Coherent forward scattering of starlight by a cloud of atomic hydrogen
理论预测，平面波散射的气体薄板产量，在前进方向和特定的情况下，一个更大的辐照度比将观察到的气体的情况下。这种增强的瑞利散射取决于从观察者的位置看到的在板位置处的菲涅耳区的大小，并且是由散射的相干性引起的。在天文尺度上，菲涅耳带的特殊尺寸（~ 1500公里）在考虑星际氢原子云前向散射星光时具有特别的相关性。
2012-11-29 astro-ph.GA physics.optics
Fresnel versus Kummer surfaces: geometrical optics in dispersionless linear (meta)materials and vacuum
几何光学精确地描述了高频平面波通过电磁介质的传播。在这种近似下，电磁场的行为仅由三个量表征：时间频率$ω$、空间波（ω）矢量$k$和极化（ω）矢量$a$。给定光学介质的许多关键性质由菲涅耳表面确定，菲涅耳表面是与$ω$和$k$相关的方程的视觉对应物。例如，电磁波在单轴晶体（如方解石）中的传播由两个光锥表示。库默尔，而分析二次线复合体作为模型的光线在光学仪器，发现在框架内的射影几何的四次曲面是链接到菲涅尔之一。给定一个任意的色散线性（Meta）材料或真空，我们的目标是建立所得到的菲涅耳表面是否是等效的，或更一般的，库默尔表面。
2014-01-16 gr-qc physics.optics
Tabletop Nanometer Extreme Ultraviolet Imaging in an Extended Reflection Mode using Coherent Fresnel Ptychography
我们证明了高分辨率极紫外（EUV）相干衍射成像在最一般的反射几何形状相结合的重叠关联与倾斜平面校正。该方法使得可以以任何入射角对扩展表面成像。来自桌面相干高谐波光源的29 nm的重聚焦光以45度入射角照射纳米图案化表面。重建的图像包含定量的振幅和相位（在这种情况下，图案高度）的信息，比较有利的扫描电子显微镜和原子力显微镜图像。在未来，这种方法将使复杂表面和纳米结构的成像具有亚10 nm的空间分辨率和fs-时间分辨率，这将影响广泛的纳米科学和纳米技术，包括直接应用于支持EUV光刻的光化检测。
2013-12-07 physics.optics
The wave impedance of an atomically thin crystal
提出了二维原子晶体的电磁波阻抗的表达式，并由此导出了菲涅耳系数。众所周知，二维晶体可以吸收光，如果它的电导率不为零。较少强调的是，它们也可以存储一定量的电磁能。阻抗的概念可用于量化这一点。
2015-12-15 physics.optics
Clausius-Mossotti Lorentz-Lorenz relations and retardation effects for two-dimensional crystals
宏观表面电极化率决定了绝缘单层二维原子晶体的线性光学性质，并且可以用原子的微观极化率来表示。我们计算的局部电场作用在一个单一的原子，无论是静态和动态的情况下，作为外部施加的电场和所产生的场的叠加在晶体中的诱导偶极子。我们发现，在动态的情况下，延迟效应的本地电场相对于入射的相位。这就解释了为什么单层二维原子晶体的菲涅耳系数本质上是复杂的量，即使假设宏观表面电导率为零。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical beam diffraction tensor in birefringent crystals
本文提出用平面张量定量描述双折射介质的菲涅耳衍射各向异性，并展示其在自准直传播、声光非临界相位匹配及三波混频分析中的应用。
2021-04-22 physics.optics
Nonlinear optical response of a two-dimensional atomic crystal
本文将Bloembergen和Pershan关于非线性介质边界上光波的理论推广到非线性二维原子晶体，即置于线性块体介质之间的单个平面原子晶格。晶体被视为零厚度界面，一个真正的二维系统。反射和折射定律的推广给出了谐波的方向和强度。作为一个特殊的情况下，包含所有的基本物理特征，二阶谐波产生被认为是。该理论，由于其简单，源于一个单一的平面原子晶格的特殊字符，是能够阐明和解释丰富的实验细节的谐波产生从二维原子晶体。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Precision Measurement of the Optical Conductivity of Atomically Thin Crystals via Photonic Spin Hall Effect
由于原子尺度下光与物质的相互作用很弱，如何测量原子级薄晶体的光学电导率是一个重要而又具有挑战性的问题。光子自旋霍尔效应作为光与物质相互作用的一种基本物理效应，对原子级薄晶体的光学电导率非常敏感。在这里，我们报告了石墨烯的光学电导率的精确测量，其中光子自旋霍尔效应作为测量指针。结合弱值放大技术，将单层石墨烯的电导率作为$(0.993\pm0.005)σ_0$的普适常数进行测量，获得了高的测量分辨率，并与$1.5\times10^{-8}Ω^{-1}$进行了比较。对于无扭曲的少层石墨烯，我们发现电导率随层数线性增加。我们的想法可以提供一个重要的测量技术，探测其他参数的原子薄晶体，如磁光常数，圆二色性，光学非线性系数。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin-to-orbital momentum conversion via electrooptic Pockels effect in crystals
在本工作中，我们已经证明了一种可能性，实时操作的轨道角动量（OAM）的光束通过普克尔斯效应在固体晶体材料。通过对锥形电场作用下光学菲涅耳椭球的分析，证明了便于自旋角动量（SAM）转换为OAM的晶体点群应包含三重对称轴或六重反转轴。我们的实验研究和理论模拟的SAM到OAM转换效率进行的铌酸锂晶体的结果吻合得很好。
2011-07-08 cond-mat.other physics.optics
Ultraconfined plasmons in atomically thin crystalline silver nanostructures
本文通过预图案化硅衬底外延沉积原子级薄晶态银纳米结构，实现了近红外区域具有高品质因子的超受限等离激元，为原子尺度纳米等离激元器件设计提供了新途径。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Strong light-matter coupling in two-dimensional atomic crystals
石墨烯和过渡金属二硫属化物的二维（2D）原子晶体已经作为一类显示出强的光-物质相互作用的材料出现。这种相互作用可以通过将这种材料嵌入光学微腔中来进一步控制。当相互作用被设计成比光和物质实体的耗散更强时，人们接近强耦合状态，导致形成称为微腔极化激元的半光半物质玻色子准粒子。在这里，我们报告的证据，强烈的光-物质耦合和形成的微腔极化激元在二维二硫化钼（MoS 2）的原子晶体中嵌入在一个电介质微腔在室温下。由于2D激子和腔光子之间的耦合，从MoS 2微腔观察到46 meV的拉比分裂和高度定向发射。在室温下实现无无序势场中的强耦合效应是发展实用极化激子电路和开关的核心。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Properties of Crystals with Spatial Dispersion: Josephson Plasma Resonance in Layered Superconductors
我们推导出的透射系数，$T(ω)$，掠入射的晶体与空间色散占多个模式的激发与不同的波矢量${\bf k}$对于一个给定的频率$ω$。菲涅耳公式的推广包含由介电函数$ε(ω,{\bf k})$确定的这些模式的折射率。在群速度为零的频率$ω_e$附近，$T(ω)$还取决于由晶体微结构确定的附加参数。如果激发模式之一衰减到晶体中，则传输$T$被显著抑制。我们从微观上推导出层状超导体中约瑟夫森等离子体共振的这些特征。
2002-05-23 cond-mat.supr-con physics.optics
Chip-scale atomic diffractive optical elements
原子系统长期以来提供了具有独特量子特性的有用材料平台。原子蒸气中有效的光-物质相互作用导致了许多开创性的科学成就，包括准确和精确的计量学和量子设备。在过去的几十年中，具有微小特征的薄光学元件领域已经被广泛研究，展示了前所未有的线性和非线性控制光子自由度的能力，应用范围从摄影和空间光调制器到白内障手术植入物。原子与这种薄器件的杂交可以提供一种新的材料系统，使传统的蒸汽电池具有增强的功能。在这里，我们制造和展示芯片级，量子衍射光学元件，映射原子状态的衍射光的空间分布。两个基本的衍射元件，层状光栅和菲涅耳透镜，与含有热原子蒸气的原子通道杂交，表现出非常强的频率依赖行为。为芯片级原子衍射光学元件提供设计工具，为各种紧凑的薄量子光学元件开辟了一条道路。
2018-12-04 physics.atom-ph physics.optics
Strong spin-orbit interaction of light on the surface of atomically thin crystals
光子自旋霍尔效应（SHE）可以看作是折射率梯度起电势作用的电子系统中SHE的直接光学类比。然而，它已被证明，有效折射率不能充分解释轻物质的相互作用在原子薄的晶体。本文研究了独立原子薄晶体表面的自旋轨道相互作用。我们发现，在描述原子薄晶体中的自旋轨道相互作用和光子SHE时，不需要引入有效折射率。预测了强自旋轨道相互作用和巨光子SHE，这可以解释为为了满足光子的横截性，平面波分量的大偏振旋转。
2017-02-02 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
Deterministic tuning of slow-light in photonic-crystal waveguides through the C and L bands by atomic layer deposition
我们演示了数字调谐的慢光制度在硅光子晶体波导进行原子层沉积的氧化铪。确定性地控制高群折射率制度（每原子层140 +/-10 pm的红移），而不影响群速度色散和三阶色散。此外，观察到慢光类TE和类TM模式的每单层110 +/-30 pm的差分调谐。这种无源后制造工艺具有潜在的应用，包括芯片级光学互连的调谐，以及拉曼和参量放大。
2009-12-04 physics.optics
The theoretical simulation of optical properties of crystals with statistically disordered arrangement of atoms and atomic groups on the basis of point-dipole model
利用点偶极模型对18种矿物的主折射率和折射率体取向进行了理论计算。所研究矿物的特征是CO_3、SO_4、SO_2、PO_4基团和分离离子的统计无序排列。计算结果表明，单轴矿物的光学性质和斜方、单斜矿物的光率体取向与实验定义一致。
2003-04-03 physics.optics
Coherent control of nonreciprocal optical properties of the defect modes in 1D defective photonic crystals with atomic doping
本文研究原子掺杂缺陷光子晶体的PT对称破缺，证明无需例外点即可使缺陷模式的反射与吸收非互易，并可通过驱动场和耗散率相干调控。
2025-02-19 physics.optics
Calculation of atomic spontaneous emission rate in 1D finite photonic crystal with defects
利用等效谐振腔模型描述有限长一维光子晶体中的电磁场分布，推导了含任意缺陷的有限长一维光子晶体的自发发射率表达式.我们得到明确的公式，不同类型的模式，即辐射，基板和导模的贡献。形式化的计算与几个数值例子说明，这表明有效的谐振器模型的应用简化了结果的解释。
2009-12-23 physics.atom-ph physics.optics
Optical Properties of Layered Superconductors near the Josephson Plasma Resonance
我们研究了具有空间色散的晶体的光学性质，并表明通常的菲涅耳方法在晶体内波包的群速度为零的频率附近变得无效。在这些特殊频率附近，反射率取决于晶体的原子结构，前提是无序和耗散非常低。这是明确地证明了由一个详细的研究分层超导体具有相同或两个不同的交替结的频率范围内的约瑟夫森等离子体共振。考虑到本征结的电感耦合和电荷耦合，我们证明了入射光在晶体内部激发出多个模，通过附加边界条件的微观计算确定了它们的相对振幅，最后得到了反射率。空间色散还提供了一种阻止光脉冲的新方法，它可能用于量子信息处理和在固体中人工创建事件视界。
2002-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.optics
Extraordinary second harmonic generation in ReS2 atomic crystals
我们报告的观察意想不到的层依赖性，强，各向异性的二次谐波产生（SHGs）在原子薄ReS 2。从偶数（奇数）ReS 2层获得可观的（可忽略的）SHG，这与VI族过渡金属二硫属化物（诸如MoS 2和WS 2）中SHG的层依赖性相反。从ReS 2的晶体结构分析了结果，暗示了层间耦合产生的二次谐波极化。在远频激光泵浦下，双层ReS 2的二次谐波几乎比单层WS 2的二次谐波大一个数量级。估计的二阶非线性极化率为900 pm/V是非常高的那些报道中的二维材料。二次谐波的激光偏振依赖性是强各向异性的，表明其扭曲的晶格结构与更多的不平等和非零的二阶极化率元素。
2018-08-12 physics.app-ph physics.optics
Neutral Helium Atom Diffraction from a Micron Scale Periodic Structure: Photonic Crystal Membrane Characterization
由超音速膨胀产生的中性氦束的表面散射是在原子尺度上测量表面的结构和动力学性质的既定技术。氦束也被用于夫琅和费和菲涅耳衍射实验。由于原子束的波长通常为0.1 nm或更短，因此，迄今为止，夫琅禾费衍射实验中的透射仅限于周期（节距）高达200 nm的光栅结构。然而，较大的周期对于若干应用是有意义的，例如对于光子晶体膜结构的表征，其中周期通常在微米/高亚微米范围内。在这里，我们提出了氦原子衍射测量的光子晶体膜结构的二维正方形晶格的100 × 100圆孔。标称周期为490 nm，孔半径为100 nm。据我们所知，这是迄今为止用氦衍射测量的最大周期。氦衍射测量解释使用基于氦束特性的模型。它演示了如何成功地提取值从实验数据的平均周期的光栅，孔径和虚拟源的宽度用于模拟氦束。
2017-02-14 physics.class-ph physics.optics quant-ph
