Electromagnetic surface waves guided by the planar interface of isotropic chiral materials
通过数值求解正则边值问题,研究了电磁表面波在两种各向同性手征材料($\calA$和$\calB$)平面界面上的传播.将各向同性手性材料$\calB$建模为均质化复合材料,该均质化复合材料由各向同性手性组分材料和各向同性非手性、双手性组分材料的均质化产生,所述各向同性非手性、双手性组分材料的特征在于相对介电常数$\eps_a^\calB$。表面波的性质的变化进行了探讨的体积分数$f_a^\calB$的非手性组分材料的变化。表面波仅在$f_a^\calB$的特定范围内受支持;在这些范围内,在每个$f_a^\calB$值处仅支持一个表面波,其特征在于其相对波数$q$。对于$\mbox{Re} \lec \eps_a^\calB \ric > 0 $,随着$\left| \mbox{Im} \lec \eps_a^\calB \ric \right|$增加,表面波支持更大范围的$f_a^\calB$和$\left| \mbox{Im} \lec q \ric \right|$,因为这些表面波增加。对于$\mbox{Re} \lec \eps_a^\calB \ric < 0 $,随着$ \mbox{Im} \lec \eps_a^\calB \ric $增加,支持表面波传播的$f_a^\calB$的范围几乎不变,但是这些表面波的$ \mbox{Im} \lec q \ric $减小。当$\…
2019-01-17 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
Dispersion of electromagnetic waves in linear, homogeneous, and isotropic media
一个电磁波包在线性、均匀、各向同性的介质中传播,当它的包络在时空中的不同点以不同的速度传播时,它的形状会发生变化。通常,波包可以被描述为具有不同频率ω和不同传播矢量k的平面波的叠加。虽然k矢量的角展度引起衍射效应,但是通常与光学色散相关联的是主介质的折射率的频率依赖性。当波包的频谱分布被限制在一个狭窄的频率带,并且当k向量的扩展不是太宽时,在某些情况下,可以获得包的包络的局部和/或全局轨迹的解析表达式,因为它随时间演变。本文试图系统地描述导致窄带电磁波包在衍射和(时间)色散效应存在下的某些众所周知的性质的基本物理假设和数学论证。
2020-08-24 physics.optics
One-way helical electromagnetic wave propagation supported by magnetized plasma
在本文中,我们揭示了在一个简单的自然系统-磁化等离子体中的光子单向螺旋表面态的存在。外加磁场不仅破坏了等离子体的时间反演对称性,而且导致等频轮廓面(Equi-Frequency Contour Surfaces,EFC)分离,形成k空间中拓扑非平凡的间隙。有趣的是,这些EFC支持拓扑保护的表面状态。我们数值研究磁化等离子体之间的接口,使用一个现实的模型参数色散,和真空,以确认存在的单向散射免疫螺旋表面状态。与以前实现光子单向传播的建议不同,我们的方案不需要使用人工结构,因此实验上应该很简单。
2014-10-16 physics.optics
Probability Distributions of Random Electromagnetic Fields in the Presence of a Semi-Infinite Isotropic Medium
利用自由随机电磁波的角平面波谱的TE/TM分解和匹配边界条件,我们导出了存在半无限各向同性介质时矢量电场的能量密度的概率密度函数。良好的电导体和一个无损的介电半空间的计算和结果的理论分析说明。的介电常数和电导率的强度,随机极化,统计分布和标准偏差的字段的影响进行了调查,无论是入射加反射场和折射场。发现外折射导致随机场波动的压缩。
2006-12-22 physics.data-an physics.optics
A class of invisible inhomogeneous media and the control of electromagnetic waves
我们提出了一种通用的方法来任意操纵在二维介质中传播的电磁波,而不引入任何散射。这导致了一整类各向同性的空间变化的介电常数和磁导率分布,其在成形场幅度和/或相位时是不可见的。此外,我们提出了一种超材料结构的工作在红外线,演示了深亚波长控制的电场振幅和强烈的减少的散射。这项工作提供了一种替代策略,以实现各向同性材料的不可见性,并为在纳米尺度上定制光的传播铺平了道路
2016-11-27 physics.optics
Surface waves with negative phase velocity supported by temperature-dependent hyperbolic materials
对两种温度敏感材料的平面界面所导电磁表面波的传播进行了数值研究。选择一种伙伴材料是各向同性的,另一种是各向异性的。这两种合作材料都是基于温度敏感半导体InSb的工程复合材料。在低温下,各向异性的配对材料是非双曲单轴材料;随着温度升高,这种材料变成双曲单轴材料。在低温下,孤立的Dyakonov波沿着平行于平面界面的方向范围内的任何特定方向传播。在高温下,多达三种不同的表面波可以在平行于平面界面的某些方向上传播;其中一种表面波以负相速度(NPV)传播。在一个固定的温度下,在各向同性的伙伴材料中的InSb的体积分数降低的范围内的NPV传播的方向均匀地减少的程度。在各向同性伙伴材料中InSb的体积分数固定时,NPV传播的角度范围随着温度的变化而变化。
2019-07-04 physics.optics
Invariant imbedding theory of wave propagation in arbitrarily inhomogeneous stratified bi-isotropic media
双各向同性介质是线性各向同性介质的最一般形式,其中电位移和磁感应强度与电场和磁场强度都有关,包括各向同性手征介质和Tellegen介质作为特例。在非均匀双各向同性介质中,两种不同极化的电磁波相互耦合。本文发展了一种研究任意非均匀分层双各向同性介质中波传播问题的广义不变嵌入法,该方法可以准确有效地求解耦合波传播问题。我们验证了它的有效性和实用性,通过应用它的几个例子,包括波在一个均匀的手征板,表面波激发的双层系统的一层Tellegen介质和金属层,和模式转换的横向电磁波到纵向等离子体振荡的非均匀Tellegen介质。与普通各向同性介质的情况相比,我们发现在双各向同性介质中,s波和p波都发生了表面波激发和模式转换。
2016-04-02 physics.optics
Spatial Correlation Functions of Random Electromagnetic Fields in the Presence of a Semi-Infinite Isotropic Medium
我们扩展了以前的分析空间关联函数的经典电磁矢量场附近的一个完美的导电边界[PRE,第73卷,036604(2006)]的情况下,各向同性的半无限介质的平面界面,其特征在于一阶阻抗边界条件。的分析结果示出与计算的情况下,在垂直于界面的方向上的点分离。对于入射场和反射场,确定了复值和非齐次空间关联函数对介质介电常数、渗透率和电导率的依赖关系。对于折射场,空间相关性再次是复值的,但是均匀的并且对折射率的值高度敏感。基于导出的相关性,新的非局部测量方法的精确表征的电磁材料性能的建议。研究了入射方向性对电磁光束传输特性的影响。窄化波束宽度导致作为点分离的函数的关联函数的幅度的较慢减小。以前得到的统计均匀随机自由场的渐近结果检索作为特殊情况。
2006-11-06 physics.ao-ph physics.optics
Negative refraction in (bi)-isotropic periodic arrangements of chiral SRRs
提出并证明了由手性开口环谐振器周期性排列制成的双各向同性和各向同性负折射率(NRI)三维超材料。这些超材料的特性和设计的分析理论提供和验证仔细的全波电磁模拟。研究结果为设计由单一夹杂物制备的三维双各向同性和各向同性NRI超材料奠定了基础。
2007-12-21 physics.optics
Simultaneous amplification and attenuation in isotropic chiral materials
各向同性手征材料中的电磁场相量是两个不同旋向的贝尔特拉米场的叠加。应用Bruggeman均匀化形式主义的双组分复合材料提供离子传导膜,其中贝尔特拉米领域的一个旋向衰减,而贝尔特拉米波的另一个旋向放大。一种组分材料是耗散ICM,另一种是有源介电材料。
2015-12-28 physics.optics
Covariant formulation of electrodynamics in isotropic media
介质中的电磁场方程通常写在介质的静止坐标系中。我们概述了一种方法推广到任意惯性系的讨论。在讨论中,我们还包括介质是光学活性的可能性,在介质中的电磁场的讨论中经常被忽视的可能性。
2020-12-23 physics.class-ph physics.optics
Symmetry classification of temporal reciprocity in time-varying electromagnetic media
Research Institute of Basic Sciences, Ajou University(延世大学基础科学研究院);Department of Physics, Ajou University(延世大学物理系);School of Physics, Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院物理学院)
本文通过逆共轭关系对无耗、空间均匀且初末态相同的时变电磁介质中的散射矩阵进行分类,揭示了双各向同性介质中时间互易性的对称性,为预测和设计光子介质的时间散射响应提供了框架。
2026-06-23 physics.optics
A simple design of an artificial electromagnetic black hole
严格研究了人工电磁黑洞的横磁模性质。这样的一个黑洞的多层结构,然后提出了一个简化的品种,易于实验实现。最后给出了一个基于有效介质理论的复合材料设计实例,该实例仅采用了五种各向同性材料。有限元方法证实了这种简单设计的功能。
2010-03-30 physics.optics
Exorcizing ghost waves
所谓的电磁鬼波是简单的电磁非均匀平面波,其与传播场和倏逝场两者的关联早已为人所知,即使对于非耗散的各向同性介电材料也是如此。
2019-04-26 physics.optics
Departure from Babinet principle in metasurfaces supported by subwavelength dielectric slabs
对称性原理和定理在光学中至关重要。事实上,一方面,它们通过消除非物理解释来直接洞察现象;另一方面,它们通过缩小设计变量的参数空间来指导光子元件的设计者。在这封信中,我们说明了一个显着的偏离巴比涅光谱互补性在一个非常常见的技术相关的情况下:一个图案化的导电屏幕放置在一个亚波长电介质板。巴比涅定理预测的对称性是正确的恢复对几何互补-但不太现实的应用-独立的图案化屏幕。我们的分析将实验数据与完全矢量电磁模型相结合,并提供了巴比涅定理的另一种形式,该定理强调了与电磁对偶性概念的联系。
2020-05-07 physics.optics
Plus-minus construction leads to perfect invisibility
最近应用于超材料的理论进展为设计一种涂层开辟了新的途径,这种涂层可以使物体免受电磁辐射甚至视线的影响。在这里,我们提出了一种新的设计,创造完美的隐形设备在各向同性介质。正折射率和负折射率的组合,称为正负结构,对于实现完美的不可见性(即,没有时间延迟和完全没有反射)。与通常的理解相反,即在具有不同折射率的两种各向同性材料之间,电磁反射是不可避免的,我们的方法表明,令人惊讶的是,反射现象可以完全消除。与经典的阻抗匹配不同,本发明的方法还可以在存在由反射引起的失真的情况下找到隐身设备之外的电磁应用。
2010-10-08 physics.optics
On linear electromagnetic constitutive laws that define almost-complex structures
结果表明,在Poincare对偶同构下,并非所有线性电磁本构律都能在时空流形上的2-形式丛上定义几乎复结构,而只有一类有限的线性电磁本构律能在时空流形上定义几乎复结构,其中包括线性空间各向同性和某些双各向同性电磁本构律.虽然这并没有使前度规电磁学的基本方程的公式化变得琐碎,但它确实影响了它们对度规电磁学的还原,因为它影响了可还原的介质类型,并且可能影响了这种介质支持电磁波传播的方式。
2006-10-08 gr-qc physics.optics
Dyakonov-Tamm waves guided jointly by an ordinary, isotropic, homogeneous, dielectric material and a hyperbolic, dielectric, structurally chiral material
普通的、各向同性的、均匀的电介质材料和双曲线的、电介质的、结构手性材料的平面界面可以支持一个或多个Dyakonov-Tamm波在界面平面中以指定频率并沿着指定方向的传播。当多个Dyakonov-Tamm波可以存在时,它们在相速度,传播长度,界面局部化程度以及相关电磁场的空间分布方面不同。各向同性的伙伴材料的相对介电常数标量的依赖性表明利用光学传感的分析物。
2014-03-19 physics.optics
Electromagnetic helicity in complex media
光学螺旋度密度通常是针对自由空间中的单色电磁场进行讨论的。它在与手性分子或纳米粒子的相互作用中起着重要的作用。在这里,我们引入了色散各向同性介质中的光学螺旋度密度。我们的定义与光学介质中的双正交麦克斯韦电磁学、布里渊能量密度以及最近引入的色散介质中光的正则动量和自旋是一致的。我们考虑了一些例子,包括电磁波在介质中,负折射率材料,金属,以及相互作用的光与手性和磁电分子。
2018-05-07 physics.optics
Momentum, angular momentum, and spin of waves in an isotropic collisionless plasma
我们研究的动量和角动量(包括自旋)的线性波,纵向(朗缪尔)和横向(电磁),在各向同性非相对论性碰撞电子等离子体的属性。我们专注于守恒量的平移和旋转不变性的波场相对于均匀介质,这些有时被称为赝动量。有两种类型的动量和角动量密度:(i)与能流密度和对称化(Belinfante)能量-动量张量相关的动能密度和(ii)与守恒Noether流和正则能量-动量张量相关的正则动量密度。我们发现朗缪尔波的正则动量和自旋密度与流体或气体中的声波的正则动量和自旋密度相似,它们都是通过电子速度场来表示的。反过来,电磁波的动量和自旋密度可以写成只包含电场的自由空间电磁场的形式,或者写成包含电场和磁场以及等离子体的有效介电常数的双对称形式。我们推导出这些性质的唯象宏观方法和微观拉格朗日场论的耦合电磁场和电子。最后,我们探讨了正则动量和自旋密度在输运和电动力学现象中的意义:斯托克斯漂移,波致磁化(逆法拉第效应)等。
2022-06-01 physics.optics physics.plasm-ph
Negative- and positive-phase-velocity propagation in an isotropic chiral medium moving at constant velocity
分析电磁平面波在同向运动参考系中的时空均匀、时间非局域、各向同性、手征性介质中的传播表明,相对于所有非同向运动惯性参考系,该介质在空间和时间上都是非局域的。利用电场和磁场的洛伦兹变换,我们证明了在同向运动参考系中具有正相速度的平面波在某些非同向运动参考系中可能具有负相速度。类似地,在同向运动框架中具有负相速度的平面波在某些非同向运动框架中可以具有正相速度。
2007-04-09 physics.optics
Electromagnetic wave manipulation using layered systems
我们表明,一个倾斜的分层系统的光学性质,两种各向同性材料可以描述使用的概念,只要层的厚度远小于波长的转换介质。一旦建立了与转换介质的联系,我们就可以证明斜分层系统可以作为一种通用元件来构建各种有趣的功能光学元件,如分波器,合波器,一维隐身器件和无反射场旋转器。
2008-05-09 physics.optics
van de Hulst Essay: Geometric-phase portrayal of electromagnetic scattering by a three-dimensional object in free space
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
本文提出利用几何相位图示自由空间中三维物体电磁散射特性,通过分析不同球体的散射特性,展示其在反散射问题中的应用潜力。
2026-02-06 physics.optics
An invisible medium for circularly polarized electromagnetic waves
本文研究了真空与各向同性手征介质平面边界的无反射条件。在一般手征介质中,椭圆偏振波以特定角度入射时满足无反射条件。当手征介质的波阻抗和波数等于真空的相应参数时,其中一个圆偏振波对于所有入射角都没有反射或折射地透射到介质中。我们提出了一种圆偏振分束器作为无反射效应的一个简单应用。
2008-12-09 physics.optics
Invisible waveguides on metal plates for plasmonic analogues of electromagnetic wormholes
我们介绍了两种类型的环形超材料,这是不可见的表面等离子体激元(SPPs)在金属表面上传播。前者是一个环形的桥体,它桥接金属表面上的远程孔:它作为电磁虫洞的一种等离子体。后者是一个环形环躺在金属表面:这桥两个断开的金属表面,即它连接一个薄的金属圆柱体到一个平面的金属表面与孔。全波数值模拟表明,在这些超材料内传播的电磁场不会干扰金属表面的SPP的传播。这些设备的多层设计,提出了一套减少参数的有效介质理论的基础上:前等离子体模拟的电磁虫洞需要均匀的各向同性磁层,而后者只需要介电层。
2014-09-02 physics.optics
High-phase-speed Dyakonov-Tamm surface waves
两个数值研究,一个基于正则边界值问题,另一个基于反射-透射问题,揭示了高相速Dyakonov-Tamm(HPSDT)表面波的传播可能支持的平面界面的手性雕塑薄膜和耗散各向同性介电材料。此外,许多不同的HPSDT表面波可以在特定方向上传播,每个都具有超过可以在各向同性伙伴材料中传播的平面波的相速度的相速度。实际上,对于所考虑的特定数值示例,HPSDT表面波的相速度可以超过体各向同性电介质材料中的相速度多达10倍。
2017-09-26 physics.optics
Dual-Symmetrized Construction of Electromagnetic Beams Beyond the Paraxial Approximation with an Explicit Separation of Scalar and Vectorial Corrections
King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST)(沙特阿拉伯国王科学技术城);School of Chemistry, University of East Anglia(东英吉利大学化学学院)
该研究提出了一种超越傍轴近似的电磁光束构造的双对称微扰框架,可显式分离标量与矢量修正,适用于任意傍轴包络和输入琼斯偏振,解决了矢量修正分配依赖构造的问题。
2026-10-14 physics.atom-ph physics.optics
Orthogonal-Phase-Velocity Propagation of Electromagnetic Plane Waves
在相对于惯性参考系简单运动的各向同性、均匀、无耗散的介电磁介质中,麦克斯韦旋度假设的平面波解可以是相速度和时间平均的坡印廷矢量相互正交的。因此,双相速度传播增加了传统的正相速度传播和最近发现的负相速度传播,这是与负折射现象。
2005-11-30 physics.gen-ph physics.optics
Omnidirectional excitation of surface waves and super-Klein tunneling at the interface between two different bi-isotropic media
本文从理论上研究了两种不同类型的一般双各向同性介质界面上激发的表面电磁波的一些独特特性,其中包括Tellegen介质和手征介质作为特例。我们推导出这些波的解析色散关系,使用它,我们推导出八个不同的条件下,它们产生两个Tellegen介质之间和两个手性介质之间的独立的波矢量沿界面的组件。这使得在多层结构的衰减全反射实验中,可以在所有或很宽的入射角范围内激发表面波。本文将共轭匹配对的概念推广到双各向同性介质中,得到了由Tellegen介质和手征介质组成的共轭匹配对产生全方位透射的几个条件,我们称之为超Klein隧穿。我们发现,这些条件是密切相关的全向激发表面波。利用不变嵌入方法,对圆极化波入射到双层结构上的吸收率、透射率和电磁场的空间分布进行了大量的数值计算,并证实了计算结果与解析预测完全一致。
2020-04-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct manipulation of wave amplitude and phase through inverse design of isotropic media
在这篇文章中,我们提出了一种新的设计方法,使我们能够控制振幅和相位的电磁波从一个圆柱形的入射波。这导致各向同性材料,并且不诉诸于变换光学或其准共形近似。我们的方法导致二维各向同性,不均匀的材料的介电常数和磁导率的配置文件,其中一般类的散射自由波的解决方案出现。我们的设计是基于分离的复波解的振幅和相位。我们给出了两种类型的例子来验证我们的方法。
2017-08-03 physics.class-ph physics.optics
Electromagnetic tunneling of obliquely-incident waves through a single-negative slab paired with a double-positive uniaxial slab
我们表明,在适当的双入射和偏振条件下,一个均匀的,各向同性的单负板的固有的不透明性可以完全补偿(在理想的无损情况下)由一个均匀的,各向异性(单轴)的双正板,使完整的隧道(总传输和零相位延迟)发生。我们提出了一个分析和数值研究,旨在推导出基本的设计规则,阐明了基本的物理机制,并探讨了所涉及的各种参数的作用。
2011-06-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Propagation of Electromagnetic Waves in Linear Media and Pseudo-Hermiticity
我们表示的电磁场在一个任意的时间无关的非色散介质中传播的运营商,原来是伪厄米特的厄米特的电介质和磁导率张量的Epsilon和Mu。我们利用这个属性来确定传播场。特别是,我们得到了一个明确的表达式,在各向同性介质中的Eppery和Mu沿传播方向变化的平面场。我们还研究了由于局部不均匀性的平面波的散射。
2008-01-04 physics.gen-ph physics.optics quant-ph
Vector solitons in nonlinear isotropic chiral metamaterials
从麦克斯韦方程组出发,利用约化微扰法导出了各向同性非线性手征材料中电磁场沿固定方向传播的两个Beltrami分量的耦合非线性薛定谔(NLS)方程组.用单共振Lorentz模型计算介电常数和磁导率,用Condon模型计算手征参数,在某些光谱区域,当忽略非线性和手征参数足够大时,两个Beltrami分量中的一个表现出负的实折射率。可能存在一个子区域,其中NLS方程的系统可以由Manakov系统近似。在该光谱子区中可以形成暗-亮、暗-暗和暗-亮矢量孤子。
2011-11-18 nlin.PS physics.optics
Edge modes in 2D electromagnetic slab waveguides: analogues of acoustic plasmons
我们分析了平面电磁波由两个完美的电导体形成的平板波导限制。值得注意的是,描述这种波导中的横向电磁模式的2D麦克斯韦方程组精确地映射到流体或气体中的声波方程。我们发现,两个平板波导与相反的符号磁导率之间的接口支持一维边缘模式,类似于表面声学等离子体在接口与相反的符号质量密度。我们分析了这种新型的边缘模式的情况下,各向同性介质和各向异性介质张量渗透率(包括双曲介质)。我们还考虑到“非厄米”的边缘模式与虚频率或/和传播常数。我们的理论预测是可行的光学和微波实验涉及二维超材料。
2020-07-21 physics.class-ph physics.optics
Controlling Electromagnetic Surface Waves with Conformal Transformation Optics
应用变换光学来开发有趣的电磁器件可以在准共形和/或共形映射的帮助下产生弱各向异性或各向同性介质,而不是由一般映射产生的强各向异性介质;然而,它通常限于二维应用。通过解决嵌入在三维空间中的两个流形之间的共形映射,我们证明了电磁表面波可以被控制,而不引入奇异性和各向异性的设备参数。利用富有成效的曲面共形参数化方法,可以得到任意边界光滑流形之间的近完美共形映射。插图的伪装和幻想,包括表面Luneburg和伊顿透镜和黑洞表面波,提供。我们的工作使微波和光波长的表面波操纵更近了一步。
2023-01-01 physics.class-ph physics.optics
Classical electrodynamics as a tool to examine optical effects of chiral dielectrics and media with magnetic conductivity
本文基于 Maxwell 方程与本构关系建立波动方程,分析手征及含磁流介质的圆双折射和旋光本领,并提出符号反转作为光学判据。
2024-06-11 hep-th physics.optics
Diverse surface waves supported by bianisotropic metasurfaces
结构化金属表面(即超颖表面)支持的表面波近年来引起了广泛的关注。它们有希望用于各种应用,从集成光子电路到各种频率范围内的成像和生物传感。在这项工作中,我们表明,不同的偏振配置的表面状态可以支持由一个单一的层的双各向异性超材料元件组成的超表面。该结构具有D2 d对称性,包括xz和yz平面内的镜像对称性,以及沿y = +-x轴的C2旋转对称性。由于这种独特的对称性,超表面支持沿kx和ky方向的横向电场(TE)和横向磁场(TM)波,而沿ky = ±-kx方向的纯纵向模式和椭圆偏振横向电磁(TEM)模式。超表面上的表面模式的多功能性可能导致新的表面波现象和器件应用。
2022-03-23 physics.app-ph physics.optics
Berry phase, Berry Connection, and Chern Number for a Continuum Bianisotropic Material from a Classical Electromagnetics Perspective
量子拓扑绝缘体(PTIs)的性质,如Berry相位、Berry连接和陈数,通常通过在经典麦克斯韦方程和量子力学薛定谔方程之间进行类比来获得,并将两者都写成哈密顿形式。然而,上述量在本质上不一定是量子的,并且对于光子系统,它们可以仅使用经典概念来解释。在这里,我们提供了一个推导和描述的PTI量使用经典的麦克斯韦方程组,我们演示了如何电磁模式可以获得Berry相位,我们讨论了这种效果的后果。我们考虑几个例子,包括波在偏置等离子体中的传播,以及旋转各向同性发射器的辐射。这些概念的讨论没有调用量子力学,可以很容易地从工程电磁学的角度来理解。
2017-01-14 physics.optics quant-ph
Negative reflections of electromagnetic waves in chiral media
研究了电磁波/光波在各向同性手征介质中的反射特性。当手征参数足够强时,我们证明了在手征介质与理想导电平面的界面处,入射波与反射本征波之一位于边界法线的同一侧,出现了一种不寻常的\emph{negative reflection}.利用这种性质,我们进一步证明了这种导电平面可以用于强手征介质中的聚焦。推导了近轴光学近似下的相关方程。在手征介质的一种特殊情况下,即手征为零时,双反射之一消失,只存在与入射波方向相反的单反射本征波。因此,入射和反射的电场将彼此抵消以产生零总电场。换句话说,任何电磁波进入具有理想导电平面的手征虚区时,都将消失。
2006-10-22 physics.class-ph physics.optics
Nonasymptotic Homogenization of Periodic Electromagnetic Structures: Uncertainty Principles
我们表明,周期性的电介质或金属/电介质结构的人工磁性具有局限性,并受到至少两个“不确定原理“。首先,磁响应越强(有效磁导率张量与恒等式的偏差),任何均匀模型的预测就越不准确(“确定”)。其次,如果磁响应很强,则均匀化不能准确地再现透射和反射参数,同时也不能再现材料中的功率耗散。这些原则是一般性的,并不局限于任何特定的均质化方法。我们的理论分析补充了一个数值例子:一个六面体晶格的圆柱形空气孔的电介质主机。即使这种情况是高度各向同性的,这可能被认为有利于均匀化,不确定原理仍然有效。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Positive-, negative-, and orthogonal-phase-velocity propagation of electromagnetic plane waves in a simply moving medium
平面波在简单运动的电介质-磁介质中的传播分为三种不同的类别:正相速度、负相速度和正交相速度(PPV、NPV和OPV)。从位于非同向运动参考系中的观察者的角度进行的计算表明,平面波传播的性质是PPV还是NPV(或者在非耗散介质的情况下是OPV)强烈地取决于观察者相对于介质的速度的大小和方向。PPV传播的特征在于正的实波数,NPV传播的特征在于负的实波数。OPV的传播只发生在非耗散介质中,而弱耗散介质几乎可以支持OPV的传播。
2005-12-08 physics.optics physics.space-ph
Universal morphologies of fluid interfaces deformed by the radiation pressure of acoustic or electromagnetic waves
我们揭示了辐射压力的流体界面的普遍形态的产生,无论是波的性质,声学或光学。实验观察揭示了界面变形赋予的阶梯状功能,显示从波的传播和界面的形状之间的相互作用的结果。数值模拟和定量解释的基础上的场的波导特性的结果是支持的。
2012-12-19 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
A Knotted Meta-molecule with 2-D Isotropic Optical Activity Rotating the Incident Polarization by 90°
针对传统手性分子缺乏各向同性旋光性的问题,提出一种手性环面纽结超分子,可实现90°偏振旋转,并具备二维各向同性旋光性,已在微波频段获实验验证。
2019-08-08 physics.chem-ph physics.class-ph physics.optics