Lateral forces on nanoparticles near a surface under circularly-polarized plane-wave illumination
光学力允许操纵小颗粒和控制纳米光子结构与光束。在这里，我们描述了一个反直观的横向光学力作用于粒子放置在基板上，均匀的平面波照明下，没有任何场梯度。我们表明，在圆偏振照明下，纳米粒子经历的偶极，自旋敏感的散射的结果的横向力，与其他光学力的幅度相当。为此，我们严格计算的力所经历的圆极化偶极子辐射以上的表面。与线性极化偶极子不同，平行于表面的力分量可以存在，这是由在表面处激发的单向导模的反冲和/或由偶极子-偶极子与诱导的镜像偶极子的相互作用引起的。这些结果已在会议[1]和[2]中介绍和讨论。
2015-04-14 physics.optics
Polarization properties of laser-diode-pumped micro-grained Nd:YAG ceramic lasers
详细研究了不同微片腔结构下激光二极管泵浦（LD泵浦）微晶粒陶瓷Nd：YAG激光器的偏振特性。在外腔方案中观察到稳定的线偏振单频振荡，其偏振方向与LD泵浦光的偏振方向一致。然而，在薄片激光器计划与涂层反射端的情况下，椭圆偏振的单频操作发生在低泵浦功率制度和动态不稳定性出现，具有自感反相位调制之间的反向旋转的圆偏振组件具有略有不同的激射频率，随着泵浦功率的增加。
2008-04-28 physics.optics
Nanobeam Photonic Crystal Cavity Light-Emitting Diodes
我们目前的结果电驱动纳米束光子晶体腔形成的横向p-i-n结在砷化镓。尽管纳米梁的导电尺寸很小，但它具有强大的电气特性，在低驱动功率下可以实现高电流密度。就像它们的二维对应物一样，纳米梁腔在室温下从嵌入的1,250 nm InAs量子点中表现出明亮的电致发光。小的室温微分增益观察到在腔与小光束自加热表明激光是可能的。这些结果打开了大门，有效的电子控制有源纳米束腔的各种纳米光子应用。
2011-06-28 physics.optics
Absolute Experimental Measurement of Intrinsic Helicity in Elementary Plasmonic Nanostructures
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Univ Toulouse（图卢兹大学）；CEMES（材料科学与研究中央实验室）；Université de Technologie de Troyes（特鲁瓦技术大学）
本文通过实验和理论证明，在近场聚焦电子束激发的纳米光子系统中，可以严格定义和测量手性，并利用Born-Kuhn模型系统展示了通过对称化激发和检测几何来直观测量手性的方法。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chirality enhancement using topology-designed 3D nanophotonic antennas
本研究利用拓扑优化设计3D手性纳米间隙天线，实现了巨大的手性不对称性（g=-1.70），并揭示了自旋角动量局部放大光学手性的机制，为纳米尺度光物质相互作用控制提供了新途径。
2024-02-19 physics.app-ph physics.optics
Exciton diffusion and annihilation in nanophotonic Purcell landscapes
激子通过扩散传播，并通过激子-激子湮灭相互作用。纳米光子学可以抵消光发射的减少。然而，传统的增强处理发射器作为固定和非相互作用。在这里，我们超越了本地化的珀塞尔效应，利用激子动力学。当相互作用的激子扩散通过光学热点时，激子和纳米光子性质的平衡导致增强或抑制的光致发光。我们确定了占主导地位的增强机制，在高和低的扩散和湮灭的限制，把他们的有害影响到额外的排放。我们的指南适用于基于单层半导体、钙钛矿或有机晶体的高效高功率发光二极管和激光器。
2022-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Laser injection locking and nanophotonic spectral translation of electro-optic frequency combs
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Maryland（马里兰大学）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（NIST/马里兰大学联合量子研究所）
本文提出利用激光注入锁频技术提升电光频梳信噪比，并结合纳米光子频谱转换扩展其波长范围，为量子传感器等应用提供高性能解决方案。
2025-04-30 physics.optics
Modelling spatio-temporal dynamics of chiral coupling of quantum emitters to light fields in nanophotonic structures
放置在纳米光子结构中的量子发射器可以导致非互易现象，如手性光激发。在这里，我们提出了一个理论模型来耦合的圆极化发射器描述的密度矩阵形式主义的电磁场内的时域有限差分（FDTD）模拟。特别是，我们讨论了如何实现复杂的电场的模拟，利用旋转波近似。通过将我们的模型应用于介质波导中的量子发射器和光环行器，我们展示了量子系统的激发如何依赖于它的位置和偏振。反过来，反向耦合可以导致强烈的非对称光激发。我们的框架和结果将有助于更好地理解包含量子发射器的纳米光子结构中光场的时空动力学。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Diodelike asymmetric transmission in hybrid plasmonic waveguides via breaking polarization symmetry
控制纳米光子波导中光的非对称传播的能力对于光通信和片上信号处理至关重要。然而，在大多数研究到目前为止，这种结构的设计一直是基于非对称模式转换，其中涉及多模波导。在这里，我们提出了一种混合等离子体激元结构，通过打破单模波导中的偏振对称性来执行光学二极管行为。所利用的物理机制是基于偏振旋转和偏振选择的组合。整个器件的尺寸为2.95*14.18 μm2，比以前提出的具有类似功能的器件小得多。在λ = 1550 nm处，前向和后向传播的消光比均大于11.8 dB（前向传播为19.43 dB，后向传播为11.8 dB）。器件的工作带宽为70 nm（1510 ~ 1580 nm），消光比> 10 dB。这些结果可能会发现重要的应用在集成器件中的极化处理或单向传播是必需的。
2017-02-12 physics.optics
Near-field Probing of Optical Superchirality for Enhanced Bio-detection
理论上，纳米光子平台通过它们诱导的近场手性不对称性的高度局部化变化，独特地使<飞摩尔的手性生物和药物分子能够被检测到。然而，目前基于手性纳米光子的策略本质上是有限的，因为它们依赖于远场光学测量，远场光学测量对比受手性分子影响的近场体积大得多的近场体积敏感。因此，它们依赖于检测限制检测灵敏度的远场光学响应中的小变化。在这里，我们利用一个有趣的现象，等离子体圆偏振发光（PCPL），这是一个精辟的近场手性的本地探针。这允许手性检测单层量的从头设计的肽，这是不能实现的远场响应。我们的工作表明，通过利用纳米光子平台的能力与PCPL的近场灵敏度，可以实现最佳的生物分子检测性能，为纳米计量学开辟了新的途径。
2022-05-15 physics.optics
Continuous-wave second-harmonic generation in the far-UVC pumped by a blue laser diode
本研究提出了一种由低成本蓝光激光二极管泵浦、基于二次谐波生成的紧凑型固态远UVC激光源，利用纳米光子波导与异质集成实现切伦科夫相位匹配，实验证实了其产生远UVC的可行性，在消毒、通信和光谱分析等领域具应用潜力。
2023-09-08 physics.optics
Datasets and Benchmarks for Nanophotonic Structure and Parametric Design Simulations
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
本文提出用于纳米光子结构参数化设计的基准与框架，并研究模拟网格尺寸对评估保真度的影响，以辅助优化算法选择最优结构。
2023-10-29 cs.LG physics.optics stat.ML
Spectral engineering via complex patterns of circular nano-object miniarrays: I. convex patterns tunable by integrated lithography realized by circularly polarized light
通过圆偏振光束照射胶体球单层使得能够制造由圆形纳米孔微阵列组成的凹图案，所述凹图案可以通过剥离过程转移到凸金属纳米颗粒图案中。独特的光谱和近场特性是可以实现的，通过调整的几何形状的中心nanoring和quadrumer的轻微旋转的卫星nanocrescents，并通过选择那些方位角的方向，促进本地化的等离子体共振。研究了由均匀金纳米环和纳米新月组成的六边形图案的光谱和近场效应，这些图案可以通过垂直和倾斜入射的单一均匀圆偏振光束制作的转移掩模来制备，以揭示所支持的局域等离子体模。研究了由单重态纳米环和单重态纳米新月体以及四个纳米新月体组成的人造矩形图案，以分析纳米物体相互作用和晶格类型的作用。结果表明，当$\bar{E}$场的振荡方向垂直和平行于纳米环的对称轴时，所有的纳米光子现象都受纳米环上与方位角无关的局域共振和纳米新月体上的C2、C1和U共振的支配.局部表面等离子体共振对个别纳米物体之间的相互作用是弱的，而散射光子模式有一个扰动的作用，在瑞利异常，只有在较大的周期性矩形图案的微型阵列。偶极发射器的相当大的荧光增强是可实现的光谱位置，促进C和U共振的组成纳米物体。
2020-05-16 physics.optics
Nanophotonics with 2D Transition Metal Dichalcogenides
二维过渡金属二硫属化物（TMDC）最近已成为用于若干光电应用的有吸引力的半导体材料，诸如光电探测、光捕获、光电晶体管、发光二极管和激光器。它们特别有吸引力，因为它们的带隙位于可见光和近红外范围内，并且它们具有强激子共振，高振子强度和谷选择性响应。将这些材料耦合到光学纳米腔增强了激子发射的量子产率，从而实现了先进的量子光学和纳米光子器件。在这里，我们回顾了基于单层TMDC耦合到等离子体和介电纳米腔的混合激子极化激元结构的最新进展。首先，我们一般讨论二维WS 2，WSe 2，MoS 2和MoSe 2材料的光学性质，特别注意它们的能量和光致发光/吸收光谱，激子精细结构，激子形成和谷去极化的动力学。然后，我们讨论了混合激子极化激元结构中的光-物质相互作用。最后，我们专注于弱耦合和强耦合制度在单层TMDCs为基础的激子极化激元系统，展望研究方向和未来的机会，基于这种新的材料平台。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Efficient vortex generation in sub-wavelength epsilon-near-zero slabs
我们表明，均匀和各向同性的板，照射的圆偏振光束没有拓扑电荷，产生漩涡的顺序两个在相反的圆偏振分量的反射和透射场，作为横向磁和横向电动力学之间的差异的后果。在ε-近零制度，我们发现，涡的产生是非常有效的亚波长厚板坯的近轴制度。这在物理上源于这样一个事实，即真空傍轴场可以激发ε近零板内的非傍轴场，因为它在物理上大部分体积上承载缓慢变化的场。我们的理论预测表明，ε-近零介质具有很大的潜力，作为纳米光子元件，用于操纵辐射的角动量，因为它们不需要采用复杂的微/纳米制造工艺，甚至可以在非常小的（紫外）波长下工作。
2016-10-05 physics.optics
All-dielectric nanoantennas for unidirectional excitation of electromagnetic guided modes
通过在纳米尺度上构造它们的环境来工程化来自单个量子发射器的辐射的强度和方向是现代纳米光子学的基石。最近发现的系统表现出自旋-轨道耦合的光在这方面特别感兴趣。在这封信中，我们已经证明，位于其表面的缺口中的点偶极源的高指数亚波长电介质纳米颗粒的不对称激发导致形成手性近场，这类似于圆极化偶极或四极。使用数值模拟，我们已经表明，这种效果是一个更高的多极（四极和八极）模式的纳米粒子内的激发的结果。我们已经将这种效应应用于介质波导和表面等离子体激元极化激元模式的单向激发。我们已经实现的值的前-到-回比高达5.5的介质波导和7.5的等离子激元之一。我们的研究结果对纳米光子学和量子信息处理系统的集成具有重要意义。
2015-08-11 physics.optics
Layered Babinet complementary patterns acting as asymmetric negative index metamaterial
本文研究了基于Babinet互补微阵列的多层结构在偏振光下的非对称光学响应与负折射率现象，提出其可作为超薄负折射率材料和非互惠纳米光子元件。
2024-04-26 physics.optics
Optical diode based on the chirality of guided photons
光子是非手征粒子：它们的旋向可以是左的也可以是右的。然而，当光被横向限制时，它可以局部地表现出横向自旋，其方向由光子的传播方向固定。因此，受限光子具有手征性。在这里，我们采用这两个实验方案，以证明在单光子水平通过二氧化硅纳米纤维的光的非互易传输。我们要么使用弱耦合到纳米纤维引导模式的自旋极化原子的系综，要么使用通过回音壁模式谐振器强耦合到纳米纤维的单个自旋极化原子。我们同时实现了高光隔离和高前向传输。两者都是由内部原子状态控制的。由此产生的光二极管是一类新的非互易纳米光子器件的第一个例子，该器件利用了受限光子的手性，并且原则上适用于量子信息处理和未来的量子光网络。
2015-02-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A digital twin for a chiral sensing platform
本文提出手性传感平台的数字孪生，通过融合光学与量子化学模拟，在全部长度尺度上描述含分子的器件并预测圆二色光谱，从而指导实验、解释复杂测量结果并辅助设计腔增强型圆二色光谱仪。
2023-09-21 physics.optics
Gravitational field around blackhole induces photonic spin-orbit interaction that twists light
光的自旋-轨道相互作用（SOI）在纳米光子学中得到了深入研究，因为它能够灵敏地控制光子的自旋自由度，从而控制光子的轨迹，这对于诸如信号编码和路由的应用是有用的。最近的一项研究表明，光子的SOI表现为光子传播所通过的介质的介电常数存在梯度;这增强了圆偏振光的散射，并导致光子沿着扭曲的轨迹传播。在这里，我们从理论上预测，由于一个非均匀的电介质和引力场之间的等效性证明在转换光学，一个显着的SOI被诱导到圆偏振光通过黑洞的引力透镜。这导致：i）如果黑洞的尺寸小于入射光子的波长，光子将沿着手征轨迹传播，ii）由于这些手征轨迹，引力透镜的所得图像将表现出方位角旋转。这一发现为利用圆偏振光探测和发现亚波长大小的黑洞开辟了一条道路。
2017-03-29 gr-qc physics.optics
A diode nanocavity for fast, efficient and tunable emission of highly entangled photon pairs and Fourier-transform-limited single photons
Institute of Semiconductor and Solid State Physics, Johannes Kepler University Linz（林茨约翰内斯·开普勒大学半导体与固态物理研究所）
研究旨在解决半导体量子点在光子量子技术应用中面临的效率与噪声权衡问题，通过基于量子点嵌入p-i-n二极管圆形布拉格光栅谐振器的可调谐纳米光电器件，实现高效、可调谐的纠缠光子对和单光子发射，为半导体量子光子学提供可行平台。
2026-07-14 physics.optics quant-ph
Artificial optoelectronic spiking neuron based on a resonant tunnelling diode coupled to a vertical cavity surface emitting laser
可激发的光电器件代表了在神经形态（脑启发）光子系统中实现人工尖峰神经元的关键构建块之一。本文介绍并实验研究了一种光-电-光（O/E/O）人工神经元，该人工神经元以共振隧穿二极管（RTD）作为接收器，以垂直腔面发射激光器作为发射器。我们证明了一个定义明确的兴奋性阈值，在此之上，这个神经元产生100纳秒的光学尖峰响应与特征神经样不应期。我们利用其扇入功能来执行设备内符合检测（逻辑与）和异或（XOR）任务。这些结果提供了第一个实验验证的确定性触发和任务的RTD为基础的尖峰光电神经元的输入和输出光（I/O）终端。此外，我们还在理论上研究了所提出的系统的纳米光子实施与单片设计相结合的纳米级RTD元件和纳米激光器的前景;因此，展示了集成RTD为基础的可激发节点的潜力低足迹，高速光电尖峰神经元在未来的neuromorphic光子硬件。
2022-06-22 cs.ET cs.NE physics.app-ph
Optical mirages from spinless beams
光的自旋轨道相互作用在纳米光子学的多个分支中普遍存在，包括光波局域化。在这个框架下，人们广泛接受的是，圆偏振光束导致自旋依赖的表观位移的偶极目标通常被称为光学海市蜃楼。相比之下，当照明来自无自旋光束（如线性偏振波）时，这些光学海市蜃楼就会消失。在这里，我们表明，光学定位误差出现的粒子维持电和磁偶极响应下的无自旋光束的照明。作为一个例子，我们计算的光学海市蜃楼的散射高折射率纳米球的照明下的线性偏振平面波携带零自旋，轨道，和总角动量。我们的研究结果指出，被忽视的电和磁偶极子之间的干扰，而不是自旋轨道相互作用的光作为原点的倾斜位置的纳米球。
2022-12-25 physics.optics
Unidirectional sub-diffraction waveguiding based on optical spin-orbit coupling in subwavelength plasmonic waveguides
亚波长等离子体波导显示出独特的强局域化（下至纳米级）和引导光的能力。这些结构本质上是双向光通信信道，提供两个相反的光传播方向。因此，当使用强聚焦光束将光直接从顶（或底）表面耦合到这些平面集成器件时，它被均等地共享到两个相反的传播方向。在这里，我们表明，对称性可以打破使用入射的圆偏振光，直接在波导弯曲的自旋轨道角动量转移的基础上。我们预测，高达94%的内耦合光被引导到一个单一的传播通道的间隙等离子体波导。远超过衍射极限的强局部化光能的单向传播通过偏振变得可切换，而不需要中间纳米天线/散射体作为光导向器。这项研究可能会在一个大的科学领域，如纳米光子电路，路由和排序，光学纳米传感，纳米光学捕获和操纵打开新的视角。
2015-04-10 physics.optics
Auto-locking Waveguide Amplifier System for Lidar and Magnetometric Applications
我们描述了一个紧凑的波导放大器系统，适用于光泵铷磁强计。该系统由自锁真空密封外腔半导体激光器、半导体锥形放大器和基于声光调制器的脉冲单元组成。二极管激光器利用来自干涉滤波器的光反馈，将廉价激光二极管的线宽缩窄至~500 kHz。该输出可在8 GHz范围内（780 nm处）进行扫描，并可使用自动锁定控制器在无需人为干预的情况下锁定到可扩展参考光谱库中的任何光谱标记。锥形放大器将输出从50 mW放大到2 W，频谱质量失真可忽略不计。该系统可以在可见光和近红外波长以MHz重复率工作。我们演示了铷蒸气的光泵与此系统的磁测量应用。磁力计检测由圆偏振泵浦激光器进行光泵浦之后的线偏振探测激光器的两个正交偏振分量的差分吸收。微分吸收信号的脉冲长度，脉冲幅度和直流磁场的范围内进行了研究。我们的研究结果表明，这种激光系统是适合于光泵自旋交换自由磁强计。
2018-05-18 physics.ins-det physics.optics
All-optical polarization control in time-varying low-index films via plasma symmetry breaking
本文提出一种通过飞秒泵浦低折射率薄膜实现全光偏振控制的方案，利用等离子体对称性破缺产生超快双折射、二色性和光学活性，适用于超快调制器与非互易光子器件。
2025-10-08 physics.optics
Photonic Crystal Optical Parametric Oscillator
几十年来，器件的小型化一直是微电子和光子学的主要目标，旨在实现更密集的集成、增强的功能和大幅降低功耗。目前，纳米光子学的进展与信息和通信、大脑启发计算、医学和传感以及量子信息等应用所需的概念和技术的进展有关。在所有的纳米结构中，半导体光子晶体（PhCs）占据了突出的地位，因为它们能够制造准终极光学腔。低阈值激光二极管或拉曼激光器、低功耗光学存储器、高效单光子源或单光子量子门是它们能力的令人印象深刻的例子。我们报道了利用近衍射极限光模在电信波长上实现的约20微米长的PhC半导体光参量振荡器（OPO）。泵浦功率阈值低于0.2 mW。通过热调谐纳米腔的高Q模到三重共振配置，克尔光学四波混频的急剧增强达到了参数振荡。这种典型的相干光源的小型化为量子光学电路铺平了道路，压缩光或纠缠光子对的高效非线性源的密集集成。
2020-11-26 physics.optics
The physical limits of nanoLEDs and nanolasers for optical communications
纳米级光源正在被深入研究，以实现低能量，高密度光通信和传感系统的潜力。纳米发光二极管（nanoLED）和纳米激光器两者都已经被考虑，其基于先进的纳米光子概念，诸如光子晶体和等离子体结构，具有良好地进入亚微米域的尺寸。随着维度的减小，光-物质相互作用变得更强，可能导致有效和超快的辐射发射，无论是在自发还是受激状态。这些特征为这种纳米级光源的实际前景，特别是光学互连的实际前景创造了广泛的期望。在本文中，我们将探讨LED和激光器缩小尺寸的局限性，并自问哪种类型的光源最适合超低功率光通信。基于对半导体有源区在室温下的自发发射率和受激发射率的缩放的简单物理考虑，我们分析了纳米LED和纳米激光器的速度和能量极限作为其尺寸的函数。自发发射增强（珀塞尔效应）在实际的纳米光子源的作用也被重新审视。主要结论是，nanoLED达到基本的能量/速度限制的数据速率超过几个Gb/s，而纳米激光器的有效尺寸在几个100纳米的范围内，可以使直接调制速率大于40 Gb/s的功率水平足够的短距离和低能量的光学互连。
2020-03-17 physics.app-ph physics.optics
Enhanced magneto-optical intensity effect in a helicity-preserving all-dielectric metasurface at Mie resonances and the anapole state
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT)（莫斯科物理技术学院）；Faculty of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；National Engineering Research Center of Electromagnetic Radiation Control Materials, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学电磁辐射控制材料国家工程研究中心）；State Key Laboratory of Electronic Thin-Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室）
提出并实验验证了一种保螺旋性的全介质超表面，利用Mie共振和anapole态增强圆偏振光激发下的磁致透射调制，归一化磁光强度效应相比裸磁膜提升约2-3倍（Mie共振区）或约30%（anapole态区），同时保持高透射率。
2026-05-25 physics.optics
Deterministic photon-emitter coupling in chiral photonic circuits
设计光子发射和光子散射的能力是现代光子学应用的核心，从光捕获到新型紧凑光源，再到基于单光子的量子信息处理。纳米光子波导特别适合于这种应用，因为它们将光子传播限制在1D几何形状，从而增加光和物质之间的相互作用。将手性功能添加到纳米光子波导导致新的机会，使集成和强大的量子光子器件或观察新的拓扑光子态。在规则波导中，量子发射器在两个方向中的任一方向上辐射光子，并且光子发射和吸收是相反的过程。这种对称性在纳米光子结构中被破坏，其中非横向局部电场意味着光子发射和散射都可以变成方向性的。在这里，我们的实验表明，量子发射器的内部状态决定了在一个专门设计的光子晶体波导的单光子发射的手征。在几乎所有发射的光子都耦合到波导的条件下，观察到具有大于90\%的方向性的单光子发射到波导中。这种确定性和高度定向的光子发射使得能够实现片上光学二极管、在单光子水平下操作的循环器和确定性量子门。基于我们的实验演示，我们提出了一个实验上可实现的和完全可扩展的确定性光子-光子CNOT门，到目前为止，在光子量子信息处理中，大多数门都是概率性的。
2015-01-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Electric control of spin orbit coupling in graphene-based nanostructures with broken rotational symmetry
光的自旋和角动量是纳米光子学中重要的自由度，它们控制着光的传播、光力和信息编码。通常，使用q板或空间光调制器来生成光学角动量。在这里，我们表明，石墨烯支撑的等离子体纳米结构与破缺的旋转对称性提供了一个令人惊讶的自旋轨道角动量转换，这可以通过改变石墨烯的电化学电位连续控制。在圆偏振平面波的共振照射下，石墨烯片上的氧化铟锡纳米颗粒的多边形阵列产生携带电可调轨道角动量的散射场。这种独特的光子自旋轨道耦合是由于石墨烯等离子体激元和纳米颗粒的局部表面等离子体激元的强耦合而发生的，并且导致石墨烯等离子体激元的受控定向激发。可调谐的自旋轨道转换为光通信中的高速率信息编码、光镊中的电动转向功能以及更高维纠缠光子态的纳米布线铺平了道路。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Realization of Z$_2$ topological photonic insulators made from multilayer transition metal dichalcogenides
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；University of York（约克大学）
本研究利用多层WS₂的优异光学与加工特性，制备出拓扑自旋霍尔光子晶格，验证了近红外光子带隙与畴界单向传播特性，为层状材料基纳米光子器件研究开辟新路径。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Machine Learning-Based Optimization of Chiral Photonic Nanostructures: Evolution- and Neural Network-Based Design
手征光子学开辟了新的途径来操纵光-物质相互作用，并通过纳米结构化非平凡图案来定制超表面和材料的光学响应。物质的手征性（如分子的手征性）和光的手征性（在最简单的情况下由圆偏振的手征性给出）在化学、纳米光子学和光学信息处理中的应用引起了广泛的关注。我们报告的手性光子结构的设计，使用两种机器学习方法，进化算法和神经网络的方法，快速，有效地优化介电超颖表面的光学特性。在过渡金属二硫属化物激子共振范围内获得的可见光的设计配方显示出反射光的圆偏振度的频率依赖性修改，其由左圆偏振强度和右圆偏振强度之间的差表示。我们的研究结果表明，采用二硫化钨作为可能的活性材料，如谷霍尔效应和光学谷相干性的功能，手性敏感的光-物质耦合方案的光学纳米图案化反射器的简便制造和表征。
2021-11-11 physics.app-ph physics.optics stat.ML
Observation of Zeeman shift in the rubidium D2 line using an optical nanofiber in vapor
本文报道了在直流磁场作用下，通过锥形光波导透射法观测到的~（85）Rb和~（87）Rb同位素D_2跃迁的塞曼频移（100 MHz量级）。分析了线偏振光在介质中的传播，将其看作是两个正交圆偏振方向σ+和σ-的叠加。在没有磁场的情况下，原子蒸气通过在电子束腰部的倏逝场对这些偏振的吸收是简并的。当平行于传播光施加弱磁场时，这种简并被解除，并且检测到共振频率的相对偏移。观察到1.6MHz/G和-2.0MHz/G的典型线性位移速率。我们还证明了二色性原子蒸气激光锁定线的形状，通过监测两个磁移吸收光谱的实时减法。这是特别有趣的磁光实验，因为它可以直接实现半导体激光器的频率稳定。
2013-05-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Metasurface reconfiguration through lithium ion intercalation in a transition metal oxide
最近几年，光学工程师的工具箱里出现了一个新的概念--超表面。在超颖表面中，适当定制的材料内含物能够重塑入射光束的电磁场。振幅、相位和偏振的变化可以在仅波长的一小部分的厚度内解决。通过这一概念，可以预见，即使是最复杂的光学元件，也会大大提高光学元件的紧凑性;还可以确定其他独特的功能，如模拟计算。随着这个巨大的潜力准备被披露，缺乏可调性仍然是一个主要的障碍被打破。现在，超表面必须能够重新配置，即能够修改和记忆它们的状态，可能需要少量的能量。在这篇文章中，我们报告了通过在光子器件内集成的五氧化二钒层中嵌入锂来实现低能量、自保持超颖表面重构。通过合理的亚原子设计，实现了对线偏振光的振幅和相位的操作。此外，还实现了对圆偏振光的可调手征和可调手征保持反射的操控。这些操作是使用低至50 pJ/μm^{2}完成的，提高了过渡金属氧化物中的锂嵌入，作为迄今为止已知的用于超颖表面的最节能的自保持调谐机制之一，在整个纳米光子学领域具有重要的前景。
2018-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Flexible Asymmetrically Transparent Conductive Electrode based on Photonic Nanojet Arrays
本研究提出结合纳米光子设计与卷对卷光刻的新平台，制备出基于光子纳米射流阵列的柔性非对称透明导电电极，兼具高透光性、高导电性与力学柔性，可应用于多种光电器件。
2024-04-10 physics.app-ph physics.optics
All-optical polarization control and routing by nonlinear interferometry at the nanoscale
本研究利用全介质AlGaAs超表面的非线性干涉效应，通过调控泵浦光与倍频光的相对相位及功率，实现了3ω上转换光的偏振态调制与k空间圆偏振路由，为手性传感和先进成像提供了新方案。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
