Stable high-charge vortex dissipative solitons in azimuthally modulated waveguide arrays with localized gain
研究发现，在具有局部增益的 azimuthally 调制波导阵列中，高电荷涡旋孤子可通过低功率阈值稳定存在，且传播稳定性优于低电荷状态。
2025-11-20 nlin.PS physics.optics
Observation of surface solitons in chirped waveguide arrays
本文报道了在折射率呈指数递减的啁啾半无限波导阵列中观察到的表面孤子。我们表明，表面波形成的功率阈值随着阵列啁啾的增加而降低，并且对于足够大的啁啾值，线性表面模式得到支持。
2008-04-17 nlin.PS physics.optics
Bound states in the continuum and high-Q resonances supported by a dielectric ridge on a slab waveguide
本文研究了介质平板波导导模在波导表面由单个介质脊组成的简单集成结构上的衍射。非周期严格耦合波分析的基础上的数值模拟表明存在尖锐的共振功能和束缚态的连续（BIC）的反射率和透射率谱发生在斜入射的TE偏振导模的脊。利用有效折射率方法，我们解释了脊的交叉偏振模的激发共振。的BIC的形成确认使用基于耦合波理论的理论模型。该模型表明，BIC发生由于准TE和准TM模式的结构耦合。简单的解析表达式的入射角和脊宽度预测的BIC的位置。高Q共振和BIC的存在使得所考虑的集成结构有希望用于滤波、传感、光信号的转换以及增强非线性光-物质相互作用。
2018-07-05 physics.optics
Azimuthons in weakly nonlinear waveguides of different symmetries
我们发现，弱引导非线性波导支持旋转空间孤子（方位角）的稳定传播。研究了波导对称性对孤子旋转的影响。我们发现，在圆波导中的方位角在传播过程中总是刚性旋转和解析预测的旋转频率是非常符合数值模拟。另一方面，方形波导中的方位角在传播过程中可能经历空间变形。此外，我们还证明了方位角调制深度存在一个临界值，在这个临界值以上，孤子只是来回摆动，而在这个临界值以下，孤子则连续旋转。我们解释这些动态使用的概念，不同方位角之间的能量差。
2010-10-18 nlin.PS physics.optics
Hosting exceptional points in 1D photonic bandgap waveguide for mode engineering
我们报道了一种平面一维光子带隙波导，它具有四个二阶例外点（EP 2）。横向非均匀增益-损耗分布的空间分布调制了选择性的准导TE模对之间的相互作用。
2021-04-12 physics.optics
Stopping light by an air waveguide with anisotropic metamaterial cladding
本文详细研究了具有空气芯和各向异性超材料包层的平板波导中的振荡模式。结果表明，在特定的介质结构下，这种空气波导可以支持慢波甚至停止的电磁波。我们提出了一个线性抽头波导结构，可以导致传播光完全停止。基于时域有限差分法的全波仿真结果验证了理论分析和所提出的波导。
2009-01-07 physics.optics
An Optical Analog for a Rotating Binary Bose-Einstein Condensate
本文通过光学波导中双圆偏振光的耦合非线性薛定谔方程，类比旋转双组分BEC的Gross-Pitaevskii方程，数值发现椭圆截面波导中由量子化涡旋和畴壁构成的新光学结构。
2023-10-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Band splitting and Modal Dispersion induced by Symmetry braking in Coupled-Resonator Slow-Light Waveguide Structures
本文研究了由耦合微盘谐振腔组成的慢光波导结构中的色散关系。传播模式的对称性的群论分析揭示了一个有趣的现象：CW和CCW旋转模式的简并被删除，产生两个不同的传输带。这种效应引起基于色散的色散，这可能限制这种结构的可用带宽。详细研究了这种带分裂的性质及其对光通信CROW性能的影响。
2009-08-03 physics.optics
Integrated Photonic Functions Using Anisotropic 2D Material Structures
基于二维材料的等离激元波导能够形成限制在几层材料周围的导模，是用于光子器件小型化的有前途的等离激元平台。尽管如此，这样的波导支持在波导芯中瞬逝的模式，其中大部分场集中在波导边缘周围，这与由3D电介质波导支持的模式不同，在3D电介质波导中，模式场具有振荡性质并且在中心处达到峰值。因此，可以在基于全内扩散模式的3D电介质波导内实现的许多光子器件和功能不能使用基于2D材料的等离子体结构来实现。在这项工作中，我们提出并演示了如何利用二维材料中的各向异性来定制二维材料波导支持的模式场。通过调节构成2D材料的材料吸收，这些2D模式的模式场可以被定制为围绕波导中心定位，这进而可以提高使用2D材料的基于耦合的光子功能的效率，从面内多模干涉耦合器到面外光辐射。使用诸如黑磷的天然各向异性2D材料，这些关键功能可以扩展通常在3D光刻中但使用2D材料实现的现有设备能力，从而允许实现2D等离子体电路而不需要依赖于3D层。
2021-12-14 physics.optics
Symmetry breaking and manipulation of nonlinear optical modes in an asymmetric double-channel waveguide
本文研究了光束在非对称双通道波导非线性耦合器中的传输，导出了各种光学模式的解析形式。结果表明，对称双通道波导中的保模模由于双通道波导的非对称性而发生变形，但这种耦合器支持保模破坏模。色散关系表明，具有自聚焦非线性响应的系统支持简并模，而自散焦介质不支持简并模。此外，通过将双通道波导中的光模发射到非线性均匀介质中，研究了非线性操纵。
2011-09-29 physics.optics
Observation of rotation-induced light localization in waveguide arrays
本研究首次通过实验和理论证实了fs-laser写入的旋转方形波导阵列中由旋转诱导的光局域化现象，发现旋转频率增加使孤子变得无阈值，聚焦非线性对角态和体态产生不同影响，为动态势控制非线性多维激发提供了新途径。
2023-05-18 physics.optics
Supersymmetry-enhanced Stark-Chirped Rapid-Adiabatic-Passage in multimode optical waveguides
我们提出了一种方法，有效地泵的多模光波导的激发模式从基模输入相结合的斯塔克啁啾快速绝热通道（SCRAP）和超对称（SUSY）变换。在一个双波导组中，我们通过调制一个波导的芯折射率来实现SCRAP，该波导与其SUSY伙伴渐逝耦合。SCRAP提供了不同波导模式之间的光强度的有效传输，而SUSY允许控制支持哪些模式。使用这两种技术允许实现高于99%的双模式波导的激发模式的泵浦的结晶度。此外，我们表明，SCRAP可以利用空间分离的基本模式和激发模式的叠加，以及如何超对称性也可以改善这种应用程序的结果。
2021-09-02 physics.optics
TE and TM Modes in Metallic Waveguide Filled With a Lossless and Fully Anisotropic Medium
本文给出了填充均匀、各向异性、无耗介质的金属波导中存在纯TE模和TM模的条件。该条件是完全各向异性介质的介电常数和磁导率张量之间的关系。文中给出的理论是经典电磁波导理论的推广。最后，我们利用商业软件COMSOL Multiphysics模拟了填充均匀、各向异性、无损耗介质的金属波导问题。数值实验表明，文中所支持的条件确实证实了各向异性波导中纯TE模和TM模的存在。
2023-02-10 physics.class-ph physics.optics
Suspended silicon waveguides for long-wave infrared wavelengths
在本文中，我们报告悬浮硅波导工作在7.67毫米的波长与3.1的传播损耗？0.3 dB/cm。据我们所知，这是第一次在如此长的波长上展示低损耗硅波导，其损耗与使用更奇特材料的其他平台相当。悬浮的Si波导芯由亚波长光栅支撑，该亚波长光栅提供横向光学限制，同时还允许进入掩埋氧化物层，使得可以使用氢氟酸对其进行湿法蚀刻。我们还演示了低损耗波导弯曲和S-弯曲。
2017-12-19 physics.optics
Multilayer graphene waveguides
研究了多层石墨烯超材料引导TM偏振电磁波的色散特性。我们表明，色散和本地化的导模可以有效地控制通过改变结构中的层数。值得注意的是，我们发现，在长波长极限下，N层石墨烯结构的基模的色散与由单个石墨烯层支持的等离子体激元模式的色散一致，但具有N倍大的电导率。我们还比较了我们的精确色散关系提供的有效介质模型的结果。
2014-02-26 physics.optics
Rotating topological edge solitons
研究了旋转Su-Schrieffer-Heeger波导阵列中拓扑边缘孤子的形成，发现散焦非线性可将旋转移出的边缘态移回拓扑间隙，揭示了丰富的分岔结构及稳定性。
2023-02-01 nlin.PS physics.optics
Dark-bright gap solitons in coupled-mode one-dimensional saturable waveguide arrays
在目前的工作中，我们考虑暗孤子的动力学作为一个模式的散焦光折变晶格耦合的亮孤子作为第二模式的晶格。我们的研究是由一个实验，它说明了这样的耦合状态可以存在的线性带谱的第一个间隙中的两个组件。这一发现进一步扩展了不同的可能性，从理论的角度来看，如共生的，其中的亮分量是由第一或第二间隙中的暗分量的状态支持，或非共生的，其中的亮孤子也是第一间隙状态耦合到第一或第二间隙状态的暗分量的检查。虽然所获得的状态一般是不稳定的，这些不稳定性通常承担相当小的增长率，使他们的观察实验相关的传播距离。
2011-04-14 nlin.PS physics.optics
Spontaneous emission interference in negative-refractive-index waveguides
分析了置于负折射率波导中的V型三能级原子的自发辐射。我们发现，在薄波导，高效的表面导模的支持，这不会发生在正折射率波导。此外，在低吸收下，与常规介电波导相比，模式密度以及因此进入特定常规导模的自发发射增强了几个数量级。发射到不同模式之间的不对称性和特定导模的增强允许在具有正交跃迁偶极矩的跃迁之间诱导强的自发发射干扰。
2009-02-17 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Entanglement of two qubits mediated by one-dimensional plasmonic waveguides
我们研究了由一维波导支撑的等离子体介导的量子比特-量子比特纠缠。我们研究了在连续泵浦下，从非纠缠态自发形成纠缠态和驱动稳态纠缠态的情况。在这两种情况下，我们表明，通过使用目前可用的等离子体波导，对于大于工作波长的量子比特-量子比特距离，可以实现大的并发值。
2011-01-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Solitary vortices supported by localized parametric gain
我们证明了在有耗光学介质中，当克尔非线性为聚焦和散焦时，由环形参量增益维持的亮涡旋孤子的存在性和稳定性。在离焦非线性情况下，涡旋在所有失谐量下都是稳定的，而在聚焦非线性情况下，涡旋的稳定区域仅限于某些正的失谐量。聚焦介质中的不稳定涡旋转变为稳定的旋转方位角。
2013-05-22 nlin.PS physics.optics
Fourier finite element modeling of light emission in waveguides: 2.5-dimensional FEM approach
我们提出了一个傅立叶有限元模拟耦合到无限长波导的偶极发射器的光发射。由于平移对称性，三维（3D）耦合波导-发射器系统可以分解成一系列独立的2D问题（2.5D），这降低了计算成本。此外，与其3D对应物相比，简化的2D问题可以非常准确。我们的方法可以精确地量化的总发射率，以及发射率的分数到不同的模式通道的波导具有任意的横截面。我们比较了我们的方法与并矢格林函数的单模金属纳米线的光发射，这产生了一个很好的协议。这种方法适用于多模波导，以及多芯波导。我们进一步表明，我们的方法具有充分的能力，包括偶极子的方向，如图所示，通过旋转偶极子，这导致单向激发的导模。这里提出的2.5D有限元方法（FEM）可以应用于各种波导，因此它对于纳米结构中的单光子单发射器接口以及涉及耦合波导发射器的其他场景是有用的。
2015-11-29 physics.optics
Nonlinear modes and symmetry breaking in rotating double-well potentials
我们研究了携带自聚焦（SF）或散焦（SDF）立方非线性和双势阱$\cos^{2}θ$的旋转环中捕获的模式，其中$θ$是角坐标。该模型基于旋转参考系下的非线性薛定谔（NLS）方程，描述了光在扭曲管波导中的传播，以及在其他光学环境中的传播，也描述了陷在圆环中并被旋转势拖曳的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。在SF和SDF制度，五个和四个被困模式的不同对称性被发现，分别。在第一旋转布里渊区的模式，以及它们之间的过渡的形状和稳定性进行了研究。在SF制度，两个破胶转变被发现，亚临界和超临界类型。在自卫队政权中，发生了一个打破传统的过渡。基态在SF和SDF系统中都被识别。
2012-08-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Guided Surface Plasmon Mode of Semicircular Cross Section Silver Nanoridges
本文研究了由顶部截面为半圆形的银纳米脊支撑的紧约束等离子体波导模式。计算了不同曲率半径和不同波长下半圆形顶部银纳米脊等离子体波导模式的模场分布、色散曲线、传播距离、限制因子和品质因数。结果发现，半圆形的顶部银纳米脊支持紧密限制准TEM等离子体波导模式。半圆形顶部银纳米脊模式比相同曲率半径的圆柱形银纳米线具有更长的传播距离和更高的品质因数。
2012-07-05 physics.optics
Classical and quantum electromagnetic momentum in anisotropic optical waveguides
Paderborn University（帕德博恩大学）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Paderborn University（帕德博恩大学光子量子系统研究所）
研究各向异性光学波导中经典和量子电磁动量的关系，通过正交条件建立动量与能量正交性的联系，为光子电路中电磁场的量子化提供理论基础。
2025-12-18 physics.optics quant-ph
On the Influence of Earth's Rotation on Light Propagation in Waveguides
我们分析了地球的旋转（包括围绕自己的轴和围绕太阳）的光在光学介质中的传播的影响。这是使用几何光学和微扰计算的基础上麦克斯韦方程组在旋转坐标系中的平坦时空。特别考虑光在圆柱形阶跃波导中的传播，计算了对电磁模式的一阶修正。计算表明，地球自转引起弱模耦合，产生边带，并计算了边带的振幅。这里导出的色散关系的校正允许评估由于地球自转的光传播的各向异性。这个结果的线性化被认为是同意从几何光学的一个简单的公式数值。
2019-11-27 gr-qc physics.optics
Slow light, open cavity formation, and large longitudinal electric field on slab waveguide made of indefinite permittivity materials
研究了由介电常数不定（$\vep$）材料（IEM）制成的平板波导的光学特性。在这种介质中，横向介电常数为负，而纵向介电常数为正。在任何给定的频率下，波导支持无限数量的横向磁（TM）本征模。对于固定厚度的平板波导，最多只有一个TM模是前向波。其余的是可以具有非常大的相位指数的后向波。在临界厚度下，波导支持具有零群速度的简并前向和后向波模式。在临界厚度以上，波导支持复共轭衰减模式而不是传播模式。IEM中损耗的存在将提升简并度，导致具有有限群速度的模式。提出了可行的实现方案。分析了IEM波导的性能，讨论了其可能的应用，并通过数值计算得到了支持。这些平板波导可用于制作光缓冲器中的光延迟线，以减慢和捕获光，形成开放腔，产生强纵向电场，以及用作光集成电路中的移相器。
2010-01-07 physics.class-ph physics.optics
A comprehensive study on beam dynamics inside symmetrically chirped waveguide array mimicking the graded index media
本文研究对称啁啾波导阵列中的束流动力学，提出实用结构，通过半解析变分方法分析，发现其类似梯度折射率介质，高斯光束呈振荡轨迹，非线性下形成离散孤子。
2025-09-22 physics.optics
Nearly perfect routing of chiral light by plasmonic grating on slab waveguide
本研究提出一种氮化硅平板波导上的等离激元光栅，可通过圆偏振光手性控制TE/TM模式的反向传播，路由效率达95%，出耦合圆偏振度达97%，为偏振复用器件等应用提供支撑。
2024-03-11 physics.optics
Perturbation theory of mesoscale plasmonic waveguide with an analytical treatment of nonclassical electromagnetic boundary condition
Institute of Modern Optics, College of Electronic Information and Optical Engineering, Nankai University（南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所）；National Key Laboratory of Semiconductor Laser（半导体激光国家重点实验室）
本文针对中等尺度等离激元波导，提出基于经典波导模式为基函数、非经典电磁边界条件为一阶微扰的非经典波导模式微扰理论，推导得到传播常数的解析表达式，为相关器件设计和参数测量提供有效工具。
2026-08-20 physics.optics
Surface Polariton-Like s-Polarized Waveguide Modes in Switchable Dielectric Thin-Films on Polar Crystals
表面声子极化激元（SPhP）和表面等离子体激元（SPP），由具有负介电常数的介质支持的倏逝模，是纳米光子学的基本构建块。这些模式在场增强和空间限制方面是不匹配的，并且可以例如通过采用相变材料（PCM）来实现动态全光控制。然而，平面结构中表面极化激元的激发本质上限于p-极化。相反，高介电常数薄膜中的波导模式可以耦合到p-和s-偏振光，并且在薄膜中，它们的限制可以变得与表面极化激元相当。在这里，我们证明了在薄的Ge $_3$ Sb $_2$ Te $_6$（GST）膜中的s偏振波导模式具有与碳化硅（SiC）衬底的SPhP模式类似的色散、约束和电场增强，同时甚至扩展了允许的频率范围。此外，我们的实验表明，切换GST膜授予非挥发性控制SPhP和波导模式色散。我们提供了一个分析模型的GST/SiC波导模式的描述，并表明我们的概念是适用于各种各样的极性晶体在整个红外光谱范围。因此，作为对偏振限制表面极化激元的补充，s偏振PCM波导模式构成了用于纳米光子应用的有前景的附加构建块。
2019-06-25 physics.optics
Influence of non-Hermitian mode topology on refractive index sensing with plasmonic waveguides
我们通过计算等离子体波导传感器在非厄米本征模空间不同区域的共振透射谱来评估其传感特性。我们阐明了使用模式色散计算孤立地预测等离子体传感器的性能，我们解决了使用一个简单的模型占本征模激发和传播的陷阱。我们的传输计算表明，谐振波长和光谱宽度至关重要地取决于传感区域的长度，因此，没有一个单一的标准从模式色散计算单独可以用作灵敏度的代理。此外，我们发现，最佳的检测限发生在定向耦合的支持，在最窄的光谱发生。这种窄光谱特征只能通过滤除输出端的所有高阶模来测量，例如，通过单模波导。我们的计算也证实了特征平方根依赖的本征模分裂相对于在例外点的介电常数扰动，我们表明，可以确定通过传感器拍长在谐振。这项工作提供了一个方便的框架，设计和表征等离子体激元波导传感器与实验测量相比。
2021-11-18 physics.optics
Rotating Spacetime Modulation: Topological Phases and Spacetime Haldane Model
拓扑光子学最近已经成为一个非常通用的框架，用于设计不受反向散射和变形影响的单向边缘波导，以及其他具有极端非互易波现象的平台。虽然时不变晶体的拓扑分类在文献中已经被广泛讨论，但由时变材料形成的时空晶体的研究仍然在很大程度上未被探索。在这里，我们扩展的拓扑能带理论的方法，光子晶体所形成的夹杂物，是受时空调制，模仿物理旋转运动。通过诉诸一个近似的非均匀的有效描述的电磁响应的夹杂物，它表明，它们具有双各向异性的响应，打破了时间反演对称性，并可能引起非平凡的拓扑结构。特别是，我们提出了一个时空调制的光子晶体中的Halfton模型的实现。
2022-08-11 physics.optics
Magnetostatic waves in metallic rectangular waveguides filled with uniaxial negative permeability media
本文研究金属矩形波导中填充单轴负磁导率超材料板的静磁波传播特性，给出了色散关系、模式图样、截止频率等解析与数值结果，有助于负磁导率材料的开发。
2023-11-09 physics.class-ph physics.optics
Optimizing Structured Surfaces for Diffractive Waveguides
提出一种由深度学习优化的透射式衍射表面级联构成的通用衍射波导框架，可实现低损耗、高纯度导波及弯曲、滤波、分束和保偏等功能，并经太赫兹实验验证。
2025-04-07 physics.app-ph physics.optics
Mode Properties of Flat-top Silver Nano-ridge Surface Plasmon Waveguides
我们研究了平顶银纳米脊支持的表面等离子体模式。我们计算了纳米脊模的模式电磁场分布、色散曲线、传播范围和品质因数。我们发现纳米脊表面等离子体激元模式是准TEM模式，其纵向场分量比横向场分量小三个数量级。模式分布的准TEM性质揭示了自由电子振荡在纳米脊顶部的传播主要贡献于紧密限制的脊模式。我们还发现，随着纳米脊宽度的减小，脊模式变得更加紧密地限制在脊顶部。随着纳米脊宽度的增加，纳米脊模式接近两个解耦的直角楔等离子体激元模式。
2011-12-04 physics.optics
Polarization Engineering in Nano-Scale Waveguides Using Lossless Media
介绍并分析了一种通过旋转波导本征模45个$^{\circ}$来实现偏振态可控旋转的器件。该器件可以使用纳米级的无损材料来实现，并且有助于规避在绝缘体上硅平台内实现的光子器件的固有偏振依赖性。我们提出并评估了两种新的基于偏振器的方案，以实现偏振工程功能：（1）一个多用途的设备，具有几个波长的数量级的尺寸，可以作为偏振分束器或任意线性偏振态发生器。(2)一种能量有效的光调制器，其利用本征模旋转和近零（ENZ）效应来实现高消光比、偏振不敏感的幅度调制，而不需要扫描器件几何形状以匹配TE和TM模属性。通过使用铟锡氧化物（ITO）作为可调谐材料的示例，所提出的调制器提供偏振不敏感操作，并且可以以112 GHz的调制带宽、1800 nm的长度、7.5 $fJ$的每比特能量和210 nm的光学带宽来实现。
2015-12-31 physics.optics
Meta-$\mathcal{PT}$ Symmetry in Asymmetric Directional Couplers
尽管基于定向耦合器的奇偶时间对称系统可以为集成光学领域提供益处，但是这种耦合器的实现依赖于对波导参数的相当严格的设计约束。在这里，我们调查定向耦合器建成的不对称波导，不满足奇偶时间对称。然而，我们证明，适当设计的参数，至少有一种模式的这种耦合器显示出类似的奇偶对称系统中观察到的行为。我们找到了一个分析条件，使这种行为的收益和损失。此外，如果构成非对称耦合器的各个波导被设计成使得它们的模式的传播常数相同，则由耦合器支持的两个超模的行为类似于奇偶时间对称系统的行为。
2015-12-21 physics.optics
Vibrational Coupling to Epsilon-Near-Zero Waveguide Modes
近零模式提供了极端的场增强，可以用于开发增强的感测方案。然而，增强光谱的演示在很大程度上利用了表面极化激元，主要是由于将振动跃迁耦合到体积限制的零模附近的挑战。在这里，我们制作高纵横比光栅（高达24.8 μ m的高度与大于5 μm的间距）的4 H-SiC，与谐振模式耦合到横向磁场和横向入射电场。这些对应于向下传播到衬底中的金属-绝缘体-金属波导模式。由波导的有限长度形成的腔允许Q因子超过90的入射红外线的强吸收（>80%），包括εeff=0.0574+0.008i的近零波导模式。在光栅齿之间的间隙内的电磁场的本地化表明，有机会实现一个新的平台，用于研究液体环境中的振动耦合，具有增强光谱的潜在机会。我们表明，这些模式支持在无水和含水环境中，高纵横比光栅相干耦合到周围液体中的振动跃迁。
2020-01-08 physics.app-ph physics.optics
Lower bound for the spatial extent of localized modes in photonic-crystal waveguides with small random imperfections
周期性介质中随机缺陷引起的光局域化是光子学研究中的重要问题。已知群指数是光子带边缘附近局部化的关键参数，因为小的群速度增强了光与缺陷的相互作用。在这里，我们表明，在一维周期性介质的带边形成的最小局域模的大小，而不是由有效光子质量，即色散曲线的平坦度驱动。我们的理论预测是支持数值模拟，这表明，光子晶体波导可以表现出令人惊讶的小本地化模式，远小于布拉格堆栈中观察到的由于其较大的有效光子质量。这种可能性是实验证明的光子晶体波导制造没有任何故意的障碍，近场测量使我们能够清楚地观察到波长尺度的本地化模式，尽管小（$\sim 1/1000$的波长）的制造缺陷。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Light transport and vortex-supported wave-guiding in micro-structured optical fibres
在流体动力学中，从光滑的层流到湍流的过渡过程中产生的涡流通常伴随着耗散的增加。然而，平面涡可以提供传输障碍，减少损失，因为它发生在许多地球物理，天体物理流动和托卡马克。光子与物质的相互作用会以意想不到的、有点违反直觉的方式影响光在波导中的传输，类似于流体动力学。在这里，我们展示了显着的影响，光涡旋形成的微结构光纤上的能量耗散。在包层中的零振幅线上，我们证明了在实芯和空芯光纤中形成涡旋的可能性。我们发现，涡旋减少了三个数量级的光泄漏，有效地提高了波导。基于相同原理的强光定位也可以在负曲率空芯光纤中实现。
2019-04-10 physics.optics
Dispersionless propagation of ultra-short spin-wave pulses in ultrathin yttrium iron garnet waveguides
实验研究了纳秒自旋波脉冲在纳米钇铁石榴石薄膜微波导中的传播。对于这些研究，我们使用微焦点布里渊光散射光谱，它提供了可能性，以观察高空间和时间分辨率的脉冲的传播。我们发现，对于大多数自旋波频率，色散导致扩大的脉冲在传播距离为10微米的几倍。然而，对于某些频率间隔，色散展宽几乎被完全抑制，导致无色散脉冲传播。我们表明，形成的色散自由区是由竞争的偶极和交换相互作用，这可以通过波导的几何形状的变化来控制的影响。这些结论得到了微磁学模拟和分析计算的支持。我们的研究结果提供了一个简单的解决方案，实现高速磁振子系统，需要不受干扰的传播短信息携带自旋波脉冲。
2021-08-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coupling of individual quantum emitters to channel plasmons
高效的光-物质相互作用是许多寻求固态光子系统的片上集成的新兴技术的核心。等离子体激元波导以强限制的表面等离子体激元-极化激元模式的形式引导辐射，代表了在具有前所未有的小足迹的共面架构中操纵单光子的有前途的解决方案。在这里，我们展示了从一个单一的量子发射器的发射耦合到由V型槽等离子体激元波导支持的通道等离子体激元。大量的理论模拟使我们能够确定量子发射器的位置和方向，以实现最佳耦合。伴随着这些预测，我们实验证明，42%的一个单一的氮空位中心发射有效地耦合到支持模式的V型槽。这项工作为集成固态量子系统实现有效和长距离的能量转移铺平了道路。
2015-06-25 physics.optics
Four-wave mixing and enhanced analogue Hawking effect in a nonlinear optical waveguide
本文详细研究了光在波导中传播的孤子上的光的散射。当不采用旋波近似时，我们证明了控制微扰的线性化波动方程与控制原子玻色凝聚体中声子传播的线性化波动方程具有相同的结构。通过考虑到充分的色散关系，然后我们表明，编码的光子对的生产的散射系数被放大的共振效应相关的调制不稳定性发生在一个连续波的存在。当使用一个现实的例子，氮化硅波导的二氧化硅基板上，我们发现，持续时间为10 fs的孤子会自发地发射约一个光子对每厘米，它的旅行，这使得效果很容易观察。这一结果证实了数值求解方程编码的克尔非线性和管理的演变的全场（孤子加微扰）。我们讨论了与以前的作品致力于模拟霍金效应的对创建率约6个数量级小的链接。
2019-03-21 gr-qc physics.optics
Mode-locked GaN waveguide polariton laser
本研究利用GaN波导微腔，通过极化激元相互作用实现蓝紫外波段室温锁模激光，重复率300GHz，脉冲100飞秒。
2024-11-06 cond-mat.other physics.optics
Mode interaction aided excitation of dark solitons in microresonators constructed of normal dispersion waveguides
微谐振器的克尔频率梳作为一种潜在的便携式技术在各种应用中得到了广泛的研究。大多数研究采用反常色散微谐振器，支持调制不稳定性梳启动，锁模跃迁导致相干亮孤子脉冲产生已被报道。然而，一些实验表明梳状生成正常色散微谐振器，模拟表明形成暗脉冲的时间分布。激发暗脉冲的解决方案是困难的，由于缺乏调制不稳定性的有效蓝色失谐泵浦区域的激发途径已被证明既不是在实验中，也不是在模拟中。在这里，我们报告的实验中，暗脉冲梳形成的模式相互作用辅助激发，第一次，锁模过渡中观察到的正常色散制度。所提出的激发途径也得到了模拟的支持。
2015-08-17 physics.optics
Towards Topological Protection based millimetre wave devices
拓扑元波导支持微波范围内的螺旋传播的可行性最近已被证明。然而，这种波导支持的单向传播的优点只能在实际设备中利用，如果拓扑模式被赋予与自身以及与平凡模式相互作用的能力。在这里，我们展示了一个模态发射器，将拓扑超波导与反射可忽略不计的传统圆波导连接，并且我们利用耦合拓扑模式的特性来证明拓扑反向耦合器的概念。
2019-08-14 physics.app-ph physics.optics
Strong coupling and high contrast all optical modulation in atomic cladding waveguides
近年来，我们目睹了一个蓬勃发展的研究，旨在促进碱蒸汽导波配置。由于器件尺寸的显著减小、态密度的增加、与表面的相互作用以及主要是沿着结构携带的高强度，可以研究光蒸气相互作用的丰富世界，并且可以实现新的功能，例如低功率非线性光-物质相互作用。一个巨大的挑战是研究量子相干性的影响，并在这种纳米尺度的波导，其特点是超小的模式面积和快速的动态变化。在这里，我们构建了一个蛇形氮化硅波导，原子蒸汽作为其包层。在17 mm的长度上支持的前所未有的5e-13 m^3模体积用于证明有效的线性和非线性光谱。快速和重要的现象，如范德华位移，动态斯塔克位移，和相干效应，如强耦合（在奥特勒汤斯分裂的形式）都被观察到。蛇形原子包层是各种光蒸汽实验的有前途的构建块，因为它提供了非常小的占地面积，使得能够以相对低的原子密度和对光和蒸汽的极强限制进行操作。因此，它可以用于重要的应用，例如全光开关、频率参考和磁力测量等。
2016-04-09 physics.optics
Generation of strongly localized skin solitons in non-Hermitian waveguide arrays with the Kerr effect
Wuhan Textile University（武汉纺织大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
研究非互易耦合的非线性光学波导阵列中两种孤子传播问题，发现非厄米皮肤效应加速宽孤子向边界传播并导致强局域化，同时识别了非线性体模和近边皮肤孤子。
2026-07-02 physics.optics
Wave Instabilities and Unidirectional Light Flow in a Cavity with Rotating Walls
本文研究了旋转条件下由圆柱形金属壁围成的真空腔中波不稳定性的产生条件。结果表明，对于一个小的真空间隙和角速度超过一定的阈值，由每个壁支持的表面等离子体激元之间的相互作用引起的电磁场的不稳定行为表现在随时间的指数增长。不稳定性只发生在某些振荡模式下，是由于动能转化为电磁能。我们还研究了依赖于腔壁的相对运动的非对称光流和光学隔离的可能性。
2016-08-02 physics.optics
Recovery of ordered periodic orbits with increasing wavelength for sound propagation in a range-dependent waveguide
研究了深海中距离周期声波波导中声波的传播。它表明，垂直振荡的声速扰动，引起的海洋内波，影响近轴射线的共振方式，产生射线混沌，并形成一个广泛的混沌海在底层相空间。我们研究混沌射线动力学和波动与信号频率为50-100赫兹之间的相互作用。波导的Floquet模式的计算和可视化的Husimi图的装置。尽管周期轨道的相空间分布不规则，但Husimi图显示混沌海中存在有序峰。这些峰，不支持某些周期性轨道，绘制特定的“链状”图案，让人想起KAM共振。的峰值和KAM共振之间的联系被确认射线计算与较低的振幅的声速扰动，当周期轨道是有序的。我们关联的峰的发生与恢复的有序周期轨道，对应于KAM共振，由于抑制波场灵敏度的小尺度特征的声速剖面。
2014-03-18 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Unidirectional perfect absorption induced by chiral coupling in spin-momentum locked waveguide magnonics
本文利用YIG球磁振子与SSPPs自旋-动量锁定波导模式的手性耦合，在临界耦合条件下实现单向完美吸收，并通过增加YIG球扩展至双向和多频率完美吸收，为单向信号处理与能量收集提供新范式。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
In-plane anisotropy in biaxial ReS2 crystals probed by nano-optical imaging of waveguide modes
近场成像已成为范德瓦尔斯晶体介电函数的可靠探针。原则上，分析亚波长波导模式（WM）的传播模式允许提取完整的介电张量。然而，以前的研究大多局限于高对称性材料或窄带探测。在这里，我们解决了平面内各向异性的WM在薄硫化铼（ReS 2）晶体在很宽的近红外频率范围。通过追踪这些模式的演化作为晶体学方向，极化的电场和样品厚度的函数，我们已经确定了各向异性介电张量，包括难以捉摸的面外响应。在~1.5 eV处的激子吸收表现为WM色散中的明显回弯特征和品质因数的降低，如数值计算所完全支持的。我们的研究结果扩展了近场显微镜对双轴各向异性的灵敏度，并提供了关键的见解ReS 2的光电性能。
2023-02-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
