Light trapping above the light cone in one-dimensional array of dielectric spheres
我们证明了束缚态的第一TE和TM衍射连续（BSC）在空气中的光锥上方的电介质球的线性周期阵列。我们根据方位角数$m$、沿阵列定向的布洛赫波矢量$β$和偏振指定的对称性对BSC进行分类。最简单的对称保护TE和TM极化BSC具有$m=0$和$β=0$，并且出现在球半径和介电常数的宽范围内。具有$m\neq 0$和$β=0$的更复杂的BSC仅存在于固定介电常数的选定半径的球体。我们还发现了强大的布洛赫BSC与$β\neq 0, m=0$。我们还提出了嵌入到两个和三个衍射连续的BSC。我们表明，BSC可以很容易地检测到的崩溃的Fano共振散射的电磁平面波的阵列。
2015-08-19 physics.optics
The role of the angular momentum of light in Mie scattering. Excitation of dielectric spheres with Laguerre-Gaussian modes
提出了一种利用拉盖尔-高斯光束增强可见光区散射电磁场波纹结构的方法。这些增强的波纹的位置以及它们的线宽可以使用不同的光束和球体的尺寸来控制。
2012-11-21 physics.optics
Dielectric spheres with maximum forward scattering and zero backscattering: A search for their material composition
表现出零后向散射但在前向方向上具有大散射截面的纳米颗粒应该在像太阳能电池的光子器件中作为光衍射元件发挥关键作用。使用米氏理论，我们解决无损介质球，最近报道具有磁介电响应的照明波，并分析其散射截面连同其零向后散射条件。我们发现，有一个最佳的颗粒折射率（m = 2.47），这产生最大的前向散射没有向后光的散射。
2015-11-04 physics.optics
Unveiling dipolar spectral regimes of large dielectric Mie spheres from helicity conservation
控制电介质粒子散射光的电磁螺旋性和方向性对于全介质光学和光子学中的各种感兴趣的现象学至关重要。在这封信中，我们表明，高指数介质米氏球散射的电磁螺旋度的守恒可以用作探测纯多极光谱区域，特别是偶极性质，超出其假定的光谱间隔。这一发现揭示了偶极行为不一定限于小颗粒，与现有技术的现状形成鲜明对比。有趣的是，我们证明了对于小颗粒极限中的特定纳米球预测的最佳前向光散射条件实际上在无限数量的折射率的固定x尺寸参数下得到满足
2020-03-28 physics.optics
Electromagnetic scattering by homogeneous, isotropic, dielectric-magnetic sphere with topologically insulating surface states
将均匀各向同性介质磁球电磁散射的Lorenz-Mie公式推广到包含表面导纳为$γ$的拓扑绝缘表面态。推导了散射场相量系数相对于入射场相量系数的展开式。这些膨胀系数被用来获得分析表达式的总散射，消光，前向散射和后向散射的球体的效率。共振存在相对较低的值的$γ$，当球是非耗散或弱耗散。对于大值的$γ$，散射特性接近于完美的导电球，无论球是由耗散或非耗散材料组成，也无论该材料是否支持具有正或负相速度的平面波传播。
2020-03-29 physics.optics
Dual and anti-dual modes in dielectric spheres
我们提出了如何光的角动量可以发挥重要作用，诱导一个双重或反双重行为的电介质粒子。虽然构成粒子的材料不是双重的，即电介质不以与磁场相同的方式与电场相互作用，但当选择正确的激发光束时，球形粒子可以表现为双重系统。我们研究的条件下，这种诱导的双重或反双重行为可以诱导。
2013-05-09 physics.optics
Effective dielectric tensor of deformed-helix ferroelectric liquid crystals with subwavelength pitch and large tilt angle
短节距变形螺旋铁电液晶作为活性材料在显示器、光学遥测和生物医学器件中具有许多应用。在本文中，我们推导出方便的解析公式来计算这些材料的有效介电张量超出空间平均近似。通过与精确的数值计算比较，我们表明，我们的公式是非常准确的预测光学性质，在几乎所有的实际情况下，包括大倾角的重要情况下，空间平均近似打破。我们还提出了两个互补的方法之间的比较扩展介观介电张量与介观传输矩阵，推导出的有效传输矩阵的表达式作为一个无限的扩展和明确计算相应的有效介电张量的第一次。我们的结果表明，这两种方法给出准确的预测时，双光子散射项被考虑在内。
2018-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
The super resonance effect paves the way for a new type of refractive index sensor concept based on a mesoscale dielectric sphere
最近，我们发现介电中尺度球可以支持所谓的超共振效应，即具有巨场局域化和增强的高阶Mie共振模式。由于周围介质的存在会对粒子内部的场强度产生显著影响，基于Mie理论首次证明了这种效应可以用于介质折射率传感器的设计。使用空气作为环境的例子，我们已经表明，所提出的传感器概念的灵敏度可以达到从10-6到10-8，这取决于球体尺寸参数的精度，这并不比现代干涉方法的精度差。
2022-04-20 physics.optics
Quality factors of deformed dielectric cavities
分析了圆形或球形介质腔变形时回音壁模式的品质因数的退化。这种谐振器的大品质因数对于它们在诸如传感器、波长滤波器或激光器的应用中的使用是重要的。然而，形状变形对品质因数的影响的直接分析不能给出，因为标准程函近似所需的基本复射线数据通常不存在。在本文中，我们利用一种方法，已成功地用于其他地方来描述强定向发射这样的系统，基于微扰处理相关的复杂的射线家庭。适用时，径向扰动是正式的波长的顺序，所得到的近似成功地描述了品质因数的变化，使用的射线几何形状在附近的一组离散的逃逸射线引导最大发射强度的方向。
2012-03-23 physics.optics quant-ph
Dynamic radiation force of a pulsed Gaussian beam acting on a Rayleigh dielectric sphere
研究了脉冲高斯光束作用于瑞利介质球时产生的辐射力的动态演化规律。导出了脉冲高斯光束的散射力和有质动力分量的解析表达式。我们的分析表明，辐射力，为横向和纵向分量，可以大大增强作为脉冲持续时间的减少。进一步发现，对于脉宽较长的脉冲，它可以用于稳定地捕获和操纵粒子，而对于脉宽较短的脉冲，它可以用于引导和移动小的电介质粒子。最后讨论了脉冲光束有效操纵粒子的稳定性条件。
2008-01-15 physics.optics
Influence of the Environment on the Effect of Super Resonance in Mesoscale Dielectric Spheres
该研究基于米氏理论首次证明环境介质会显著降低介观介电球超共振的内部场增强，并发现空气中比真空中具有更大的蓝移增强效应。
2022-04-26 physics.optics
Optical response induced by bound states in the continuum in arrays of dielectric spheres
本文研究了介质球阵列中连续介质束缚态引起的光学响应。将准模展开技术与耦合模理论（CMT）相结合，提出了动量空间中BIC周围高Q共振的光学响应理论。中心结果是CMT参数的解析表达式，它可以很容易地从散射系统的相互作用矩阵的本征频率和本征向量计算。所得到的结果进行了验证，与精确的数值解的比较，证明CMT近似是能够再现Fano功能的光谱附近的BIC。基于准模展开技术，我们导出了CMT参数在$Γ$点附近的渐近标度律。它是严格证明了CMT近似的线宽表现出不同的渐近行为取决于BIC的对称性。
2018-05-21 physics.optics
Multiple Kerker anapoles in dielectric microspheres
高折射率介质球在以偶极模为主的光谱范围内具有显著的光散射特性。然而，这些属性中的大多数是不存在的平面波照明下的较大的球体。在这里，我们建议解开偶极制度，无论球的大小和折射率的照明与纯偶极场。这种类型的照明确保球体的散射响应是纯偶极的。在这种情况下，我们表明，Kerker条件不仅与对偶对称性和一个强大的向后向前的不对称光散射，但也出现非辐射源：所谓的混合anapole。最后，我们表明，所有上述散射功能下偶极照明是可重复的实验接近紧聚焦高斯光束。
2020-10-23 physics.optics
Optical force and torque on a spinning dielectric sphere
该研究通过完全波模拟发现旋转的各向同性无损耗介电球在平面波照射下会产生横向光力与光力矩，利用多极展开揭示了旋转引起的有效双各向异性及 Sagnac 频率分裂效应，为运动介质中的非常规光学操控提供了新理解。
2025-03-06 physics.optics
Excitation of a homogeneous dielectric sphere by a point electric dipole
电小介质天线对于现代技术具有极大的兴趣，因为它们可以显著减小用于处理和传输信息的电子设备的物理尺寸。我们研究了高折射率电介质球天线的谐振条件对其方向性的影响，并分析了这些谐振对介质球有效激发模式的依赖性。
2021-10-26 physics.app-ph physics.optics
Broadband suppression of backscattering at optical frequencies using low permittivity dielectric spheres
精确抑制旋转对称物体的后向散射需要双对称材料，其中${ε_r} = {μ_r}$。这阻碍了它们在许多频段的设计，包括光学频段，因为磁性材料不可用。具有大介电常数的电磁小非磁性球体提供了一种替代方案。它们可以被定制为表现出平衡的电和磁偶极极化率，这导致近似为零的反向散射。在这种情况下，效果本质上是窄带的。在这里，我们提出了一种不同的替代方案，允许宽带功能：由低介电常数材料制成的电磁大球体。该效应发生在接近平凡的${ε_r} \to {μ_r} =1$的情况下，其中近似对偶性以弱波长依赖方式满足的参数制度中。尽管低介电常数，球的整体散射响应仍然是显着的。从这些领域的辐射模式被证明是高度方向性跨越一个倍频程跨越带。使用米氏系数的效果进行了分析和数值计算。
2017-07-10 physics.optics
Quantum Electrodynamics with a Nonmoving Dielectric Sphere: Quantizing Lorenz-Mie Scattering
本文量子化真空中非移动介质球体周围的电磁场，推导平面波与归一化本征模式的正则变换，并用于分析单光子、压缩光及双光子散射，揭示三维分束器的洪-欧-曼德尔干涉角分布，为光与介质球体机械自由度量子相互作用奠定理论。
2023-11-14 physics.optics quant-ph
Suppression of light propagation in a medium made of randomly arranged dielectric spheres
利用严格的衍射理论研究了光在密集介质球中的传播。它示出了一个实质性的抑制的局部态密度发生在光谱域中的单一成分表现出米氏共振。局域态密度在相关频率下呈指数下降，聚集球的空间延伸呈线性增加。结果表明，一个自我维持的核壳球的随机安排显示出相同的基本特征。这种方法提供了一种易于制造具有全向间隙的光子材料的途径，该光子材料可用于各种应用。
2008-10-22 physics.comp-ph physics.optics
Directional Fano Resonances at Light Scattering by a High Refractive Index Dielectric Sphere
在这项研究中，我们报告的实验证据的定向Fano共振的散射的平面，线偏振电磁波的均匀介质球具有高折射率和低损耗。我们观察到一个典型的非对称Fano分布的强度散射，实际上，任何给定的方向，而整体消光截面仍然是洛伦兹。这一现象是由选择性激发的电偶极模和电四极模的干涉引起的。通过适当选择入射波的频率来实现激发的选择性。由于麦克斯韦方程组的标度不变性，在这些实验中，我们通过在微波范围内直径为18 mm的球形颗粒的等效散射来模拟由普通超导材料（Si、Ge、GaAs、GaP）制成的纳米颗粒对可见光和近红外辐射的散射。发展的理论来解释实验扩展了传统的法诺方法的情况下，当两个干扰分区共振。实验结果与理论计算结果吻合较好。
2016-05-25 physics.optics
Spatial Fano resonance of a dielectric microsphere impinged by a Bessel beam
考虑了Fano共振的一般概念，从而说明了这种空间共振的可能性。使用最近发现的解决方案的贝塞尔光束撞击介质球，我们分析了电磁场附近的微球具有不同的光学尺寸和介电常数值。我们从理论上揭示了空间Fano共振时的谐振模式的球干涉{量}非共振模式。这种共振导致一阶贝塞尔光束撞击球后的电场的巨大跳跃。电磁场的局部最小值明显远离微球的后边缘。然而，这是一个近场效应，我们证明了这一点。我们还表明，这种效果可以利用工程的亚微米光学陷阱与不寻常的和有用的属性。
2021-03-16 physics.optics
Longitudinal optical fields in light scattering from dielectric spheres and Anderson localization of light
最近的研究表明，无序介质中点散射体之间的纵向电磁场耦合对光的安德森局域化是有害的。然而，它一直不清楚，如果这个功能是通用的或特定的点散射。本文的工作表明，在单色光照射下，球形介质散射体外的纵向场强度与散射体的尺寸有着复杂的、非单调的关系。此外，强度降低了一个空心球，而可以调整参数的涂层球，以获得一个相对较低的纵向场与强的共振散射效率。因此，随机排列的结构（空心或涂层）球可能是有前途的三维无序材料达到安德森局域化的光。
2018-07-23 cond-mat.dis-nn physics.optics
Scattering of nonlinear coherent state on sphere by an absorptive and dispersive dielectric slab
本文研究了在有限温度下，球上非线性相干态垂直传输通过色散吸收介质平板时，其特定的非经典性质的改变。为此，通过Lorentz模型描述平板的介电色散，计算了透射态的正交压缩和Mandel参量。将单模非线性相干态推广到连续模。计算了球介质上连续非线性相干态的二阶相干度，并研究了通过平板传输所产生的量子噪声对反聚束特性的影响.我们发现，在介质共振附近，平板的损耗和热涨落的不利影响并不随入射态的物理空间曲率的增大而得到补偿。
2017-06-30 physics.optics quant-ph
Unconventional Fano effect and off-resonance field enhancement in plasmonic coated spheres
我们研究了由色散等离子体核和电介质壳组成的涂层球的光散射。通过写的吸收截面的内部电磁场，我们证明了它是一个观察到的干扰，最终导致法诺效应的敏感。特别是，我们表明，非常规的法诺共振，最近发现的均匀球具有大的介电常数，也可以发生金属球涂有单电介质层。这些共振来自壳内具有相同多极矩的两个电磁模式之间的干涉，而不是来自粒子不同层的各种等离子体模式之间的相互作用。与均匀球体的情况相反，即使在瑞利极限下，涂层球体中也存在非常规的Fano共振。这些共振可以引起非共振场增强，其比用常规Fano共振实现的非共振场增强大约大一个数量级。我们发现，非常规和传统的法诺共振可以发生在相同的输入频率提供的色散核心具有负折射率。这导致粒子内部的最佳场增强，这一结果可能对等离子体激元的潜在应用有用。
2013-03-01 physics.optics
Outer Resonances and Effective Potential Analogy in Two-Dimensional Dielectric Cavities
研究了二维介质腔中的外共振作为一种准简正模，其折射率为$n>1$。外部谐振可以被验证为仅在介质盘的小开口极限中的腔外部存在的谐振。我们证实了外共振普遍存在于变形腔中，而与腔的几何形状无关，并且在轻微变形腔中外共振分裂成近简并态。同时指出有效势类比不适用于描述外共振。由于介质腔中的外共振大多具有很高的泄漏，它们会影响到态密度的宽背景。特别是对于TE偏振的情况，存在相对低泄漏的外共振，并且它呈现了它们可以与内共振相互作用并影响激光模式的可能性。
2010-07-22 physics.optics quant-ph
Giant resonant enhancement of optical binding of dielectric particles
两个相同的电介质颗粒的光学耦合引起键合和反键合共振。后者的特点是显着缩小的共振宽度和强烈的增强的$Q$因子的高指数微米尺寸的颗粒在亚波长范围内。研究了在非相干反向传输贝塞尔光束的同轴照射下球形和圆盘形粒子的运动。在球的情况下，我们推导出的光学结合力（OB）的解析表达式，减少为$1/L^2$为大的距离$L$之间的领域和显示两个周期的振荡。对于近距离的OB力大大增加，在谐振区。由于盘之间的距离和每个盘的纵横比的变化的两个同轴盘的情况下的特点是由极端增强的$Q$因子相比，两个球体的情况下。在这种情况下，我们展示了前所未有的增强OB力高达几十个纳米牛顿。我们发现，OB力的大小和符号强烈地依赖于贝塞尔光束的纵波矢量。
2020-08-11 physics.optics
Circular dielectric cavity and its deformations
详细讨论了微变形介质圆腔微扰级数的构造。并以切圆为例对所得公式进行了检验。直接数值模拟和远场实验发现了很好的协议。
2007-09-25 nlin.CD physics.optics
Inverse design of optical elements based on arrays of dielectric spheres
波长尺度散射体阵列是设计具有紧凑基底面的光学元件的有前途的平台。该系统中的大量自由度允许独特和丰富的功能。然而，许多变量也产生了复杂的设计问题。虽然直观的正向设计方法适用于简单的光学元件，但它们通常无法产生复杂的元件，特别是涉及多个元件的元件。我们提出了一个逆设计方法的大型阵列的波长尺度球的基础上伴随优化或灵敏度分析和广义多球米氏理论作为一个解决方案的设计问题。我们验证我们的方法，通过设计两套光学元件上的亚波长和超波长周期性网格的散射体。这两套包括一个单透镜和一个双透镜，分别为1550 nm设计了一层和两层球体。对于亚波长（超波长）周期结构，设计的NA为~0.33（~0.5）。我们发现，在亚波长周期性条件下，单透镜和双透镜产生的焦斑半高宽比相同几何参数的理想透镜产生的焦斑半高宽小。最后，我们模拟了一个现实的实验场景中的双重球体放置在具有相同的折射率的基板上。我们发现性能相似，但在焦斑处具有较低的强度和较大的光斑尺寸。这里描述的方法将简化复杂的多功能光学元件和/或基于散射体阵列的体积光学器件的设计过程，基于指定的品质因数。
2018-06-16 physics.optics
Resonant binding of dielectric particles to metal surface without plasmonics
高折射率介电球形粒子支持高$Q$共振Mie模式，其导致辐射压力中的一系列规则的尖锐共振。完美导电金属表面的存在将Mie模式转换为极高的$Q$磁键合或电反键合模式，以使球体紧密接近表面。我们发现，垂直入射的电磁平面波的结果在排斥或吸引的共振光学力相对于金属的电键或磁反键共振模式的激发分别。对于微米尺寸的硅颗粒和超过重力四个数量级的光功率$1mW/μm^2$，共振光学力的大小达到一纳牛顿数量级。然而，最值得注意的是，在拉力和推力之间，球体有稳定的位置，这引起了金属表面对球体的共振结合。粒子在平衡位置周围的机械振荡频率达到MHz量级。
2021-03-26 physics.optics
Optical response of a self-standing monolayer of dielectric spheres
本文分析了由低折射率介质球组成的周期性排列单层膜的光学响应。通过矢量Korringa-Kohn-Rostoker方法获得了二维正方形和三角形晶格的反射光谱，这两种光谱对于低于衍射点的光子能量表现出非常相似的定性特征。在这个能量区域中，相同数量的峰的单一振幅的反射光谱中预测的两种单层，这表明这必须是一个普遍的功能独立的特定几何形状的晶格。这些高反射率峰的起源进行了研究。结果发现，TM和TE模式的共振，由于偶极，四极和八极相互作用内的单分子膜在很大程度上是负责的反射光谱中观察到的峰结构。
2008-01-12 physics.class-ph physics.optics
Cloaking dielectric spherical objects by a shell of metallic nanoparticles
我们表明，介电球体可以被非晶排列的金属纳米颗粒的外壳所掩盖。球壳是一种人工介质，具有可调的有效特性，可以调整，使得球壳和球的散射信号几乎相互抵消。我们提供了一个分析模型的斗篷设计，并证明数字斗篷按要求操作。我们表明，超过70%的球的散射信号可以被抑制在设计波长。公开了当与其它实施方式相比时这种斗篷的优点和缺点。
2011-02-17 cond-mat.other physics.optics
Topological transitions in continuously-deformed photonic crystals
我们证明了通过连续改变由圆形空气孔组成的简单二维介电框架光子晶体的几何形状，可以高灵敏度地发生多个拓扑转变。通过改变孔的半径和/或它们之间的距离，可以出现正常和拓扑光子带隙（PBG）之间的多个转变。时间反演对称拓扑光子带隙类似于电子的量子自旋霍尔绝缘体，具有两个反向传播的边缘态。我们寻找最佳的拓扑转换，即，对几何形状敏感的尖锐过渡，以及最佳拓扑PBG，即，具有清晰边缘态谱的大光子带隙。这些优化结果表明，介质结构光子晶体在光传感器和单向波导方面具有广阔的应用前景。
2018-02-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optimal plasmonic multipole resonances of a sphere in lossy media
给出了嵌入在有耗周围介质中的旋转不变介质球的等离子体多极子吸收和散射的基本上界。一个专门的米氏理论是为此目的而开发的，当与相应的广义光学定理相结合时，得到一个优化问题，这是明确解决的直接分析。特别地，吸收截面在相关的Mie（散射）参数中是凹二次型，并且凸散射截面可以通过使用约束吸收为非负的拉格朗日乘子来最大化。对于均匀球，Weierstrass准备定理被用来建立的存在性和唯一性的等离子体奇异性和明确的渐近表达式给出的偶极子和四极。结果表明，对于色散介质中均匀介质小球的多极吸收和散射，最佳无源材料分别近似地表示为相应极点位置的复共轭和实部。数值例子来说明的理论，包括与等离子体偶极子和四极共振获得的金，银和铝纳米球的基础上，这些金属的一些特定的Brendel-Bormann（BB）介电模型的比较。%的金、银和铝。基于这些BB模型，有趣的是注意到金属球可以在特定频率下以特定尺寸调谐到最佳吸收。
2018-11-07 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
Exceptional points in perturbed dielectric spheres: A resonant-state expansion study
本研究利用共振态展开方法严格研究开放光学系统中的例外点，以受点状缺陷扰动的介质球回音壁模式为对象，解析得到例外弧，简化求解大角动量高品质模式的例外点，揭示其手性特性及光谱表现。
2024-09-17 physics.optics
Radiative heat transfer between spatially nonlocally responding dielectric objects
本文用数值方法计算了空间弥散球与半空间之间的传热率。利用惠更斯原理和消光定理，我们得到了必要的反射系数在球和板，而不需要诉诸额外的边界条件。我们发现小距离$d\sim 1$ nm的光谱传热率由于空间色散的显着修改。因此，在空间局部方法中出现的虚假分歧是不存在的。
2017-09-18 physics.optics quant-ph
Localized magnetic plasmons in all-dielectric mu<0 metastructures
已知超材料表现出自然界中不存在的各种电磁特性。我们表明，一个全介质（非磁性）系统组成的深亚波长，高介电常数谐振球具有有效的负磁导率（介电常数是积极的和小）。由于经典电动力学中电磁波方程的对称性，可以在由这种超材料制成的超球面中激发局部“磁”等离子体共振。这是从理论上证明了耦合偶极子近似和数值计算的真实球，在完全一致的精确解析解的散射过程中，由有效介质理论预测的有效材料属性相同的超球面。这种现象的出现作为一个功能的结构内的亚结构的顺序也进行了研究。实现有效负磁导率的普遍条件与亚波长球体介电常数和尺寸与临界填充分数有关。我们的建议铺平了道路（全电介质）磁等离子体，具有丰富的迷人的应用。
2015-06-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Superdirective Mixed-Multipole-based Unidirectional Spherical Dielectric Lens Antennas
本研究利用高介电常数多层球中的高阶电磁模式与混合多极子激励，结合GA优化设计兼具高方向性和前后比的单向超指向球形介质透镜天线，并通过全波仿真验证其实用潜力。
2025-05-12 physics.app-ph physics.optics
Radiation of charge moving through a dielectric spherical target: ray optics and aperture methods
带电粒子在介质靶中运动的辐射在加速器和束流物理的各种应用中具有重要的意义。这些目标的尺寸通常比所考虑的波长大得多。这一事实给了我们一个明显的小参数的问题，并允许开发近似的分析方法。我们发展了两种方法，称为“射线光学方法”和“孔径方法”。在本文中，我们应用这些方法来分析切伦科夫辐射的电荷通过真空通道中的固体介质球。我们提出的主要分析结果和描述的物理效应。特别是，它示出的辐射场具有一个表示的最大值在一定的距离从球在切伦科夫角。此外，我们在COMSOL Multiphysics中进行了模拟，数值和分析结果之间存在良好的一致性。
2020-01-10 physics.acc-ph physics.optics
Magneto-Optical Activity in High Index Dielectric Nanoantennas
从理论上分析了高折射率、无吸收、核-壳结构介电纳米球的磁光活性，即偏振转换能力。我们表明，在类比与他们的等离子体激元对应物，在共振介电粒子的偏振转换与探测系统中的磁光材料的电磁场的量。然而，与等离子体激元纳米颗粒形成强烈对比的是，由于共振介质球中内部场的特殊分布，磁光响应完全由磁（偶极和四极）共振控制，而电共振的影响很小。
2016-05-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
A simple formula for the L-gap width of a face-centered-cubic photonic crystal
空气球的面心立方晶格的（111）方向上的第一布拉格散射峰的宽度$\triangle_L$可以通过简单的公式很好地近似，该公式仅涉及晶格晶胞上的体积平均$ε$和$ε^2$，$ε$是介质的（位置相关的）介电常数，以及通过Maxwell-Garnett公式近似的长波长极限中的有效介电常数$ε_{eff}$。显然，我们的公式准确地描述了高介电对比度$δ$的绝对间隙宽度$\triangle_L$的渐近行为。随着$δ$的增加，标准差$σ$稳定地下降到远低于1%。例如，球体填充分数$f=0.2$和$δ\geq 20$的$σ< 0.1%$。在间隔$δ\in(1,100)$上，我们的公式仍然以合理的精度近似绝对间隙宽度$\triangle_L$（相对间隙宽度$\triangle_L^r$），即对于低填充分数具有3%（4.2%）的标准偏差，对于密堆积情况具有6.5%（8%）的标准偏差。简要讨论了空气中的电介质球和空气中的电介质球的情况之间的差异。
1999-07-15 cond-mat math-ph math.MP
Photonic Band Gaps of Three-Dimensional Face-Centered Cubic Lattices
我们表明，光子模拟的Korringa-Kohn-Rostocker方法是一个可行的替代平面波方法来分析电磁波在一个三维的周期性介电晶格的频谱。首先，在均匀的介质球的fcc晶格的情况下，我们再现的主要特征的频谱通过平面波方法，即，对于足够高的介电对比度的一个完整的间隙打开之间的第八和第九频带的频谱中，如果球的介电常数$ε_s$低于介电常数$ε_b$的背景介质。如果为$ε_s> ε_b$，则在光谱中未发现间隙。在密排情况下，相对带隙宽度的最大值接近14%，并随着填充率的减小而单调减小。在光谱中完全能隙打开的最低介电对比度$ε_b/ε_s$被确定为8.13。最后，在一个面心立方晶格的涂层球的情况下，我们证明了一个合适的涂层可以提高间隙宽度高达50%。
1998-11-30 cond-mat math-ph math.MP
Perturbation theory of nearly spherical dielectric optical resonators
不同尺寸的电介质球可以维持在光频率下以非常窄的线宽谐振的电磁回音壁模式。与球形形状的任意小偏差通常会使这种共振移位和加宽。我们的目标是确定这些移位和加宽的共振。一个多世纪以前，Rayleigh发展了一种近似圆形薄膜声振动的边界条件摄动理论。我们将这一理论推广到描述近球形介质腔的电磁激励。这种方法使我们能够避免处理衰减拟正规模式。我们明确地发现任意变形的近球形介质腔的光共振的频率和线宽，作为幂级数展开的一个小参数，直到并包括二阶项。我们深入讨论了微扰论适用的物理条件。
2021-08-20 math-ph math.MP physics.optics
