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
Controllable Optical Negative Refraction and Phase Conjugation in Graphene
光学超材料的发展已经导致了显着的物理特性，包括隐形，光学磁性和负折射的演示。后者引起了特别的兴趣，主要是因为它有望实现超分辨率成像。近年来，负折射现象已被等离子体材料和非线性离散元件所证实。然而，负折射在光学频率的广泛使用受到高损耗和强色散效应的限制，这通常将操作限制在窄频带。在这里，我们使用简并四波混频（d-4 WM）来证明在石墨烯界面处的可控负折射，石墨烯界面充当高效的相位共轭表面。该方案由于非线性材料的厚度非常小而具有非常低的损耗，并且由于石墨烯的线性能带结构而确保宽带操作。
2012-10-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phase Conjugation and Negative Refraction Using Nonlinear Active Metamaterials
我们目前的实验演示相位共轭使用非线性超材料元件。从理论上证明了加载变容二极管的有源开口环谐振器在参数泵浦和适当频率照射时可以作为相位共轭或时间反转的离散元件。超材料元件的制造和实验表明，产生一个时间反转的信号。测量证实，相位共轭元件的离散阵列作为一个负折射的时间反转RF透镜只有0.12 $λ$厚。
2010-08-11 physics.optics
Reconciliation of generalized refraction with diffraction theory
当电磁波倾斜地入射在具有不同折射率的两个均匀介质之间的界面上时，跨越界面的相位连续性的要求通常导致波的轨迹的偏移。当在界面处施加线性位置相关相移时，可以使用斯涅耳定律的广义版本来描述所产生的折射。在这封信中，我们建立了广义折射和闪耀衍射光栅之间的形式等价关系，进一步讨论了这两种方法的相对优点。
2012-04-10 physics.optics
Anomalous Momentum States, Non-Specular Reflections, and Negative Refraction of Phase-Locked, Second Harmonic Pulses
我们模拟和讨论了新的时空传播效应，具体涉及到脉冲，相位失配的二次谐波产生的负折射率材料具有有限的长度。使用介电常数和磁导率的通用Drude模型，调谐基波和二次谐波频率，使得相应的折射率对于泵浦为负，对于二次谐波信号为正。相位锁定机构使得在进入表面处产生的部分二次谐波信号被泵捕获并被泵拖动，并且即使在二次谐波频率处的折射率为正时也负地起反作用。这些情况最终导致异常状态的产生，该异常状态由具有负波矢量和动量密度的向前移动的第二谐波波包组成，这进而导致在居间材料界面处的非镜面反射。在泵浦脉冲下捕获的前向生成的二次谐波信号向前传播，但具有反射脉冲的所有属性，类似于在表面处生成的并且远离界面向后自由传播的其孪生对应物。这描述了一种新的负折射状态，与非线性频率转换和参数过程相关，由此在界面处产生的光束可以负折射，即使该波长处的折射率为正。
2008-01-16 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
On the concept of a generalized law of refraction: A phenomenological model The Article and the Supporting Informations
本文研究了由衍射元件构成的超颖表面的广义折射和反射定律。它引入了一个唯象模型，再现了致力于广义斯内尔-笛卡尔定律的实验的所有特征。我们的主要发现是，为了描述光通过由衍射元件制成的超颖表面的传播，必须修改如前所述的广义折射和反射定律。我们提供了适当的法律，采取不同的形式取决于属性的元表面。我们的模型适用于周期性和非周期性的元表面。我们表明，广义折射定律严格存在的线性相位配置文件和锯齿波相位配置文件的约束下，我们指定的。它可以近似地定义为非线性相位分布。本文件包括第一部分的文章和第二部分的支持信息。
2020-06-11 physics.optics
Metameterial refraction characteristics within the millimeter-wave range
在毫米波范围内，实验研究了超材料目标中辐射折射的相位延迟、光谱、方向和角度依赖性。它已被证明的角度和光谱依赖性有一个复杂的结构，这表现出典型的正负折射率的属性。此时，在与超材料结构元件的尺寸相当的辐射波长间隔中发生折射性质的变化。
2013-04-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Negative refraction by quantum vacuum
在经典真空中，光的相速度与能流方向平行。然而，在某些不常见的材料中，这两个矢量可以是相反的方向，在这种情况下，相速度被称为“负”。这种负相速度（NPV）引起了许多奇异的现象，如负折射，逆多普勒频移和逆切伦科夫辐射，并具有技术吸引力。根据量子电动力学，静磁场的存在使真空成为光通过的各向异性介质。在足够强的静磁场的影响下，真空支持NPV。这样的超强磁场被认为是由于发电机的作用而产生的，例如在新生的中子星和双中子星合并中。鉴于可能发生负折射，在对中子星和相关的伽马射线暴进行天文观测时，必须认真考虑超强静磁场的影响。
2007-03-05 physics.optics physics.space-ph
From Diffraction to Refraction: a coherence-based conceptual framework
本文提出基于相干性的新框架，揭示在均匀介质中通过相干性实现的折射现象，并推导出相干驱动的折射关系式。
2025-12-15 physics.optics
A Plethora of Negative-Refraction Phenomenons in Relativistic and Non-Relativistic Scenarios
根据Snel的折射定律，平面波在两个均匀介质之间的平面边界处是以负向折射还是正向折射，仅由所涉及的波矢量的实部的取向决定。因此，负折射应区别于负相速度、能流的反位和负偏转等相关但独立的现象。这些现象都不是洛伦兹协变的。
2010-08-25 physics.optics
Chalcogenide hyperbolic metamaterial with switchable negative refraction
硫系玻璃是一种特殊的材料，其在相变时显示出宽的光学特性对比度，并且被高度研究用于可重构电子和纳米光子器件。在这里，我们报告了第一个基于硫族化物玻璃的非易失性、可切换双曲超材料的概念验证演示。通过使用$Ge_{2}Sb_{2}Te_{5}$（GST）合金作为多层纳米复合结构的组分之一，并利用其相变特性，我们展示了一种双曲超材料，其中I型双曲色散$(ε_{\perp} < 0, ε_{\parallel} > 0)$可以从近红外到可见光区域切换。这为可重构器件应用开辟了新的机会，例如成像、光学数据存储和传感。
2017-03-31 physics.optics
Negative Refraction and Superconductivity
我们讨论了带电流体动力学系统的奇异性质，在超导阶段，电磁波探测。从流体力学的一般参数的动机，我们观察到，负折射，即在相反方向的相速度和能量通量的传播，预计足够低的频率。我们证实了这个一般的想法，通过分析全息超导体的AdS/CFT对应，其中的响应函数可以明确计算。我们研究了在探测和反作用情况下的对偶引力理论。我们发现，虽然在第一种情况下的折射率是积极的，在每个频率，在第二种情况下有负折射在足够低的频率。这与流体动力学的考虑是一致的。
2011-07-06 cond-mat.supr-con hep-th physics.optics
Helicity Dependent Directional Surface Plasmon Polariton Excitation Using A Metasurface with Interfacial Phase Discontinuity
表面等离子体激元（SPPs）由于光对金属表面的强约束作用，已被广泛应用于物理、化学和生物学等各个科学领域。对于许多应用，重要的是自由空间光子可以以可控的方式耦合到SPP。在这封信中，我们应用的概念，界面相位不连续的圆偏振超颖表面上的设计一种新型的偏振相关的SPP单向激发法向入射。通过简单地切换入射光的螺旋度，实验证明了在光频下沿相反方向选择性单向激发SPP。这种方法，结合动态偏振调制技术，打开网关集成等离子体电路与电可重构功能。
2013-04-04 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
Time-Varying Metasurfaces and Lorentz Non-Reciprocity
光学的基础方程，斯涅耳定律，涉及光穿过两种介质之间的界面的入射角和折射角。它建立在两个基本的约束上：切向动量守恒和能量守恒。当使用空间梯度相位不连续性时，通过放松经典的Snell定律光子动量守恒约束，光学超颖表面使得能够实现一种全新类别的超颖光学器件。在这里，我们表明，通过消除光子能量守恒约束时，引入时间梯度相位不连续性，我们可以进一步授权的平面光子学领域，并获得一个新的属的光学器件。通过这种方法，经典的Snell关系被发展成一个更普遍的形式，不受洛伦兹互易性的限制，因此，满足所有的要求，建设无磁光隔离器。此外，光子经历与时间梯度超颖表面的非弹性相互作用，这修改光子能量本征态并导致多普勒样波长偏移。因此，具有空间和时间梯度的超颖表面可以对大量的光子应用产生强烈的影响，并提供对光的物理特性的通用控制。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
On metallic gratings coated conformally with isotropic negative-phase-velocity materials
差分方法（也称为C方法）的应用，平面波衍射的一个完美的传导，正弦波纹金属光栅涂有线性，均匀，各向同性，无损介电磁性材料表明，涂层材料的负折射率可以提供增强的最大非镜面反射效率相比，涂层材料的正折射率。
2007-10-30 physics.class-ph physics.optics
Bidirectional acoustic negative refraction based on a pair of metasurfaces with both local and global PT-symmetries
负折射在声波操纵和成像中起着重要的作用。然而，基于声学超材料的常规系统受到由损耗相关和分辨率问题引起的限制。在这项工作中，宇称时间（PT）对称系统被引入到实现无损耗双向声负折射。该系统是由一对局部PT对称的多层超颖表面包围的自由空间区域，这也形成了一个整体的PT对称。双向负折射的性质，这是罕见的定期PT对称结构，是有关的放大和吸收共存的局部PT对称超颖表面在其PT中断阶段。这样的超颖表面可以根据入射方向在相干完美吸收体（CPA）和放大器之间自由地切换它们的状态。我们的结果提供了一个新的物理机制，实现双向功能的PT对称系统。
2019-11-08 physics.app-ph physics.optics
Theory of Refraction, Ray-Wave Tilt, Hidden Momentum, and Apparent Topological Phases in Isotropy-Broken Materials based on Electromagnetism of Moving Media
本文从运动介质电磁学出发，揭示闵可夫斯基与亚伯拉罕动量之差与折射及射线-波前倾斜的内在联系，并证明动量倾斜仅在各向同性破缺材料中出现，同时阐明运动参考系下材料表观拓扑相的变化。
2024-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Negative refraction in time-varying, strongly-coupled plasmonic antenna-ENZ systems
随时间变化的超颖表面正在成为一个强大的工具，用于动态控制传播波的电磁特性。在这里，我们展示了一个有效的时变超颖表面的基础上等离子体纳米天线强烈耦合到ε近零（ENZ）深亚波长膜。金属谐振器的等离子体共振与光学ENZ模式强烈相互作用，提供约30%的拉比能级分裂。以频率ω的光泵浦引起以2ω振荡的非线性偏振，负责相位共轭和负折射光束的有效生成，与裸ENZ膜相比，其转换效率高出四个数量级以上。因此，强耦合等离子体激元系统的引入为在纳米尺度上实现ENZ物理提供了一条简单而有效的途径
2019-09-06 physics.optics
Vortex phase deterioration common path interferometry
本文提出热光折射干涉测量方法，通过热透镜叠加涡旋光束与非涡旋光束，利用牛奶样品分析输出干涉图的相位退化，为研究材料介质驱动的相位变化提供新型干涉测量手段。
2023-07-05 physics.optics
Bipartite Dielectric Huygens' Metasurface for Anomalous Refraction
本文提出一种无反射的粗离散化二部电介质惠更斯超表面，通过全波仿真验证其在28GHz下能以87%的高效率实现异常折射，为高频波操控提供了低损耗且鲁棒的设计平台。
2023-02-01 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
Refracting Metasurfaces without Spurious Diffraction
折射表示可以由元表面执行的最基本的操作之一。然而，简单的相位梯度超颖表面设计由于伪衍射阶而遭受受限的角偏转。最近已经表明，使用基于电路的方法，没有虚假衍射或无衍射的折射，可以幸运地通过表现出损耗-增益或双各向异性的横向超颖表面来实现。在这里，我们重新推导这些条件使用介质为基础的，因此更有见地的方法的基础上广义片过渡条件（GSTC）和表面磁化率张量，并实验证明两个无衍射折射超颖表面基本上是无损的，被动的，双各向异性和互惠。
2017-06-12 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
