05-30 hep-ph physics.optics quant-ph
Observable effects caused by vacuum pair creation in the field of high-power optical lasers
我们考虑了在两束强度为10^20 - 10^22 W/cm ^2的反向传播激光束的聚焦处产生真空e+e对的实验证据的可能性。我们的方法是基于无碰撞动力学方程的分布函数的e+e-对与源项的粒子生产。作为真空对产生的一种可能的实验信号，我们考虑用干涉滤光片观察高频探测激光束被产生的e ~+e ~-等离子体折射。研究了自洽电场中激光频率高次谐波的产生。
2008-11-29 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Fermat's principle of least time in the presence of uniformly moving boundaries and media
从理论上研究了作匀速直线运动的均匀、各向同性、无色散透明材料半空间对光线的折射。该方法是一个合并的原始费马的原则和事实，即各向同性的光学介质在休息成为光学各向异性的一个框架中的介质是以恒定的速度移动。考虑两种运动情况：a）材料半空间平行于界面运动; b）材料半空间垂直于界面运动。在每一种情况下，所获得的折射公式的详细分析，并在后一种情况下，一个有趣的向后光的折射注意到，并彻底讨论。结果证实了费马原理在光学介质及其边界以相对论速度运动时的有效性。
2007-12-06 physics.class-ph physics.optics
How light absorption modifies the radiative force on a microparticle in optical tweezers
光的反射和光的折射可用于在几何光学范围内捕获小的电介质颗粒。光的吸收在理论计算中通常被忽略，但已知它发生在金属颗粒的光学捕获中。此外，最近的半透明微粒实验表明，光的吸收对于解释它们的光学诱导振荡是重要的。在这里，我们提出了一个推广的阿什金模型的辐射力施加在一个球形珠，包括由于光的衰减/吸收的贡献在大部分的颗粒。我们详细讨论了折射，反射和吸收之间的平衡不同的光学参数和颗粒尺寸。提供了一个详细的例子，以澄清如何可以应用该模型，它是获得的辐射力可以增加或减少与吸收，这取决于颗粒的大小。我们的研究结果有助于理解光吸收粒子的光学捕获，并可用于预测吸收在实际实验中何时是重要的。
2018-02-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.bio-ph
