Bloch waves and non-propagating modes in photonic crystals
研究了电磁波在有限光子带隙结构中的传播。我们分析了导带和禁带的现象，我们表明，两个制度是要区分相对于界面附近的强场的存在。我们精确的域，有效介质理论是健全的。
2002-09-06 physics.optics
Long-range Bloch Surface Waves in Photonic Crystal Ridges
理论研究了光在光子晶体脊支撑的布洛赫表面波中的传播。我们证明，低的传播损耗可以通过适当的多层膜的设计来实现，以获得两个光偏振的光子带隙。我们提出了一种基于傅立叶分析的设计策略，该策略允许在可见光谱范围内操作的结构获得低至5 dB/km的固有损耗。这些结果澄清了在引导BSW的光传播的限制因素，并代表了一个基本的一步BSW为基础的集成光学平台的发展。
2020-10-29 physics.optics
Soliton switching and Bloch-wave filtering in periodic photonic lattices
提出了一种基于周期光子结构中布洛赫波滤波的孤子开关新概念。以二元波导阵列为例，我们证明了属于不同光谱带隙的空间孤子可以选择性地从工程缺陷反射或透射通过工程缺陷，该工程缺陷充当布洛赫波的低通或高通滤波器。
2004-12-23 nlin.PS physics.optics
Non-Bloch $\mathcal{PT}$ symmetry breaking in non-Hermitian Photonic Quantum Walks
周期性介质中拓扑能带理论的一个特点是体性质不受边界条件的影响。值得注意的是，在某些非厄米晶格中，体性质在很大程度上受到边界的影响，导致诸如非厄米趋肤效应和违反体边界对应等主要效应。在这里，我们揭示了非幺正离散时间量子行走的光子在系统中涉及增益和损失显示，而一般非布洛赫宇称时间（$\mathcal{PT}$）对称性破缺相变，并提出了一种散装探测方法来检测这种边界驱动的相变。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photonic Bloch oscillations and Zener tunneling in two-dimensional optical lattices
我们报告的第一个实验观察到的光子布洛赫振荡和齐纳隧道在二维周期性系统。我们研究了叠加在折射率斜坡上的正方形光子晶格中光束的传播，并证明了光从晶格带隙光谱的第一阶到高阶传输带的隧穿，与第一布里渊区内的光谱动力学和相应的初级光束的振荡相关。
2005-10-14 physics.optics
Normal mode coupling and Bloch states in elliptically birefringent 1D photonic crystals
本文分析了椭圆双折射一维层状周期结构中频率与波矢色散的关系。研究发现，层与层之间存在的局域简正模偏振态变化会导致模式耦合，并影响系统的波矢色散和布洛赫态特性。
2007-08-06 physics.optics
Extraction of optical Bloch modes in a photonic-crystal waveguide
我们在光子晶体波导上进行相敏近场扫描光学显微镜。观察到的复杂的场模式进行了分析，通过空间傅里叶变换，揭示了几个指导TE和TM的模式。使用Ha等人提出的重建算法（Opt. Lett. 34（2009）），我们将测量的二维场图案分解为传播布洛赫模式的叠加。这为研究近场测量中的特定模式开辟了新的可能性。我们应用该方法研究了类TE导模的横向行为，当接近带边时，该导模在周围的光子晶体中延伸得更深。
2012-01-04 physics.optics
Wavepacket Self-imaging and Giant Recombinations via Stable Bloch-Zener Oscillations in Photonic Lattices with Local ${\cal PT}$-Symmetry
提出了一类具有横向折射率梯度的{ \it局域} $\cal{PT}$对称光子晶格，其中{ \it稳定} Bloch-Zener振荡的出现受晶格的非厄米性程度$γ$控制.在精确的$\cal{PT}$对称相位中，我们确定了介于$ω$和$γ$之间的一个条件，在该条件下，波包自成像以及级联的分裂和巨重组在不同的传播距离处发生。局域杂质的引入进一步增强了巨波包复合。
2015-07-04 physics.optics
Tunable photonic Bloch oscillations in electrically modulated photonic crystals
从理论上研究了含非线性复合材料的一维光子晶体中光子布洛赫振荡的发生和可调谐性。由于复合材料的三阶非线性（克尔型非线性）增强，光子在倾斜的光子带内发生振荡，这是通过在这种光子晶体上施加沿垂直于层表面方向变化的梯度外泵浦电场实现的。PBO的可调谐性（包括幅度和周期）可以通过改变场梯度来容易地实现。通过适当的渐变泵浦AC或DC电场，太赫兹PBO可以出现并且覆盖电磁波谱中的太赫兹频带。
2008-10-17 cond-mat.other cond-mat.soft physics.optics
Bloch-Landau-Zener dynamics induced by a synthetic field in a photonic quantum walk
量子行走是在相干系统中模拟动力学的过程。他们的实验实现被证明是揭示Floquet拓扑绝缘体中新现象的关键。在这里，我们在合成规范场的存在下实现了光子量子行走，该规范场模拟了电场对带电粒子的作用。通过调节两个准能带之间的能隙，我们研究了有趣的系统动力学，其特征在于布洛赫振荡和朗道-齐纳跃迁之间的相互作用。当准能量值为0和$π$的两个能隙都非常小时，Floquet动力学遵循弹道扩散。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Topological Landau-Zener Bloch Oscillations in Photonic Floquet Lieb Lattices
Lieb晶格具有在基础物理学和实际应用中引起普遍兴趣的有趣性质。本文研究了光子Floquet Lieb晶格中的Landau-Zener Bloch拓扑振荡，在该晶格中构造了二聚螺旋波导，通过Floquet机制实现了自旋-轨道相互作用的合成，从而研究了从平凡能隙到非平凡能隙的拓扑转变对振荡的影响.在Lieb晶格的局域对称性的支持下，平坦带的紧定域态通过拓扑不变量和Chern数与其它带关联，并参与Bloch振荡过程中的Landau-Zener跃迁.重要的是，拓扑转变后的非平凡几何相位将被考虑用于波函数的相长干涉和相消干涉。连续介质的数值计算结果与理论紧束缚模型的计算结果吻合较好。我们的研究结果提供了一个持续的努力，以实现设计的量子材料与定制的性能。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Bloch-type photonic skyrmions in optical chiral multilayers
Shenzhen University（深圳大学）
本研究通过量子自旋霍尔效应预测在手性材料中存在光子布洛赫型天空之王，拓展了光子天空之王的家族，并揭示了光子与磁性天空之王在手性特征上的相似性。
2020-12-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photonic Bloch-dipole-Zener Oscillations in Binary Parabolic Optical Waveguide Arrays
本文研究了由两个渐逝耦合的异质光波导组成的二元抛物型光波导阵列（BPOWA）中光的传输和齐纳隧穿特性。由于布拉格反射，BPOWA获得了两个由在区边界处的minigap分开的minibands。在相图上，不同的参数会出现光振荡和齐纳隧穿的各种相干叠加。特别地，通过场演化分析，得到了布洛赫-齐纳振荡和一种不同类型的布洛赫-偶极子-齐纳振荡。这些结果在光分束和光波导器件中具有潜在的应用价值，并对光晶格中的相干现象有一定的解释作用。
2011-02-28 physics.optics
Photonic refrigeration from time-modulated thermal emission
主动光子制冷对于实现鲁棒、紧凑、无振动的全固态制冷具有重要意义。目前提出的光子冷却方法是基于发光的，并且对发光效率提出了严格的要求。我们提出了一种新的光子冷却机制所产生的时间调制的热辐射。我们表明，这种机制具有很高的热力学性能，可以接近卡诺极限，但不依赖于发光。此外，我们的工作为冷却和能量收集应用的热发射的主动、时间调制控制开辟了令人兴奋的新途径。
2019-05-29 physics.optics
Demonstration of all-optical beam steering in modulated photonic lattices
我们在实验上证明了在有偏压的光折变晶体中，三束光干涉在调制光子晶格中产生的全光束转向。我们确定和表征的关键物理参数控制的光束转向，并表明，空间分辨率可以提高的非线性光束自定位的附加效果。
2005-11-28 physics.optics
Spatial distribution of the emission intensity in a photonic crystal: Self-interference of Bloch eigenwaves
对光子晶体中二能级原子（偶极）发射强度角分布的分析表明，在某些观测方向上，原子的发射率有增强的现象。这种增强是由于晶体的各向异性使许多具有不同波矢的布洛赫本征波在同一方向上聚束的结果。如果考虑发射强度的空间分布，则应考虑这些本征波的干涉。本文在经典宏观格林函数的渐近分析框架下，讨论了二能级原子的远场辐射模式。数值算例给出了一个二维正方形网格的聚合物中的空气孔。实验观察结果的相关性进行了讨论。
2008-09-01 physics.optics
Fractional Bloch oscillations in photonic lattices
布洛赫振荡是量子粒子在周期势场中的振荡运动，是相干量子输运中最吸引人的效应之一。布洛赫振荡最初是在晶体中的电子的背景下研究的，它体现了物质的波动性质，并在各种不同的物理系统中发现。在这里，我们报告的分数布洛赫振荡的第一个实验观察，使用光子晶格作为一个模型系统的两粒子扩展玻色哈伯德哈密顿。在我们的光子模拟器中，在一维晶格上跳跃的两个相关粒子的动力学被映射到具有工程缺陷的二维晶格中的单个粒子的运动，并通过具有弯曲轴的方形波导晶格中的光传输来模仿。
2013-03-08 cond-mat.str-el physics.optics quant-ph
Single shot measurement of the photonic band structure in a Floquet-Bloch lattice realised with coupled fiber rings
Floquet-Bloch格点是一个波包在时间和空间上都受到周期性调制的系统，表现出丰富的动力学性质。虽然这种类型的晶格很难在固态物理中实现，但光学系统提供了很好的平台来探测它们的物理特性：除了其他效应外，它们还揭示了真正的现象，如反常的Floquet拓扑绝缘体和光进入局部界面模式的漏斗。尽管能带色散在光子动力学和晶格的拓扑性质中至关重要，但Floquet-Bloch能带的直接实验测量仍然难以捉摸。本文报道用Single Shot方法直接测量光子晶格的Floquet-Bloch带。我们使用一个系统的两个耦合的光纤环，实现了时间复用Floquet-Bloch格。通过对晶格的脉冲响应进行傅里叶变换，我们得到了晶格本征模的精确表征，即能带结构。e.在整个布里渊区上的Floquet-Bloch特征向量的幅度和相位。我们的研究结果为Floquet系统中线性和非线性区域的拓扑效应的观察开辟了前景。
2021-05-06 physics.optics
Computation and visualization of photonic quasicrystal spectra via Blochs theorem
先前用于确定光子准晶体（PQC）光谱的方法依赖于使用大的超原胞来计算本征频率和/或局域态密度（LDOS）。在这篇文章中，我们提出了一种方法，通过这种方法，可以得到的能量谱和本征态的PQC通过求解麦克斯韦方程组在高维的任何PQC定义的标准切割和项目建设，适用于推广的布洛赫定理。此外，我们演示了如何可以计算能带结构的缺陷状态在高维超空间，没有额外的计算成本。作为一个概念的证明，这些一般的想法证明了一维准晶的简单情况下，这也可以通过简单的传输矩阵技术解决。
2008-03-07 physics.optics
Diagrammatic Explanation of the Reverse Doppler Effect in Space-Time Modulated Photonic Crystals
在被移动壁面包围的光子晶体中会发生逆多普勒频移。对这一结果的解释引起了一些争议。在本文中，我们使用图解的方法来解决这个问题。这种视觉表示提供了对现象的即时洞察，并且是时变PC设计的强大工具。
2016-02-21 physics.optics
Matter-wave solitons and finite-amplitude Bloch waves in optical lattices with a spatially modulated nonlinearity
研究了囚禁在光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体中的孤子和非线性布洛赫波。通过引入专门设计的局域配置文件的空间调制的吸引力的非线性，我们构建了一个无限数量的精确孤子解的Mathieu和椭圆函数，与化学势属于半无限带隙的光晶格诱导光谱。从精确解出发，我们采用松弛方法构造了孤子解的一般族的数值形式。孤子的稳定性进行了研究，通过计算的特征值的小扰动，也通过直接模拟。最后，我们证明了一个几乎精确的（在数值意义上）非线性布洛赫波和孤子之间的组成关系。
2010-06-19 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Chiral photonic topological states in Penrose quasicrystals
该研究在磁光Penrose光子准晶体中发现无需Bloch能带的手性拓扑边缘态，并用实空间Bott指数±1表征其非平凡拓扑。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Soliton control in modulated optically-induced photonic lattices
讨论了三束干涉光在可重构光诱导光子晶格中的孤子控制问题。我们揭示了新的动力学制度的强局域孤子，包括二进制开关和孤子的复苏，通过共振波混频。
2005-07-31 nlin.PS physics.optics
Single mode lasing and spectral narrowing in photonic crystal line-defect cavities via spatially selected Bloch modes
本文提出通过光学干涉空间泵浦特定布洛赫模式，实现光子晶体线缺陷腔激光器单模激射，边模抑制比超30dB，并改善线宽与噪声特性。
2025-10-26 physics.optics
A flexible Bloch mode method for computing complex band structures and impedances of two-dimensional photonic crystals
我们提出了一种灵活的方法，可以计算布洛赫模式，复杂的能带结构，和阻抗的二维光子晶体的散射数据产生的广泛可用的数值工具。该方法概括了以前的工作，依赖于专门的多极和有限元技术支撑的传递矩阵法。我们描述了模式提取的数值方法，并应用它计算了一个复杂的能带结构和设计了两个光子晶体减反射膜。我们这样做的频率，在其他方法失败，但仍然是重大的实际利益。
2012-01-16 physics.optics
Observation of valley Landau-Zener-Bloch oscillations and pseudospin imbalance in photonic graphene
该研究在光诱导蜂窝晶格中观测谷间 Bloch 振荡与 Landau–Zener 隧穿，揭示对称性和梯度方向如何调控赝自旋不平衡、涡旋及谷间动力学。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Defect-free surface states in modulated photonic lattices
我们预测，调制光子晶格的接口可以支持一种新型的通用表面态。这样的线性表面状态出现在截断的，但在其他方面完美的（无缺陷）晶格作为晶格势的周期性调制的直接结果，没有任何嵌入或非线性引起的缺陷。这与所有先前的研究形成鲜明对比，其中线性或非线性晶格中的表面状态，例如Tamm或Shockley型表面状态，总是与某种类型的结构或诱导表面缺陷的存在相关联。
2007-12-17 physics.optics
Implementation of Optimal Thermal Radiation Pumps using Adiabatically Modulated Photonic Cavities
我们数值实现的概念，热辐射泵在现实的光子电路，并证明他们的效率，以控制辐射电流，发出两个水库之间具有相同的温度。所提出的泵浦方案涉及控制光子电路的光谱特性的两个参数的循环绝热调制。我们表明，所得到的泵浦周期表现出最大的辐射电流时，系统的周期性调制被适当地设计为在光子电路的参数空间中的谐振简并附近。一个发达的Floquet散射框架，在绝热极限归结为瞬时散射矩阵的分析，提供了一个工程工具，设计和预测这样的热泵的性能。我们的预测证实了时域模拟调用一个螺旋驱动的光子腔。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Observation of Bloch oscillations in complex PT-symmetric photonic lattices
光在周期性环境中的传播通常与许多有趣的和潜在有用的过程相关联。如果晶体光学势也是线性斜坡，光可以经历周期性的布洛赫振荡，这是局域化的Wannier-Stark态及其等距本征值谱的直接结果。尽管这些效应已经在保守环境中得到了广泛的研究，但在包含放大和衰减的非厄米光子晶格中，情况绝非如此。最近，布洛赫振荡已被预测在宇称时间对称结构涉及增益和损失的平衡方式。虽然在复杂的体介质中，人们直观地预期光通常将遵循最高放大的路径，但是在周期性系统中，这种行为可以通过下面的能带结构而基本上改变。在这里，我们报告的第一个实验观察布洛赫振荡宇称时间对称网格晶格。我们发现，这些复苏表现出不寻常的性质，如二次发射和PT对称性的共振恢复。此外，我们提出了一种通用的方法，用于重建的实部和虚部的能带结构直接监测光的演变过程中的这些振荡的周期。
2016-08-31 physics.optics
Stopping and Time Reversal of Light in Dynamic Photonic Structures via Bloch Oscillations
理论分析表明，在不保持系统平移不变性的情况下，通过动态调谐谐振腔谐振，可以在耦合谐振腔光波导中实现光脉冲的存储和时间反转。该控制利用了光脉冲在折射率斜坡存在下的布洛赫振荡运动，因此它与Yanik和Fan在最近的工作中提出的绝热带压缩和反转机制相当不同[M.F. Yanik和S. Fan，Phys. Rev. Lett. 92，083901（2004）; Phys.Rev.Lett. 93，173903（2004）]。
2006-12-18 physics.gen-ph physics.optics
Broadband optical switch based on an achromatic photonic gauge potential in dynamically modulated waveguides
我们证明了光子规范势，这是由动态折射率调制的相位自由度，因此是消色差的，可以用来实现宽带光开关使用的配置的光子Aharonov-Bohm干涉仪（ABI）。所得到的ABI开关具有更大的带宽和更低的串扰比传统的马赫-曾德尔干涉仪。利用耦合模理论和全波数值模拟，我们比较了两个干涉仪的响应中存在的非理想性。我们的研究结果表明光子规范势的重要性，宽带光信号处理。
2019-06-29 physics.optics
Photonic Hook with Modulated Bending Angle Formed by Using Triangular Mesoscale Janus Prisms
本研究提出三角形介观Janus棱镜设计，通过时域有限差分模拟揭示不对称涡旋产生长光子钩，调节棱镜间距可有效控制其长度与弯曲角度，且宽度突破衍射极限，在光镊、纳米粒子操控和光子电路中有应用潜力。
2022-11-08 physics.optics
Complete inelastic transparency of time-modulated resonant photonic circuits
Aston University（阿斯顿大学）
研究了时间调制光子电路的完全非弹性透明性，通过共振频率转换实现光振幅保持，应用于环微共振器和SNAP微共振器。
2025-11-26 physics.optics
A Group-Theoretical Framework for Local k-Space Topology and Berry Phase in 2D Photonic Systems
Aalto University（阿尔托大学）；Università di Pisa（比萨大学）
本文构建了融入光子系统关键特征的群论框架，研究二维光子系统中局域k空间拓扑与贝里相位的对称性起源，分析结构设计与对称性扰动对拓扑特征的操控，相关分析可扩展至多类人工波晶体。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phase transition to spatial Bloch-like oscillation in squeezed photonic lattices
我们提出了一个精确可解的波导晶格，其中包含非均匀耦合系数。这种结构为量子光学中的压缩数和压缩相干强度分布提供了一个经典的模拟，其中传输长度起着压缩振幅的作用。对于初始光束轮廓的任意分布，以封闭形式获得强度图案。我们还研究了通过在每个波导的传播常数（$ α$）上增加线性梯度来实现空间布洛赫振荡的相变。我们的分析结果表明，布洛赫振荡出现以上的传播常数的线性梯度（$ α> α_{c} $）的临界值。相变（在波导的传播特性中）是离散衍射和布拉格衍射之间竞争的结果。此外，光强度在临界点处沿着每个波导代数地衰减，而其在临界点（$ α< α_{c} $）以下指数地下降。
2013-09-21 physics.optics
Electromagnetic modes of a disordered photonic crystal
我们提出了一个系统的数值方法来计算无序光子晶体的本征模和相关的本征频率，其特征在于，否则周期性的介电分布的小波动。场本征模展开相应的周期性结构的布洛赫模式的基础上，和由此产生的本征值问题是对角化的截断的基础上，包括有限数量的布洛赫带。布洛赫模式展开对于在给定频率范围内非常扩展的无序结构的模式建模非常有效，因为只有光谱上接近的带必须包括在基集中。通过对增加的带集重复对角化，可以容易地验证收敛性。作为例证，我们应用该方法的W1线缺陷波导和L3耦合腔波导，都基于一个光子晶体平板与三角形晶格的圆孔。计算并表征了由无序引起的局域模的本征频率、空间场分布和辐射损失率。对于W1波导，我们表明，辐射损耗，在底部的空间均匀的引导带，是由一个小的杂交与布洛赫模式的空间奇数带，引起的混乱，尽管他们的频率分离。布洛赫模式展开法有着非常广泛的应用：它也可以用来精确地计算具有周期介电常数系统调制的结构的模式，例如在几种高Q腔的设计中。
2011-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Parity-time symmetry phase transition in photonic time-modulated media
The University of Hong Kong（香港大学）
本文研究时间调制光子介质中的时间宇称-时间对称性，证明其是获得实本征值谱的必要非充分条件，并揭示介电常数实虚部调制深度对比决定相变，通过Magnus展开和全波模拟验证了该相变。
2025-07-04 physics.optics
Photonic band structure and eigenmodes of magnetophotonic crystals
利用平面波展开法研究了二维和三维磁光子晶体的光子能带结构及其本征模的偏振特性。研究了磁化对光子能带结构和本征模的影响。研究了两种取向：面内磁化和垂直磁化。磁化引起的对称性破缺效应被证明是负责形成奇异的磁布洛赫模式，包括两个或更多的耦合对称和反对称布洛赫模式的相应的非磁性光子晶体。这些结果意味着非磁性光子晶体的非耦合态可以在磁性结构中被激发或耦合。我们发现磁布洛赫模的偏振态是非常复杂的。在垂直于平面磁化的特殊情况下，它们代表具有大纵向分量的面内椭圆（甚至圆）偏振波。
2009-07-06 physics.optics
Interference-Controlled Radiative Heat Transport in Time-Modulated Networks
Laboratoire Charles Fabry, UMR 8501, Institut d’Optique, CNRS, Université Paris-Saclay（查尔斯·法布里实验室，UMR 8501，光学研究所，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）
通过相位控制弹性与非弹性Floquet散射通道的干涉，实现纳米尺度网络中辐射热传输的光子调控，展示了热-光流方向控制与热分裂机制。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
High-Q impurity photon states bounded by a photonic-band-pseudogap in an optically-thick photonic-crystal slab
我们表明，以二维光子晶体平板系统为例，即使在没有严格的光子带隙的情况下，也可以实现超过10 ^5的高品质因数（Q）。我们发现，平面内布洛赫模式的密度可以通过从有限尺寸的光子晶体边界，作为一个低Q谐振器创建额外的光子反馈控制。这种机制使显着减少之间的结合态和扩展布洛赫模式的耦合强度超过40倍。
2012-09-25 physics.optics
Zener tunneling in two-dimensional photonic lattices
我们讨论了二维周期性光子结构中的带间光隧穿，这是最近在光诱导光子晶格实验中研究的结果[H。Trompeter等人，物理修订信函\textbf{96}，053903（2006）]。我们确定的齐纳隧道制度在交叉的两个布洛赫带，这发生在一个通用的情况下的布拉格反射时，布洛赫指数交叉的边缘的不可约布里渊区。类似地，当布洛赫指数通过布里渊区边缘上的高对称点时，高阶齐纳隧穿涉及四个布洛赫带。我们推导出简单的分析模型，描述隧道效应，并计算相应的隧穿概率。
2006-08-09 cond-mat.other physics.optics
Vectorial characterization of Bloch surface wave via one-dimensional photonic-atomic structure
本研究制备基于一维光子晶体的布洛赫波原子池，利用磁场调控BSW与热原子蒸气的耦合，通过类EIT特性变化重新定义倏逝波的法拉第、沃伊特几何并测量偏振电场分量比，为微型化原子研究提供新方向。
2023-04-28 physics.atom-ph physics.optics
A Simple Coupled-Bloch-Mode Approach To Study Active Photonic Crystal Waveguides and Lasers
利用耦合布洛赫模方法，导出了复折射率扰动下光子晶体（PhC）线缺陷波导传输特性的简单表达式。我们通过分析耦合系数的频率依赖性和相对强度，提供了对耦合机制的物理见解。我们已经示出了波导色散关系上的扰动的影响，以及增益引起的分布反馈如何限制增益本身的最大可达到的慢光增强。然后，我们已经应用我们的方法来分析各种PhC激光腔的阈值行为，并证明了在这些激光器中的相干分布反馈效应的显着影响。重要的是，我们的方法还表明，一个简单的结构组成的有源区与无源输出波导的零背反射可以实现激光振荡与合理的阈值增益。
2019-06-10 physics.app-ph physics.optics
Breakdown of Bulk-Radiation Correspondence in Radiative Photonic Lattices
本文建立非厄米模型研究光子晶体平板中体贝里曲率与远场辐射贝里曲率的对应关系，发现该对应并非普遍成立，在远场奇点处完全破缺，并在非局域蜂窝格子谷处发现净贝里曲率集中。
2025-06-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Maxwell-Bloch modeling of an x-ray pulse amplification in a 1D photonic crystal
我们提出了一个实施的Maxwell-Bloch（MB）形式主义的X射线发射动力学的研究周期性多层材料，无论是人工或天然的。该处理是基于一个直接的时域有限差分法（FDTD）的麦克斯韦方程组结合布洛赫方程的解决方案，将随机自发发射噪声。除了材料的周期性之外，处理区分两种类型的层，那些是活性的（或共振的）和那些是非共振的。数值模型被应用到多层材料中的$Kα$发射的问题，其中的粒子数反转可以通过快速的内壳层光电离由X射线自由电子激光（XFEL）。通过数值模拟说明了布拉格衍射条件下所产生的放大荧光的特异性。相应的脉冲可用于X射线与物质的非线性相互作用的具体研究。
2021-02-17 physics.optics quant-ph
Absorbing boundary condition for Bloch-Floquet eigenmodes
提出了一种适用于光子晶体和超材料电磁频域模拟的吸收边界条件。该边界条件可以同时吸收周期晶体的多个布洛赫-弗洛奎本征模，包括传播模和消逝模。所讨论的光子晶体或超材料可以包括有损耗的、有源的、各向异性的甚至双各向异性的内含物。吸收边界条件依赖于Bloch-Floquet本征模的正交性条件，这里给出了一个广义的版本。我们测试了这种吸收边界条件的数值和目前的结果。
2013-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical Pulling and Pushing Forces via Bloch Surface Waves
纳米和微米物体的通用操作是光学机械学及其在生物学、医学和芯片实验室平台上的各种应用的基础。对于灵活的剪裁光学力，以及非凡的光学机械效果，额外的自由度应该被引入到系统中。在这里，我们表明，光子晶体提供了一个灵活的平台，纳米粒子的光学操纵由于布洛赫表面波（BSW）和复杂的字符的反射系数铺平了道路，复杂的光机相互作用控制。我们证明了由于在光子晶体界面处的布洛赫表面波的定向激发，作用于放置在一维光子晶体上方的单个珠子上的横向光学力的增强的拉和推的出现。我们的理论结果，这是支持与数值模拟，证明角度或波长之间的BSW诱导的光的拉力和推力辅助切换。由于光子晶体易于制备，可以在任意光谱范围内对纳米粒子进行精确的光学分选，特别是对核壳结构的纳米粒子，传统的光学机械分选方法很难对其进行分选。我们的方法为新的光学操纵方案和平台以及增强光阱设置中的光-物质相互作用提供了机会。
2021-04-07 physics.optics
Routing of valley photons in a WS2 monolayer via delocalized Bloch modes of in-plane inversion-symmetry broken photonic crystal slabs
二维过渡金属二硫属化物（TMDC）的谷为信息处理提供了新的自由度。为了利用该谷自由度，一方面，通过利用不同的外部刺激（如光和电场）来控制谷是可行的。另一方面，纳米结构也被用于通过近场耦合来分离谷。然而，对于上述两种方法，要么需要低温环境，要么低程度的相干性限制了它们的进一步应用。在这里，我们证明了没有面内反转对称性（C2对称性）的全介质光子晶体（PhC）板可以在室温下在WS2单层中分离和路由谷光子。与圆偏振的光子布洛赫模式的这种光子晶体板耦合，由WS2单层发射的谷光子在远场中被定向地路由和有效地分离。此外，远场发射具有方向性增强和长距离空间相干特性。
2020-07-07 physics.app-ph physics.optics
Engineering topological edge states in two dimensional magnetic photonic crystal
基于微扰方法，我们提出了一种简单有效的方法来设计二维磁性光子晶体的拓扑边缘态。微结构中的拓扑边缘态可以通过改变微结构的参数来构造和改变，根据布洛赫态在相关布洛赫波矢处的场能量分布。通过三个具体算例的精确数值计算，验证了所提方法的有效性。我们的方法使拓扑边状态的“可设计的”。
2017-12-27 physics.optics
Light propagation and localization in modulated photonic lattices and waveguides
本文综述了近年来调制光子晶格物理的理论和实验研究进展。人工周期性介质，如光子晶体和光子晶格，为控制光子结构中光传播的基本特性提供了强有力的工具。光子晶格是耦合光波导的阵列，其中光传播变得有效地离散化。这样的光子结构允许人们研究许多有用的光学类比与其他领域，如物理学的固体和电子理论。特别地，光在周期性光子结构中的传播类似于电子在半导体材料的晶格中的运动。光传播的离散化性质产生了许多在均匀体介质中不可能出现的新现象，如离散衍射和衍射管理、离散孤子和间隙孤子以及离散表面波。最近，人们发现，通过改变光子晶格的几何形状或折射率来对光子晶格施加周期性调制非常类似于施加偏压来控制晶格中电子的运动。光子晶格中的周期性和调制之间的相互作用为定制光的衍射和色散特性以及控制非线性相互作用提供了独特的机会。
2011-07-15 nlin.PS physics.optics
Bloch Siegert Physics in a Reconfigurable Photonic Binary Lattice
Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
该研究通过可编程光子集成电路实现了二进制晶格中布洛赫-西格尔位移的实验验证，展示了强驱动量子光学现象和Floquet工程传输的可扩展测试平台。
2026-05-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Non-Bloch Theory for Spatiotemporal Photonic Crystals Assisted by Continuum Effective Medium
针对时空关联限制非布洛赫能带理论应用的问题，提出有效介质辅助的方法，建立了时空调制材料光子晶体的低频Floquet能带非布洛赫理论，并解析了其拓扑性质。
2024-01-23 cond-mat.other physics.optics
Non-Hermitian waves in a continuous periodic model and application to photonic crystals
在一些非厄米系统中，体中的本征态局域在系统的边界处。这被称为非厄米趋肤效应，它主要在离散系统中进行研究。本文研究了连续周期模型中的非厄米趋肤效应。在一维系统中，我们证明了所有本征态的局域化长度相等。此外，大系统的局域化长度和本征谱与开边界条件的类型无关。这些性质也存在于非厄米光子晶体中。在连续周期模型中，这种显著的行为可以用非布洛赫带理论来解释。通过构造复布洛赫波数的广义布里渊区，导出了开边界条件下的局域化长度和本征谱。此外，我们还证明了广义布里渊区还具有各种物理性质，如体-边对应。
2022-05-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Resonance fluorescence spectral dynamics of an acoustically modulated quantum dot
依赖于光子量子比特的量子技术需要对其属性的精确可控性。为此，混合方法特别有吸引力，因为它们提供了很大的灵活性来解决光子自由度的不同方面。当将光子学与其他量子平台（如声子）相结合时，必须实现在机械域和光学域之间转换的量子换能器。在这里，我们实现了声子之间的界面的表面声波（SAW）和单光子的形式，介导的一个单一的半导体量子点激子。在这种结合的理论和实验研究中，我们表明，不同的边带表现出特征闪烁动力学，可以通过失谐的激子跃迁的激光控制。通过发展分析近似，我们可以更好地理解所涉及的内部动力学。我们的特定SAW方法使我们能够达到约1 GHz的理想频率范围，从而实现接近组合基本时间带宽限制的同时时间和频谱声子边带分辨率。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
