Enhanced transmission versus localization of a light pulse by a subwavelength metal slit: Can the pulse have both characteristics?
金属薄膜中的亚波长狭缝共振增强传输和光波准直的存在[例如，见T.W. Ebbesen等人，Nature（London）391，667（1998）和H.J.Lezec等人，Science，297，820（2002）]引出了一个基本问题：一个光能被一个亚波长的狭缝增强并同时在空间和时间中定域吗？为了解决这个问题，超短（飞秒）波包衍射的亚波长（纳米尺寸）狭缝的能量通量的空间分布进行了分析，通过使用传统的方法的基础上的Neerhoff和Mur的麦克斯韦方程组的解决方案。结果表明，光可以增强的数量级，同时在近场衍射区的nm和fs尺度的本地化。在纳米光子学的可能应用进行了讨论。
2004-02-04 physics.optics
Analytical model of the enhanced light transmission through subwavelength metal slits: Green's function formalism versus Rayleigh's expansion
我们提出了一个分析模型的共振增强传输的光通过一个亚波长nm大小的狭缝在厚金属膜。利用窄缝近似和麦克斯韦方程组的格林函数形式，导出了透射电磁场和透射系数的简单公式。共振波长与半解析模型[Y. Takakura，Phys. Rev. Lett. 86，5601（2001）]，其通过使用瑞利场展开来求解波动方程。然而，我们的公式显示出很大的共振增强的透射波，而瑞利膨胀模型预测衰减。这种差异是由于近场亚波长衍射，这是没有考虑的瑞利展开模型。
2006-03-23 physics.optics
Resonant Transmission of Electromagnetic Fields through Subwavelength Zero-$ε$ Slits
我们从理论上研究了电磁辐射通过具有零- $ε$超材料狭缝的金属板的传输，其中介电常数在给定的带宽上趋于零。我们的分析结果表明，透射系数可以是大量的狭缝的几何形状，包括许多波长长的亚波长宽度的广泛范围内。这种新颖的谐振效应具有与在具有深通道的导体中观察到的法布里-珀罗谐振完全不同的特征。我们进一步揭示，这些高阻抗超窄零- $ε$通道可以有显着{ \it更大}的传输相比，没有跨它们的波阻抗差异的狭缝。
2008-08-12 cond-mat.other physics.optics
Resonant backward scattering of light by a two-side-open subwavelength metallic slit
分析了TM-偏振光经两侧开口的亚波长金属狭缝后向散射。我们发现，反射系数与波长具有类似法布里-珀罗的依赖关系，这是类似的反常行为的传输报告中的研究[Y。Takakura，Phys. Rev. Lett. \textbf{86}，5601（2001）]。开放的狭缝完全反射了接近共振波长的光。此外，我们表明，入射光和共振后向散射光的干涉在近场衍射区产生的空间局域波的强度是10-10 $^3$倍大于入射波，但一个数量级小于腔内强度。在狭缝入口和出口处的谐振波的振幅和相位不同于法布里-珀罗腔。
2005-08-03 physics.optics
Deep Subwavelength Electromagnetic Transparency through Dual Metallic Gratings with Ultranarrow Slits
在这封信中，我们研究了微波通过两个相同的金属板加工的超箭头狭缝阵列的传输响应。测量和计算的透射光谱一致地显示出在远大于结构的任何特征长度的波长处的显著透射峰（例如，约为晶格周期的20倍），这不能用现有机制直接解释。基于LC电路的微观图像和基于有效介质的宏观模型的建立，以捕捉这种意外的深亚波长尺度的共振背后的基本物理。考虑到结构紧凑和对结构缺陷具有良好的免疫力的优点，这种新型传输特性的应用前景可以预期。
2012-09-13 physics.optics
Bandwidth control of forbidden transmission gaps in compound structures with subwavelength slits
在具有亚波长狭缝的透射复合结构中，相位共振在透射响应中产生急剧下降。对于所有相等的狭缝，可以通过改变所有狭缝的宽度或长度来改变这些尖锐透射最小值的波长。在本文中，我们表明，倾角的宽度，即，最小透射率的频率范围可以通过使至少一个狭缝与复合单元内的其余狭缝不同来控制。特别是，我们调查的效果，在介质填充的变化，或在一个单一的狭缝的长度产生的传输响应。我们还通过能带图分析了这些结构的扫描角行为，并将它们与以前的结果进行了比较。
2007-02-23 physics.class-ph physics.optics
Optical forces on cylinders near subwavelength slits illuminated by a photonic nanojet
我们讨论施加在粒子上的光学力，无论是电介质或金属，附近的亚波长狭缝由光子nanojet照明。我们比较这些情况下，米氏共振或不激发。研究的配置是2D的，因此这些粒子是无限的圆柱体，为了获得非凡的传输，照明光束是p偏振的。我们展示了这些粒子共振对光学力的不同影响：虽然在这些照明条件下的回音壁模式削弱了力的强度，但后者通过局部等离子体激元激发而增强。此外，与用高斯光束照射狭缝相比，用纳米喷射照射狭缝将在孔的出口处的颗粒上的光学力增强了3至10倍。此外，这种小的共振金属颗粒在由纳米射流直接照射时所经受的拉力可以通过狭缝的存在而改变，使得它可以在颗粒的某些横向位置处变得排斥。
2012-07-09 physics.optics
Surface-wave interferometry on single subwavelength slit-groove structures fabricated on gold films
我们应用远场干涉技术测量了金膜上二维单亚波长狭缝槽结构产生的表面波特性。对于在超过12微米的距离上传播的表面波测量的有效表面折射率被确定为1.016，测量不确定度为0.004，在Au/空气界面的预期束缚表面等离子体激元-极化激元（SPP）值为1.018的实验不确定度内。我们将这些测量结果与通过这些设备的光场传输的时域有限差分（FDTD）数值模拟进行比较。我们发现表面折射率的测量和模拟之间非常吻合。测量结果还表明，表面波传播参数表现出瞬态行为接近狭缝，从更大的值渐近地朝着SPP的预期值在第一个2-3微米的狭缝槽距离平滑地演变。这一行为得到了FDTD模拟的证实。
2006-11-30 physics.optics
Transmittance of a subwavelength aperture flanked by a finite groove array \\ placed near the focus of a conventional lens
本文研究了用普通透镜照明的一维光捕获结构。我们的理论研究表明，当该结构被放置在透镜的焦平面附近时，可以获得高的传输效率。所考虑的结构是一个有限缝槽阵列（SGA）与一个给定数量的凹槽对称分布相对于一个中央狭缝。SGA在不透明的金属膜上被纳米图案化。结果表明，当（i）在狭缝内激发类法布里-珀罗模和（ii）光阑的有效截面为入射光束的半峰全宽量级时，即使对于单个狭缝，也能获得80%的总透过率。通过凹槽阵列产生8%的进一步增强。凹槽阵列的最佳几何形状由位于狭缝两侧的中等数量的凹槽（$ \geq 4$）组成，凹槽之间的距离为入射波长$λ$的一半。凹槽应该比平面波照明通常报告的凹槽更深（深度为$\geq λ/4$），以增加其单独的散射截面。
2014-03-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced transmission through subwavelength apertures by excitation of particle localized plasmons and nanojets
我们研究，并说明与数值计算，传输增强亚波长的2D狭缝由于等离子体激元圆柱体的本征模的激发时，他们被放置在孔径入口处发挥的主导作用，也由于加强和高度本地化的能量在狭缝中的结果形成的纳米喷射。我们表明，提供照明的选择，使孔径传输本征模产生的，这种现象是独立的狭缝是否单独产生非凡的传输，虽然在前一种情况下，这种增强将添加到这个狭缝超传输。我们解决了几种颗粒尺寸，并强调这种现象的普遍性与不同的材料。
2011-04-05 physics.optics
Scattering mechanism in a step-modulated subwavelength metal slit: a multi-mode multi-reflection analysis
本文详细研究了阶跃调制亚波长金属狭缝内的散射/透射特性。我们首先研究了两种结构变化在结结构中的散射。分析了透射系数和反射系数随结构参数的变化规律。在此基础上，提出了一种基于光线理论的多模多次反射模型，以明确地解释阶跃调制狭缝中的传输。该模型的核心部分是多模激发和所有可能模式的散射叠加过程，它代表了界面处发生的干涉和能量传递。我们使用的方法是一种改进的模态展开法（MEM），这是一个更实用和有效的版本相比，以前的一个[Opt. Express 19，10073（2011）]。此外，还将几种常用的方法，即时域有限差分法、散射矩阵法和改进的特征阻抗法与最大熵方法进行了比较，以突出这些方法的精确性。
2011-09-05 physics.optics
Fisher-Information Design of Ridge-Loaded Subwavelength Slits
Faculty of Sciences, Universidad Autónoma del Estado de México（墨西哥自治大学理学院）；School of Engineering and Sciences, Tecnológico de Monterrey（蒙特雷理工学院）
该研究提出信息论框架，结合简化法布里-珀罗模型，用费希尔信息量化亚波长狭缝共振参数推断可靠性，扩展到多种噪声场景，为亚波长谐振器逆设计提供新途径。
2026-08-11 physics.optics
Charge oscillation-induced light transmission through subwavelength slits and holes
我们给出了欺骗表面等离子体激元（SSP）与腔共振相结合的具体图像，以阐明通过具有亚波长缝隙或孔的金属薄膜的异常光传输的基本机制。这幅图可以表明金属纳米结构光学器件的一般机制：当光入射在非平面导电表面上时，自由电子不能响应于入射电场均匀地移动，即，它们的运动在粗糙部分处会受到阻碍，从而形成不均匀的电荷分布。振荡电荷/偶极子然后发射光子（类似于振荡电子对x射线的汤姆逊散射），并且光子之间的干涉可能引起异常透射、反射或散射。
2009-03-20 physics.optics physics.pop-ph
Analytical scattering matrix of subwavelength infinitely conducting metallic gratings in TM polarization
在TM偏振态下，我们得到了一个带亚波长狭缝的无限导体金属薄片光栅的散射矩阵的解析表达式。该理论是基于单模模式方法，其中包括在考虑只有一个传播模式的光栅狭缝。两个表情暴露出来。第一个直接来自理论方程，第二个清楚地揭示了Airy形式的散射矩阵项。在一个多光栅物体上验证了理论的正确性，同时也证明了数值计算结果的稳定性。本文的工作为计算亚波长金属光栅的衍射提供了一个基本而有效的理论工具。
2013-03-18 physics.optics
On Electrical Equivalence of Aperture-Body and Transmission-Cavity Resonance Phenomena in Subwavelength Conducting Aperture Systems from an Equivalent Circuit Point of View
对于作为孔体共振（ABR）问题的代表性例子的由导电条支撑的窄缝结构，最大功率传输的条件）和传输宽度（即，归一化的最大透过功率）与厚导体屏中的窄缝耦合问题（称为传输腔共振（TCR）问题）的结果相同。从等效电路表示的传输谐振条件和功能机制的观点来看，ABR和TCR问题被认为本质上是相同的性质。
2009-12-30 physics.optics
Resonance Frequencies of a Slab with Subwavelength Slits: a Fourier-transformation Approach
本文提出了一种新的、严格的和简单的傅里叶变换方法来研究具有有限个宽度为$h\ll 1$的亚波长狭缝的理想导电平板中的谐振。由于狭缝外的区域是变量分离的，通过对控制方程进行傅里叶变换，我们可以用孔径上的场导数来表示外部区域的场。其次，在变量分离仍然可用的每个狭缝中，波场可以表示为具有未知傅里叶系数的可数基函数的傅里叶级数。最后，通过在孔径上匹配场，建立了一个控制可列傅里叶系数的无穷多个线性方程组。通过对系数矩阵的每一项进行仔细的渐近分析，我们严格地证明了，通过只删除有限数量的行和列，所得到的主子矩阵是对角占优的，从而可以将无限维线性系简化为有限维线性系.共振频率正是使线性系秩亏的那些频率。这反过来又提供了一个简单的渐近公式，描述谐振频率的精度为${\cal O}(h^3\log h)$。我们强调，这样的公式是更准确的比所有现有的结果，是第一个准确的结果，特别是对缝数超过两个，我们最好的知识。此外，这个渐近公式严格地证实了这样一个事实，即无论我们如何放置狭缝，只要它们间隔的距离与宽度$h$无关，谐振频率的虚部总是${\cal O}(h)$。
2020-12-26 cs.NA math.NA physics.optics
Pushing the Limit of High-Q Mode of a Single Subwavelength Dielectric Nanocavity
高折射率介电纳米结构支持不同类型的谐振模式。然而，由于开放系统的非厄米特性，在单个亚波长介质纳米谐振器中实现高Q因子是非常具有挑战性的。在这里，我们提出了一个通用的方法，找到了一系列的高Q值谐振模在一个单一的非球形介质纳米腔中探索准束缚态的连续。与传统方法依赖于大量的计算（即，通过FDTD进行频率扫描）不同，我们的方法建立在漏模工程的基础上，通过构造漏模对的本征值的避免交叉（或交叉），可以容易地获得许多高Q模式。对于正方形亚波长纳米线（NW）（n = 4），Q因子可以高达2.3 * 10^4，这是迄今为止在单个亚波长纳米盘中报道的最高Q因子（Q = 360）的64倍。这种高Q模式可以归因于在相应的本征通道中的抑制辐射，同时在动量空间中猝灭电（磁）。作为一个概念的证明，我们实验证明了出现的高Q值谐振模式（Q = 380）在一个单一的硅亚波长纳米线的散射光谱。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Modeling of Subwavelength Gratings: Near-Field Behavior
本研究采用二维点偶极子近似和基于傅里叶分解的微扰理论，分析亚波长光栅的散射特性与近场行为，并通过边界和有限元分析验证模型，证明其能准确反映光栅周期和狭缝宽度对场增强的影响。
2023-10-18 physics.optics
Enhanced Transmission and Second Harmonic Generation from Subwavelength Slits on Metal Substrates
我们从理论上研究了二次谐波产生，起源于非线性，磁洛伦兹力长期从单一和多个孔刻在厚，不透明的金属基板。金属基板上的孔的线性传输特性先前已经在光的非凡传输的背景下进行了研究。传输过程由许多物理机制驱动，其特性和相对重要性取决于金属基底的厚度、狭缝尺寸和狭缝间隔。在这项工作中，我们表明，腔效应和表面等离子体激元产生的组合产生增强的二次谐波产生的制度的非凡的透射率的泵浦场。我们研究了前向和后向二次谐波产生转换效率作为几何参数的函数，以及它们如何与泵浦传输效率相关。共振现象在所产生的二次谐波信号中是明显的，因为转换效率取决于入射泵浦脉冲的持续时间，并且因此取决于其带宽。我们的研究结果表明，紧限制模式的激发以及增强的传输和非线性过程的组合可以导致几个潜在的新的应用，如光刻，扫描显微镜，和高密度光学数据存储设备。
2008-03-12 physics.acc-ph physics.optics
Extreme nonlinear optical enhancement in chalcogenide glass fibers with deep-subwavelength metallic nanowires
提出了一种硫系金属纳米光纤。这种混合型纳米线嵌入了一个周期性的三角形深亚波长金属纳米线阵列，以蝴蝶结的形式设置。我们的模拟表明，所提出的纳米结构光纤支持引导集体等离子体激元模式，使亚波长场约束和极端的非线性光-物质相互作用，比可比直径的裸硫属化物纳米线大得多。这都是用小于3%体积的金属含量实现的。
2011-03-23 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Achieving Extraordinary Acoustic Transmission in a Single Slit by Boundary Impedance Engineering
Facultad de Ciencias, UAEMex（UAEMex理学院）
本研究通过优化边界阻抗实现单条亚波长狭缝的非凡声学传输，揭示了阻抗匹配在增强传输中的关键作用。
2026-01-02 physics.flu-dyn physics.optics
Optical Control of Young's Type Double-slit Interferometer for Laser-induced Electron Emission from a Nano-tip
真空中电子的干涉实验可以阐明基础物理学的量子和纳米尺度性质。干涉实验需要两个相干波，这可以通过使用双缝分裂单个相干波来产生。如果狭缝边缘间距大于狭缝处的相干宽度，则不会出现干涉。在这里，我们采用的变化，在表面势垒的顶部的钨纳米尖作为狭缝，并实现了光学控制的双缝，其中的分离和打开和关闭的两个狭缝可以分别通过调节超短激光脉冲的强度和偏振控制。使用这种技术，我们已经证明了两个电子波之间的干扰发射的尖端顶点，干扰从来没有观察到这种技术之前，因为大的狭缝边缘分离。我们的研究结果铺平了道路简单的时间分辨电子全息，例如分子吸附物采用纳米尖端和屏幕。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Experimental Observation of Strong Coupling Between an Epsilon-Near-Zero Mode in a Deep Subwavelength Nanofilm and a Gap Plasmon Mode
强耦合是当两个谐振系统之间的相互作用如此之强以至于它们之间的振荡能量交换超过所有耗散损耗通道时发生的现象。每个谐振不再单独描述，而仅作为耦合的混合系统的一部分。在这里，我们表明，强耦合可以发生在一个深亚波长纳米薄膜支持的近零模式，这是集成到一个金属-绝缘体-金属间隙等离子体结构。为了在短波红外区域中产生近零模式共振，使用~ λ/100厚度的氧化铟锡纳米膜。实验证明，极化子分裂值为27%，对应于归一化耦合率为0.135。模拟表明，更大的耦合率，以及在超强的制度，其中的能量交换率是可比的光的频率，是可能的。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Guided Dispersion Characteristics of Subwavelength Nanoscale Plasmonic Coaxial Lines
详细分析了亚波长纳米等离子体同轴线的导模色散特性，在等离子体频率以下的宽光频范围内，内外等离子体导体之间存在不同的间隙，为理解等离子体金属亚波长纳米同轴线的导模特性提供了重要的初步信息.特别是，当内或外半径是不同的，导模具有相似和不同的色散特性，获得和讨论。本文还对现有的亚波长等离子体同轴线与亚波长等离子体孔和线的传播模式作了简要的比较。
2009-05-06 physics.optics
Robust method to determine the resolution of a superlens by analyzing the near-field image of a two-slit object
在过去的十年中，基于超材料的超透镜，分辨率低于阿贝衍射极限，已经出现。为了获得这种超透镜的分辨率的粗略估计，通常执行由亚波长间隙\textit{d}分开的两个亚波长狭缝的成像。透镜的分辨率$Δ$对应于最小可能间隙$d_{min}$，对于该最小可能间隙$d_{min}$，可以分辨两个狭缝的不同图像（$Δ\sim d_{min}$）。在这封信中，我们提出了一个更定量的估计制造的镜头的分辨率拟合分析近场图像的配置文件，从成像的双缝对象与已知分辨率的理论负折射率透镜，实验数据。我们总结了我们的分析方法，从文献中的超透镜的3个案例的讨论。如图所示，这种方法对于快速评估制造的超分辨率透镜的性能特别有吸引力。
2011-05-01 cond-mat.other physics.optics
Violation of Energy Conservation in Boson and Fermion Fields on Subwavelength Nano-Scale
导出了描述玻色子和费米子多模场在量子干涉下能量不守恒的哈密顿量。我们表明，违反能量守恒是伴随着动量，粒子数和场电荷的不守恒。这种现象可以在杨氏双缝亚波长（纳米级）装置中观察到。
2007-03-02 hep-th math-ph math.MP
Optical study of lithographically defined, subwavelength plasmonic wires and their coupling to embedded quantum emitters
我们提出了一个光学调查的表面等离子体激元传播沿纳米金线，光刻限定在GaAs衬底上。一个两轴共聚焦显微镜被用来执行空间和偏振分辨测量，以确认引导表面等离子体激元的长度范围从$5-20 μm$沿纳米线的横向尺寸只有$\approx 100 nm$。有限差分时域模拟用于证实我们的实验观察，并强调潜在的近端量子点发射器耦合到传播等离子体激元模式在这样的极端亚波长设备。我们的研究结果是基于半导体的集成等离子体和有源量子等离子体纳米系统，合并量子发射器与纳米等离子体元件的发展具有很强的相关性。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Actively tunable plasmonic lens for subwavelength imaging at different wavelengths
提出了一种可调谐等离子体透镜，用于不同波长的远场亚波长成像。等离子体透镜中的纳米狭缝阵列具有恒定的深度但变化的宽度，可以基于金属-电介质-金属（MDM）狭缝波导中的表面等离子体激元（SPP）的特定传播特性产生期望的光学相位延迟。从理论上和数值上证明了通过调节周围介质流体，单等离子体透镜可实现亚波长成像（半高宽0.37 ~0.47），从而实现了紧凑的面内可调谐等离子体透镜。这项工作提供了一种新的方法来开发集成可调谐等离子体透镜的各种芯片上的实验室应用。
2011-12-01 physics.optics
Effects of using different plasmonic metals in metal/dielectric/metal subwavelength waveguides on guided dispersion characteristics
研究了在不同间隙宽度下，两种不同等离子体金属嵌入的亚波长介质狭缝通道中导光的基本色散特性。结果，在低于和高于两种不同等离子体金属的等离子体频率的宽光谱范围内获得了引导色散特性的整体和突出的图片，这是用于分析这种类型的亚波长波导的重要初步信息。特别是，使用两种不同的金属上的导模色散的影响相比，使用相同的等离子体金属包层的效果强调。
2009-04-16 physics.optics
Subwavelength Plasmonic Lattice Solitons in Arrays of Metallic Nanowires
我们从理论上预测了嵌入非线性介质中的金属纳米线阵列可以形成稳定的亚波长等离子体晶格孤子。金属纳米线的导模的严格限制，结合由金属表面处的增强场引起的强非线性，提供了平衡波衍射和PLS形成的主要物理机制。由于在各种等离子体系统中满足形成PLS所需的条件，我们期望这些非线性模式在亚波长纳米光子学中具有重要的应用。特别是，我们表明，亚波长PLS可用于光学操纵纳米精度的超紧凑光子系统中的功率流。
2010-04-07 nlin.PS physics.optics
Multiple invisibility regions induced by symmetry breaking in a trimer of subwavelength graphene-coated nanowires
研究了亚波长石墨烯包覆纳米线簇在太赫兹频率范围内的线偏振平面波照射下的电磁响应。利用Lorenz-Mie理论和多圆柱体散射理论，得到了散射问题的解。结果表明，通过在纳米线簇的设计中引入对称性破缺，可以显著改变纳米线簇的归一化散射截面。这种效应是由于暗模式的激发，并且仅对于TE偏振的入射波观察到。
2018-06-07 physics.optics
Enhancing extraordinary transmission of light through a metallic nano slit with a nano cavity antenna
通过在狭缝开口上引入由附近的金属纳米带形成的纳米腔天线，增强了光通过金属膜中的纳米狭缝的非凡传输。对于固定的波长，金属纳米带的宽度应选择为使有限长度的水平金属-绝缘体-金属波导谐振为法布里-珀罗腔。当使用这种腔体天线来增强通过非谐振纳米狭缝的传输时，狭缝应该在水平谐振腔中具有最大磁场的位置处打开。结果表明，优化后的腔体天线可以大大提高光通过非谐振纳米狭缝（约20倍）或谐振纳米狭缝（124%）的传输。纳米狭缝的透射光谱也可以通过调节金属纳米带的宽度来调节。首次研究了纳米腔体天线的这种传输增强效应，并解释了其物理机制。
2008-10-03 physics.optics
Demonstration of a High-Q Subwavelength Dielectric Nanocylinder
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton - Center for Nanophotonics（纳米光子学中心）
本研究利用连续介质中的束缚态（BIC），研制出Q值超1000的超小尺寸磷化铟亚波长纳米柱，为高性能小型光子器件提供了新方案。
2026-07-30 physics.optics
Leaky-Wave Radiations by Modulating Surface Impedance on Subwavelength Corrugated Metal Structures
已经描述了一维（1D）亚波长波纹金属结构以支持欺骗表面等离子体激元（SPP）。在这里，我们证明了一个调制的一维亚波长波纹金属结构可以转换欺骗SPP传播波。该结构在中心通过狭缝馈送，在输入侧连接波导。将输出面上的亚波长波纹金属结构视为超颖表面，对其进行周期调制，实现宽边漏波辐射。分别采用余弦函数和三角波函数调制金属波纹结构的表面阻抗，达到辐射效果。全波模拟和测量结果验证了所提出的设计。
2016-01-07 physics.class-ph physics.optics
Plasmonic modes of extreme subwavelength nanocavities
我们研究了一种新型的亚波长纳米腔的物理性质。它们基于U形金属-绝缘体-金属波导，支持表面等离子体激元的激发。波导由入射平面波从U的两侧同时激发。由于它们的有限长度，离散模式出现在纳米腔中。我们表明，相对于腔端的激发对称性允许观察的偶模和奇模。我们的调查包括近场和远场模拟，并预测一个强大的光谱远场响应的可比小纳米谐振器。在谐振腔中观察到的强近场增强可能适合于增加非线性光学效应、量子类比的效率，并且可能促进有源光学元件（诸如有源等离子体激元元件）的开发。
2010-04-14 physics.optics
High-Q supercavity modes in subwavelength dielectric resonators
纳米光学物理的最新进展与纳米光子学的一个新分支的发展有关，该分支探索了具有高折射率的介电纳米颗粒中的强Mie共振。高折射率共振介电纳米结构形成具有低损耗和先进功能的新型光子元器件的构建块。然而，与广泛研究的光子晶体中的腔不同，这种介质谐振器表现出低的品质因数（Q因子）。在这里，我们揭示了一种新的机制，实现巨大的Q因子的亚波长纳米谐振器通过实现制度的束缚态的连续。我们揭示了强模式耦合和Fano共振在高折射率介电有限长度的纳米棒导致在纳米尺度上的高Q因子。因此，高折射率介电谐振器代表了纳米光子超腔的最简单的例子，大大扩展了全介电谐振纳米光子学和超光学的应用范围。
2017-06-07 physics.optics
A theoretical revisit of giant transmission of light through a metallic nano-slit surrounded with periodic grooves
从理论上重新讨论了光通过输入表面上周期性凹槽包围的金属纳米狭缝的巨大传输。结果表明，对透射率的影响主要来自三个方面：沟槽产生的表面等离子体波、纳米狭缝产生的表面等离子体波和入射波。沟槽产生的表面等离子体波是决定纳米缝开口周围局部场分布的主要因素，它直接关系到通过纳米缝的透射率。纳米狭缝产生的SPW可以被认为是对输入表面上的光分布的扰动。当在输入表面上产生强表面等离子体波时，通过多周期的深槽可以极大地减小入射波的影响。我们的研究表明，通过周期性凹槽包围的纳米狭缝的最大传输的狭缝到凹槽的距离不能预测的几个以前的理论，包括磁场相位理论的最近的工作（物理评论Lett. 99，043902，2007）。一个明确的物理解释给出的依赖性的传输上的狭缝到槽的距离。
2009-01-31 physics.optics
Accurate feeding of nano antenna by polarization singularities for lateral and rotational displacement sensing
亚波长物体和位移的测量是纳米光学测量的关键。我们在这封信中表明，纳米天线与亚波长结构可以精确地解决入射光束的奇异性。这种超过衍射极限的精确馈送可以导致远场中单向散射的动态控制。入射奇异波束的偏振不连续性与天线附近的快速相位变化相结合，导致远场散射对深亚波长尺度位移的显著敏感性。提出了一种基于奇异光学与纳米天线相互作用的远场深亚波长位置探测方法。
2016-03-21 physics.optics
Experimental evidence of cut-wire-induced enhanced transmission of transverse-electric fields through sub-wavelength slits in a thin metallic screen
最近的数值研究表明，通过将单个或成对的金属切割线阵列放置在离屏幕很近的距离处，可以实现通过薄金属屏幕中的亚波长狭缝的横向电极化电磁场的传输的实质性增强。在这封信中，我们报告了这种非凡的传输现象的第一个实验证据，通过微波（X/Ku波段）测量印刷电路板原型。实验结果与全波数值预测吻合得很好，并表明增强的传输现象相对于制造公差和实验缺陷的内在鲁棒性。
2010-10-28 physics.optics
In-plane subwavelength near field optical capsule for lab-on-a-chip optical nano-tweezer
在这封信中，我们提出了一个新的概念验证的光学纳米镊子的基础上，一对介电矩形棒能够产生一类新的控制有限体积近场光胶囊。时域有限差分模拟的光的空间结构和光捕获力的金纳米粒子浸没在水中演示了一个平面的亚波长光学胶囊的物理概念，集成了微流体介观器件。结果表明，折射率和介质矩形棒之间的距离可以控制光学胶囊的形状和轴向位置。这种平面内波长缩放结构为在紧凑的平面结构中操纵包括生物颗粒在内的吸收性纳米颗粒提供了新的途径，因此应该在芯片实验室领域开辟有前途的前景。
2021-10-04 physics.optics
Plasmonic ultra-broadband polarizers based on Ag nano wire-slit arrays
我们提出了超宽带反射和吸收偏振器在可见光范围内使用多尺度银纳米线狭缝阵列。纳米阵列可以从反射性调整到吸收性，通过结合具有不同长度/宽度的Ag线/带。平均吸收高达~ 80%的吸收阵列的超宽带性质是由于具有不同长度尺度的Ag线/带中的等离子体共振的集体激发。采用简单的二次遮蔽气相沉积方法，在实验上实现了银纳米线缝阵列。他们表现出宽带传输的差异，在良好的协议与模拟。这种多尺度银纳米线缝阵列作为宽带线偏振器和抗反射材料在光学和光电子学中具有潜在的应用前景。
2014-12-09 physics.optics
Ultrafast laser-induced subwavelength structures towards nanoscale: the significant role of plasmonic effects
近年来，通过控制复杂人造结构上的表面等离子体激元（SPs）来实现对光的超越衍射极限的操控，引起了人们极大的兴趣。然而，在这里，我们证明了在短脉冲激光烧蚀超快活性等离子体结构自发产生凭借等离子体效应，而不是人类的聪明才智。首先，分裂的激光诱导的亚波长光栅，实验证明在ZnO，Si和GaAs，被证实起源于SP模式的转换从共振到非共振模式，并进一步同相或反相非对称模式。此外，随着脉冲数的增加，激光诱导结构的普遍缩小是来自于等离子体相互作用的物理机制从光学机制到静电机制的转换，这可能会引起准静态SP，其相互作用尺度远远超过衍射极限，并导致超快，非热烧蚀的非凡的静电增强。等离子体激元机制揭示了超快激光诱导纳米结构的深亚波长空间尺度和超短时间尺度之间的联系：基本上，“纳米尺度”倾向于消除电磁延迟效应并对入射场产生瞬时响应，并引起静电相互作用和巨大的局域场增强，从而在巨大的静电力驱动下促进超快烧蚀。因此，同时提供“纳米级”和“超快”的活性等离子体结构易于在超快烧蚀中形成。此外，等离子体激元机制可以作为一种强大的“进化力”，在多脉冲烧蚀中发挥作用，促进共振纳米结构的生长--各种典型的等离子体激元结构可以通过多脉冲演化自生成，这可以被认为是一种自然等离子体激元。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Exciton Assisted Deeply Subwavelength Nano-Photonics
该研究利用MoS_2激子与光子耦合，实现了尺寸约λ/16的深度亚波长光限制，通过近远场测量验证，有望大幅缩小集成光子器件尺寸。
2023-02-13 physics.app-ph 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
Experimental observation of plasmons in a graphene monolayer resting on a two-dimensional subwavelength silicon grating
我们通过实验证明了位于二维亚波长硅光栅上的连续石墨烯单层中的石墨烯-等离子体极化子激发。以自组装纳米球阵列为模板，采用纳米球光刻技术制作了亚波长硅光栅。测量的透射光谱说明了石墨烯等离子体激元的激发，这是进一步支持的数值模拟和等离子体能带图的理论预测。我们的光栅辅助耦合到石墨烯等离子体激元形成了一个重要的平台，石墨烯为基础的光电子应用。
2013-03-22 physics.optics
Subwavelength Nanopatch Cavities for Semiconductor Plasmon Lasers
我们提出并分析了一个家庭的电泵浦表面发射半导体激光器，使用表面等离子体激元提供光学模式限制在100-300 nm范围内的尺寸腔的纳米级腔。所提出的激光腔在许多方面是通常在微波/RF频率下使用的微贴片天线的纳米级光学版本。表面等离子体不仅用于模式限制，而且用于输出光束整形，以实现单瓣远场辐射图案与窄束腰从亚波长尺寸的腔。我们确定的腔模式具有最大的品质因数和模式增益，并表明，在近红外波长范围（1.0-1.6微米）腔损失（包括表面等离子体损耗）可以补偿由表面等离子体本身提供的增益区域中的强模式限制和所需的材料阈值增益值可以小于700 1/cm。
2007-12-09 physics.comp-ph physics.optics
Generation of Subwavelength Plasmonic Nanovortices via Helically Corrugated Metallic Nanowires
我们表明，等离子体激元螺旋光栅由金属纳米线压印与螺旋槽或脊可以有效地用来产生等离子体激元涡旋的半径远小于工作波长。在我们提出的方法中，这些螺旋表面光栅的设计，使等离子体模式与不同的方位角量子数（拓扑电荷）的相位匹配，从而允许一个产生光学等离子体涡旋与任意拓扑电荷。设计等离子体螺旋光栅，有利于有效地产生等离子体涡流的一般原则推导和其适用性的等离子体涡流与零角动量到任意角动量的等离子体涡流的转换示出在几个特定的情况下。我们的分析，基于螺旋等离子体光栅中传播的电磁场的精确解和耦合模理论，表明即使在存在金属损耗的情况下，拓扑电荷m=0的基模也可以转换为拓扑电荷m=1和m=2的等离子体涡旋模，转换效率高达60%。在这项研究中引入的等离子体纳米涡旋为轨道角动量在宇宙中的令人兴奋的应用开辟了新的途径。
2015-07-21 physics.optics
Deep subwavelength thermal switch via resonant coupling in monolayer hexagonal boron nitride
与即使在深纳米级器件中也可以在相同材料内广泛调制的电导不同，调整单一材料系统或纳米结构内的热导是极具挑战性的，并且需要大规模的器件。这禁止在切换热电流的流动时实现鲁棒的ON/OFF状态。在这里，我们提出了基于三个光子谐振器的谐振耦合的热开关的理论，类比于由源极、栅极和漏极组成的场效应电子晶体管。作为一个材料平台，我们利用极端的可调谐性和低损耗的谐振观察到的单层六方氮化硼（hBN）的介电函数在受控的应变。我们从第一性原理推导了hBN的介电函数，包括考虑声子同位素和非谐声子-声子散射计算的声子-极化激元线宽。随后，我们提出了一种应变控制的hBN基热开关，其在深亚波长纳米结构中调制热导超过一个数量级，对应于98%的ON/OFF对比度。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Hybrid Dielectric-Plasmonic Nanoantenna with Multiresonances for Subwavelength Photon Sources
由光学纳米天线诱导的量子点的光致发光的增强已经被大量研究，但是在优化和优化这样的结构方面仍然有很大的兴趣，特别是当伴随着实验演示时。大多数实现使用等离子体平台，有些还使用全介电纳米天线，但混合介电-等离子体（亚波长）纳米结构很少探索。在本文中，我们提出并证明了单亚波长混合介质-等离子体光学纳米天线耦合到本地化的量子点发射器，构成高效和明亮的单向光子源下的光泵。为了实现这一目标，我们设计了一个硅纳米环，它位于一个金镜上，其间有一个10 nm的间隙，其中嵌入了一个胶体量子点的组装体。这样的结构支持（辐射）天线模式和（非辐射）间隙模式共振，我们利用它的双重目的的出耦合的量子点发射的光到远场与平面外的方向性，并通过光泵增强点的激发。此外，共振光谱位置的几乎独立的控制可以通过简单的几何参数，如环的内径和外径的调整，使我们能够方便地调整这些共振相对于量子点的发射和吸收波长。使用所提出的架构，我们获得实验平均荧光增强因子高达$654\times$倍，主要是由于高辐射效率，并与定向发射的光致发光成一个圆锥体的$\pm 17\degree$在垂直于样品平面的方向。我们相信这里提出的解决方案是可行的，并与下一代发光器件相关。
2023-02-28 physics.optics
Sensitivity of resonance frequency in the detection of thin layer using nano-slit structures
推导了纳米狭缝结构用于薄层探测时的共振频率及其灵敏度的计算公式。对于沉积在纳米结构上的厚度为$H$的薄层，我们定量地表明，对于具有狭缝孔径尺寸$δ$的单个和周期性狭缝结构，谐振频率的灵敏度随着$H$的增加而降低。具体地，如果$H >δ$，则灵敏度为$O(δ/H)$阶，否则为$O(1+\ln H/δ)$阶。在介质薄膜与周围介质的界面上存在倏逝波模。从数学推导中可以看出，谐振频率的灵敏度很大程度上取决于微小狭缝上的倏逝波模式的影响。
2020-05-05 physics.class-ph physics.optics
Active control of focal length and beam deflection in a metallic nano-slit array lens with multiple sources
我们提出了一种基于表面等离子体极化激元的纳米棒阵列透镜结构，该结构包含两个额外的横向输入通道，具有通过通道源的强度主动控制通过透镜的透射光束的焦距和偏转的能力。我们通过数值模拟表明，施加具有相同强度的源可以改变焦点和束腰，而不相等的强度在纳米棒阵列中产生不对称的场分布，诱导离轴光束偏转。
2009-10-21 physics.optics
A deterministic approach for integrating an emitter in a nanocavity with subwavelength light confinement
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本文提出一种新型光-物质界面，将纳米级埋藏异质结构发射体整合到介电弓形腔中，实现光学热点与电子波函数的共定位，通过深亚波长限制实现强光-物质相互作用，为固态纳米光子学中的确定性强耦合提供了可行路径。
2025-12-22 physics.optics quant-ph
Funneling Light Through a Subwavelength Aperture with Epsilon-Near-Zero Materials
下一代光子结构与电子和光学片上组件的集成需要开发有效的方法来限制和控制亚波长体积中的光。最近提出了几种使光耦合到亚波长物体的技术，包括基于光栅和复合材料的解决方案。然而，这些耦合器的实验实现涉及复杂的制造与\sim 10 nm分辨率的三维。复杂耦合结构的一个有前途的替代方案涉及具有极小介电常数的材料，也称为ε近零（ENZ）材料。与先前参考的方法相比，期望ENZ材料的单个层提供自由空间辐射与亚波长引导结构之间的有效耦合。在这里，我们报告的第一个直接观察到的散装ENZ增强传输通过亚波长狭缝，伴随着这种现象的理论研究。我们的研究为ENZ材料和基于ENZ的光子系统的多种实际应用打开了大门。
2011-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Deeply Subwavelength Blue-Range Nanolaser
本文通过湿化学合成在银基底上制备了CsPbCl$_3$立方形单晶纳米激光器，实现了目前最小尺寸的深亚波长蓝光发射，并揭示了其基于激子-极化激元与Mie共振强耦合的无粒子数反转极化激元激光机制。
2025-09-16 physics.optics
