Negative Index Materials: The Key to "White" Multilayer Fabry-Perot
负折射率材料的使用对于泰勒四分之一波长布拉格反射镜的光谱色散特性以及对于在非常大的光谱范围上获得多层法布里-珀罗腔的谐振行为是非常有效的。提出了一种优化方法，并验证了一些第一有前途的设备。
2013-12-21 physics.optics
High refractive index composite materials for THz waveguides: trade-off between index contrast and absorption loss
制备了二氧化钛掺杂聚乙烯的聚合物复合物，并用太赫兹-TDS表征了其线性光学性能。我们发现，高浓度的掺杂剂不仅提高了复合材料的折射率，而且可以显着提高其吸收系数。我们表明，布拉格反射器的设计基于有损耗的复合聚合物依赖于找到一个折衷的折射率对比度和相应的损失。与理想的无损反射器相比，小的吸收值也被示出是有利的，因为它使得能够平滑传输通带。制作的空芯布拉格光纤的传输测量证实了模拟结果。
2010-09-14 physics.chem-ph physics.optics
Design of resonators using materials with negative refractive index
通过优化设计，我们表明，非均匀的电磁谐振器，几乎均匀的场强和高达两倍的能量密度的传统结构是可能的，通过利用负折射率材料的属性。材料.我们证明，使用负折射率材料，有可能使传输系数的半高宽（FWHM）与腔长L无关。
2008-05-06 physics.comp-ph physics.optics
Influence of the losses on the super-resolution performances of an impedance matched negative index material
通过坡印廷矢量分析，讨论了负折射率材料（NIM）的损耗对Veselago-Pendry透镜分辨性能的影响，并在阿贝准则的框架下分析了这些性能。探讨了高损耗和低损耗的极限。我们发现，阻抗匹配的NIM是能够解决30%优于阿贝标准所施加的限制，即使当折射率的虚部（材料损耗）超过折射率的实部的绝对值。NIM由具有相等的介电常数和磁导率的有损耗Drude模型描述。通过增加Drude模型的阻尼参数，我们还探索了介电常数和磁导率都为正值的情况，并指出了超材料仍然能够超分辨的条件。
2008-03-31 physics.optics
Analytical solution for wave propagation through a graded index interface between a right-handed and a left-handed material
我们研究了结构的透射和反射特性，包括左手材料与梯度折射率。本文给出了梯度折射率分布沿传播方向按双曲正切函数变化的亥姆霍兹方程的精确解析解。我们推导出沿梯度折射率结构的场强度的表达式，我们表现出良好的解析解和精确的数值模拟得到的相应结果之间的一致性。我们的模型直接允许任意的光谱色散。
2012-03-11 physics.optics
Fundamental limits to the refractive index of transparent optical materials
增加光学和纳米光子系统的折射率为设计开辟了新的前景：对于从宽带超透镜到半导体光电子器件再到高品质因数谐振器的应用，更高的折射率直接导致具有更大功能的更好的设备。尽管标准透明材料在可见光中的折射率被限制为小于3，但是最近的超材料设计已经实现了高于5的折射率，伴随着高损耗，并且在铁电钙钛矿的相变附近，已经要求高于26的宽带折射率。在这项工作中，我们得到的基本限制的任何材料的折射率，只给出了潜在的电子密度和最大允许色散或最小带宽的利益。Kramers-Kronig关系提供了一个表示任何被动（从而因果）的材料，和一个众所周知的总和规则约束可能的振子强度分布。在小到适度色散的领域，我们的界限非常接近，并且没有被广泛的天然材料超越，这表明自然界已经接近折射率和色散的帕累托边界。令人惊讶的是，我们的边界显示出对电子密度的立方根依赖性，这意味着在所有可见频率上的折射率为26可能是不可能的。相反，对于窄带宽应用，自然界并不提供我们的边界建议应该是可能的高色散，高折射率材料。我们使用复合材料的理论来确定金属基超材料，可以表现出小的损失和相当大的增加折射率超过目前最好的材料。
2021-03-29 physics.optics
Optical Kerr nonlinearity enhancement in high-index metasurfaces via Mie void lattices
Institute of Automation and Control Processes, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院远东分院自动化与控制过程研究所）
研究高折射率超表面光学克尔非线性增强，以GaP为模型材料用FDTD模拟，提取空心球等空穴有效非线性折射率，发现孤立空穴共振增强适度，紧密间隔空穴间模式响应更强，开放腔几何结构对混合系统有优势。
2026-07-14 physics.app-ph physics.optics
Low-loss Broadband Negative Refractive Index due to Nonresonant 2D Helical Chiral Metamaterial
我们证明了一种二维螺旋手性超材料，具有宽带强光学活性，导致非共振德鲁德样响应。强手性导致宽带负折射率，具有高品质因数（>90）和极低的损耗（每层<2%）。旋光性对入射电磁波的角度不敏感，从而在偏振操纵应用中实现更大的灵活性。
2017-05-07 physics.optics
Optical properties of multilayer optics including negative index materials
负指数通过薄膜导纳形式主义重新审视。有效的指数和相位延迟与波传播通过负折射率层仔细定义和计算规则，很容易实现在标准的薄膜软件从这种方法。这种导纳的形式主义，然后使用恢复的主要功能的完美的透镜，并强调这种负折射率材料的好处，以提高四分之一波长布拉格反射镜和法布里-珀罗带通滤波器的性能。
2013-12-21 physics.optics
Dynamics of a ring resonator under simultaneous index and loss modulation
我们报告了一个完整的稳态解的时间速率方程的动态正弦驱动的环形调制器。与以前的作品，提供了全面的解决方案，纯折射率（相位）或损耗（损耗）调制相比，这项工作提出了一个精确的解决方案与他们的同时调制。在此基础上，讨论了在这种同时调制下实现高效微波-光转换的最佳调制参数。作为一个应用程序，我们报告选择性向下频率转换从环形调制器，这是不可能从纯损耗或折射率调制。这项工作可以更准确地建模的环形调制器。它提供了一个洞察力，以探索相位和幅度调制在MRM的独特应用之间的相互作用，并充分了解这种设备的局限性。
2022-04-23 physics.optics
Frequency-domain simulations of a negative-index material with embedded gain
我们用频域模型求解了光在嵌入非线性可饱和增益材料的负折射率材料中的传播方程。我们表明，可用的增益材料可以导致完全的损失补偿，只有当它们位于该区域的场增强是最大的。我们研究了增益复合材料以及金属夹杂物中的场的增强，并分析表明，有效增益是由平均近场增强。
2009-12-02 physics.optics
Properties of defect modes in periodic lossy multilayer with negative index materials
利用特征矩阵方法研究了由正折射率层和负折射率层组成的一维有耗光子晶体的传输特性。结果表明，随着缺陷层折射率和厚度的增加，缺陷模的频率降低。此外，它表明，缺陷模式的频率是敏感的入射角，偏振和缺陷层的物理性质，但它是不敏感的小的晶格损耗因子。缺陷模的高度对损耗因子、入射角、偏振态、折射率和缺陷层厚度非常敏感。研究还表明，缺陷模的高度和宽度受晶格周期数和损耗因子的影响。研究结果可用于设计新型窄带滤光片结构和其他光学器件。
2013-01-24 physics.optics
High accuracy, absolute, cryogenic refractive index measurements of infrared lens materials for JWST NIRCam using CHARMS
詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）近红外相机（NIRCam）的折射光学设计在其镜头中使用三种红外材料：LiF，BaF2和ZnSe。为了向仪器的光学设计者提供精确的、迄今为止无法获得的基于实际低温测量的绝对折射率数据，使用NASA戈达德太空飞行中心（GSFC）的低温高精度折射测量系统（CHARMS）测量了每种材料的两个棱镜样品，密集覆盖温度范围从15到320 K，波长范围从0.4到5.6微米。数据处理方法进行了讨论和图形和表格数据的绝对折射率，色散，和热光系数为这三种材料的选定波长和温度，以及估计指数的不确定性。系数随温度变化的Sellmeier拟合的测量指数也提出了一个例子，他们的使用来预测绝对指数在任何波长或温度范围内的这些参数的适用范围。
2008-05-01 physics.optics
Ultrasensitive Higher-Order Exceptional Points via Non-Hermitian Zero-Index Materials
该研究利用波干涉在非厄米零折射率材料中实现高阶奇异点，提出三通道模型产生三种第三阶奇异点，并在吸收奇异点附近展示超灵敏响应，为开放散射系统的高阶奇异点及先进传感应用开辟新途径。
2025-04-18 physics.app-ph physics.optics
Self-organization of dissipationless solitons in negative refractive index materials
从麦克斯韦方程组出发，从头算导出了负折射率材料中电场传播的一般非线性、非傍轴耗散复Helmholtz方程。为了描述NIM中的非保守孤子动力学，将这类耦合方程化为广义Ginzburg-Landau方程。饱和非线性、损耗和增益之间的交叉补偿使得这些自组织孤子无耗散且异常鲁棒。这种孤子的存在使得NIM有效地无耗散。
2009-05-01 physics.optics
Disordered Zero-Index Metamaterials Based On Metal Induced Crystallization
零折射率（ZI）材料是在给定的设计频率下具有消失的有效介电常数和/或磁导率的合成光学材料。最近，已经表明零折射率主体材料的磁导率可以通过添加光子掺杂剂来确定性地调谐。本文将金属诱导晶化（MIC）技术应用于准随机金属-半导体复合材料制备大面积零折射率材料。以Ag-Si为模型系统，我们证明了在这种无序系统中，半导体在金属/半导体界面的局域结晶可以作为控制光相互作用的设计参数。诱导结晶产生新的零折射率状态，对应于从光选择性耦合到半导体的纳米尺寸的结晶壳中出现的杂化等离子体模式。模拟结果表明，光子掺杂可以用来增强这些无序超材料的透射率。我们的研究结果为用于晶圆级应用及其他应用的新型大面积零折射率材料奠定了基础。
2019-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Spectral response of Cantor multilayers made of materials with negative refractive index
而由具有正折射率的各向同性介电磁性材料制成的康托多层膜将显示幂律特性，由具有负折射率的材料制成的低阶康托多层膜将不显示幂律性质。这种异常行为的原因。
2002-08-02 cond-mat.other physics.class-ph physics.optics
The effect of phase mismatch on second harmonic generation in negative index materials
研究了负折射率异向介质中的二次谐波。对相应模型的理论分析表明，这种现象在常规材料和负折射率材料中有显著差异。与概念材料相反，存在非零临界相位失配。当相位失配小于或大于临界值时，相互作用编织的行为有很大的不同。
2011-02-02 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
Uniform Refraction in Negative Refractive Index Materials
本文研究分隔含负折射率介质的光学表面构造，提出矢量形式 Snell 定律以分析近场与远场中的均匀折射，并揭示近场表面可呈非凸非凹形态。
2015-01-13 physics.optics
Zero index electromagnetic materials
在这里，我们重新审视光学中最基本的量之一：折射率。考虑平面内的传播，我们首先发展了一种计算一般双各向异性材料中方向相关折射率的一般形式。由此我们导出了在给定方向上实现零折射率的一般条件。我们表明，当零指数方向是复值的材料支持波，只能在一个意义上传播，例如，在只有一个顺时针方向。我们称这种材料为复杂轴虚无（CAN）介质。我们的条件表明，有一个时间可逆和时间不可逆的均匀电磁介质，支持单向传播的一个特定的极化的无限家庭。我们给出的例子表明，从这样的媒体的散射结果在完全排除的分波的角动量的一个符号，这种媒体之间的接口一般支持单向接口状态。除了给出新的材料参数外，我们的简单条件再现了许多使用拓扑结构得出的结果，例如在回转介质中的单向传播和倏逝波的自旋动量锁定。
2019-09-04 physics.optics
Beyond the perturbative description of the nonlinear optical response of low-index materials
我们表明，在非线性光学的标准近似违反的情况下，涉及一个小的线性折射率值。因此，传统的强度相关的折射率方程，$n(I) = n_0 + n_2 I$，变得不适用于ε-接近零和低折射率的介质，即使在只有三阶效应的存在。对于铟锡氧化物的特殊情况下，我们发现，$χ^{(3)}$，$χ^{(5)}$和$χ^{(7)}$的贡献，折射日食的线性项，因此，非线性响应可以不再被解释为在这些材料的扰动。虽然响应是非微扰的，我们没有发现证据表明，材料的极化的幂级数展开发散。
2017-07-15 physics.optics
Antisymmetric PT-photonic structures with balanced positive and negative index materials
我们提出了一类新的合成光学材料，其中的折射率满足$n(-\bx)=-n^*(\bx)$。我们称这样的系统反对称奇偶时间（APT）结构。与需要平衡增益和损耗的PT对称系统（即$n(-\bx)=n^*(\bx)$）不同，APT系统由平衡的正折射率材料和负折射率材料组成。尽管表面上PT对称的光学势$V(\bx)\equiv n(\bx)^2ω^2/c^2$，APT系统是不恒定的组合PT操作下，由于波函数的空间导数的不连续性。我们发现，APT系统可以显示有趣的属性，如自发相变的散射矩阵，双向不可见性，和连续的激光光谱。
2012-12-21 physics.optics
Total transmission and total reflection by zero index materials
在本报告中，我们实现了全透射和全反射在一个平板的零折射率材料与缺陷（S）。通过控制缺陷的半径和介电常数，可以得到电磁波的全透射和全反射。零折射率材料是指介电常数和磁导率同时为零的材料，即所谓的匹配阻抗零折射率材料。除了理论计算和模拟演示外，我们还讨论了所提出的结构的一些可能的应用，例如屏蔽或遮盖物体而不限制其视野。我们还提出了一种利用可调折射率材料如液晶和BST来主动控制全透射和全反射的方法。这些现象背后的物理学归因于零折射率材料的内在性质：零折射率板内的恒定场。
2010-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph physics.comp-ph
Ghost Waves in Anisotropic Materials: negative refractive index and evanescent field enhancement in lossless media
我们表明，具有强光学各向异性的透明介质支持一类新的电磁波，它结合了传播场和倏逝场的性质。这些“鬼波”是在切线分叉中产生的，它“湮灭”了正负折射率模式对，代表了不可积动力系统的量子理论中“鬼轨道”的光学模拟。类似于规则的倏逝场，鬼波支持高的横向波数，但除了指数衰减显示在传播方向上的振荡行为。鬼波可以与入射的倏逝波共振耦合，然后通过各向异性介质以指数方式增长-就像负折射率材料的情况一样。由于鬼波由透明电介质支持，因此它们没有传统负折射率复合材料固有的材料损耗“诅咒”。
2017-04-21 physics.optics
Parametric generation of high frequency coherent light in negative index materials and materials with strong anomalous dispersion
我们证明了在非线性介质中利用当$ν_{d}$匹配两个产生的场$ω_{1}$和$ω_{2}$的频率差时发生的差分组合共振产生具有高于驱动场$ν_{d}$的频率的可调谐频率的相干辐射的可能性。我们发现，这种共振可以出现在材料中，具有相反的符号的折射率在$ω_{1}$和$ω_{2}$。它也可以发生在具有强反常色散的正折射率材料中，如果在所产生的频率之一处，群速度和相速度彼此相反。我们表明，光放大机制是等效的两个耦合的参量振荡器的质量相反的符号系统中的组合共振。这种机制有望成为一种新型光源，其通过频率高于$ν_{d}$的光学参量放大过程发射可调谐波长的相干辐射。
2014-07-14 physics.optics
From Positive- to Negative-Index Materials: Transitional Phenomena
研究了介电常数和磁导率线性变化的正折射率和负折射率材料之间的过渡层中电磁场的传播。结果表明，在斜入射时，TE波和TM波的分量在介电常数和磁导率都等于零的点附近表现出奇异行为。在这种情况下，即使在无限小的损耗值下也会发生电磁场能量的有限耗散。这些结果适用于更广泛的一类非均匀异向材料，并可能为在异向材料中实现低强度非线性光学提供一个新的平台。
2008-04-08 physics.optics
Ideal Optical Antimatter using Passive Lossy Materials under Complex Frequency Excitation
本文提出在复频率光激发下，利用无源有耗材料实现理想光学反物质，通过设计任意复数电容率和磁导率使正折射率材料表现出负折射率特性，并数值验证了双重聚焦与超散射功能。
2025-10-13 physics.app-ph physics.optics
Demonstration of Near-Infrared Negative-Index Materials
金属基负折射率材料在微波领域得到了广泛的研究。然而，负折射率超材料还没有实现在近红外或可见光频率，由于制造的困难，并在这些波长的金属的光学性能普遍较差。本文报道了一种具有2 mm左右负折射率的横向结构金属-介质-金属多层膜的首次制备和实验验证。实验测量了透射和反射的振幅和相位，并与严格的耦合波分析吻合良好。
2005-04-28 physics.optics
Low Bend Loss, High Index, Composite Morphology Ultra-fast Laser Written Waveguides for Photonic Integrated Circuits
本文提出一种在硼铝硅酸盐玻璃中多遍激光写入的复合三维波导，通过协同热与非热改性机制实现高折射率对比度，将1550 nm下弯曲损耗截止半径从10 mm降至4 mm。
2025-05-07 physics.optics
Enhanced diffraction by a rectangular grating made of a negative phase--velocity (or negative index) material
本文用半解析C方法研究了平面电磁波在均匀、各向同性、线性、负相速（负折射率）材料与自由空间交界面上由离散阶梯构成的矩形光栅上的衍射。当非镜面衍射阶是传播型时，负折射率材料与该阶的耦合比常规材料大得多。这里报道的计算耦合强度与最近的实验是一致的，并说明了在产生这种增强的耦合在光栅界面处的倏逝场的作用。
2004-12-31 physics.comp-ph physics.optics
Dipole resonances of non-absorbing dielectric nanospheres in the optical range: approximate explicit conditions for high- and moderate-refractive-index materials
在这项工作中，我们讨论的方式，其中产生的电和磁偶极共振的光散射光谱的非吸收介电纳米球可以准确地近似通过简单的明确的表达式，取决于球的半径，入射波长和相对折射率。我们发现这样的表达式不仅适用于高，而且适用于中等折射率值，从而补充了以前的研究报告的结果。
2021-11-04 physics.optics
Enhanced nonlinear refractive index in epsilon-near-zero materials
光的新传播机制来自于将介电常数调谐到极低值的能力。在这里，我们展示了一种通用的方法的基础上获得的ε近零（ENZ）制度的非线性折射率，这使得显着的光诱导的材料特性的变化的低线性介电常数值。实验结果表明，掺Al的ZnO（AZO）薄膜在1300 nm波长处的克尔非线性折射率（$n_2$）增加了6倍。这反过来又导致超快的光致折射率变化的顺序的统一，从而代表了一个新的范例非线性光学。
2016-05-17 physics.optics
Self-assembled hexagonal double fishnets as negative index materials
我们的实验表明，在近红外波长范围内的负折射率超材料的制造胶体光刻的成功使用。特别是，我们研究了广泛研究的双鱼网超材料的具体实现，由一个金-硅-金层堆叠穿孔的六边形阵列的圆孔。通过调节孔的直径，我们可以将这些自组装的超材料定制为单负（ε < 0）和双负（ε < 0和μ < 0）超材料。
2010-10-18 physics.optics
Defect modes properties in periodic lossy multilayer containing negative index materials with symmetric and asymmetric geometric structures
本文采用特征矩阵方法研究了电磁波在由正、负折射率材料层组成的一维有耗光子晶体中的传播，光子晶体具有对称和非对称的几何结构，结构中心有缺陷层。首先，考虑了正折射率材料缺陷层，研究了偏振态和入射角对两种结构透射谱中缺陷模的影响。结果表明，透射谱中缺陷模的数目取决于结构的几何形状（对称或非对称）。此外，它表明，随着入射角的增加，缺陷模式的频率增加。该性质与结构的几何形状无关。然后，在垂直入射情况下，考虑了负折射率材料缺陷层，研究了两种结构的缺陷模特性。研究结果可为设计新型透射窄带滤光片提供理论依据。
2013-06-28 physics.optics
Non-Hermitian guided modes and exceptional points using loss-free negative-index materials
本文研究无增益、无损耗负折射率材料耦合波导中的导模，揭示不同于PT对称的反PT型非厄米效应，并讨论奇异点与慢光效应。
2023-03-28 physics.class-ph physics.optics
Overcoming losses with gain in a negative refractive index metamaterial
基于全矢量三维Maxwell-Bloch方法，研究了在负折射率渔网状超材料中利用增益来克服损耗的可能性。我们表明，适当放置光泵激光染料（增益）到超材料结构的结果在一个频带中的非双各向异性超材料成为放大。在该区域中，有效折射率的实部和虚部同时变为负值，并且品质因数在两个不同的频率点处发散。
2010-10-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Bulk ReSe2: record high refractive index and biaxially anisotropic material for all-dielectric nanophotonics
我们发现，散装的二硒化铼，ReSe 2的特点是记录高值的折射率超过5在近红外频率范围内。我们使用后焦平面反射光谱提取ReSe2介电常数张量的组成部分，并揭示其极端的双轴各向异性。我们还证明了实验数据和密度泛函理论的预测之间的良好协议。ReSe2的大折射率和巨大的光学各向异性的组合使得ReSe2成为近红外频率范围内全介电纳米光子学的前景材料。
2023-01-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Higher-order exceptional points in loss-free waveguide arrays with negative-index materials
本文证明利用负折射率材料诱导的反PT对称性可在无损耗波导阵列中实现高阶奇异点，并通过数值模拟验证三阶EP与耦合模理论一致，同时讨论了四阶EP方案，展示了无损耗NIM在非厄米光学中的应用潜力。
2023-04-18 physics.class-ph physics.optics
Four-wave mixing, quantum control and compensating losses in doped negative-index photonic metamaterials
研究了在负折射率超材料中掺杂共振非线性光学中心补偿吸收的可能性。讨论了NIM中量子干涉的作用和对向传播电磁波的四波参量放大的特殊性质。
2007-08-13 physics.optics quant-ph
Meta-materials with negative refractive index at Optical Frequencies
我们证明了开口环谐振器（SRR）阵列可以在光学频率（~1.4 eV）具有负折射率。我们的计算表明，辐射的电场强烈地相互作用，甚至对称的SRR在光学频率的大小的SRR成为波长（~ λ/3）的顺序为实际可实现的结构。我们还证明了通过计算的（二维）SRR介质的平板线源的聚焦。这里的负折射率与SRR的等离子体激元激发有关，并且当均匀化破坏时，在这些限制中不能直接通过负介电常数和负磁导率的通常范例来解释。
2007-03-01 physics.optics
Momentum considerations inside near-zero index materials
已知近零折射率（NZI）材料，即具有接近零的相位折射率的材料，增强或抑制光-物质相互作用。基本辐射过程的大多数理论推导依赖于能量考虑和细致平衡方程，而不是动量考虑。由于动量交换也应该被纳入理论模型，我们研究了三类NZI材料内部的动量，即ε和μ近零（EMNZ），ε近零（ENZ）和μ近零（MNZ）材料。在色散材料中Abraham-Minkowski争论的背景下，我们证明了在所有类别的NZI材料中光的Minkowski正则动量为零，而在ENZ和MNZ材料中光的Abraham-kinetic动量为零，但在EMNZ材料中不为零。我们从理论上证明了NZI材料中的动量反冲、光场向原子的动量转移和多普勒频移都受到了抑制。基本的辐射过程抑制也解释了由于三维NZI材料内的动量考虑。最后，在狭缝实验中没有衍射图样被认为是零闵可夫斯基动量的结果。这些发现对于更好地理解纳米尺度下的基本光-物质相互作用以及激光应用具有吸引力。
2021-08-21 physics.optics quant-ph
Negative-Index Metamaterials: Going Optical
六年前，GHz频率的负折射率材料的实现推动了工程超材料在光学范围内的负折射率的竞争。GHz谐振结构的纯粹小型化是一种方法。替代设计利用金属膜中的局部等离子体共振金属纳米颗粒或纳米孔。根据这种方法，最近已经在光学范围内实现了负折射率。我们回顾了这些最近的结果，并总结了如何明确检索的有效折射率的薄层从数据可访问的测量。数值模拟表明，由银条和增益提供材料组成的复合材料可以同时具有-1.3的负折射率和100%的透射率。
2006-05-25 physics.optics
Reflectivity-based refractive index measurement of van der Waals materials
针对传统椭圆偏振法难以测量小尺寸vdW薄片折射率的问题，提出基于反射率最小值光谱位置的测量方法，无需假设光谱形状，在HfS₂上验证了有效性，为vdW材料折射率表征提供替代方案。
2025-11-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Macroscopic Maxwell's equations and negative index materials
我们研究了存在可极化和可磁化介质（磁介质）的线性唯象麦克斯韦方程组。对于具有相等的电导率和磁导率的色散、非吸收性介质，对于离散的频率组，磁导率和磁导率可以假定值为-1（+1是它们的真空值），即，对于这些频率，介质表现为负折射率材料（NIM）。我们表明，这样的系统有一个明确的时间演化。特别地，如果在某个初始时刻是这种情况，则场仍然是平方可积的（并且电磁能量是有限的）。接下来，我们转向格林函数（张量），与电亥姆霍兹算子相关联，用于一组填充有材料的平行层。我们用众所周知的标量s和p来表示它。对于半空间填充的材料和一个单一的色散洛伦兹形式的电和磁导率，我们得到一个明确的形式的格林函数。我们发现负折射率材料的通常行为，在倏逝区之外没有反射，透射（折射）表现出通常的NIM行为。我们发现格林函数具有极点，这导致了受激原子辐射衰变几率的调制。形式主义是从含糊的折射率的符号。
2010-03-11 physics.optics
The TRANSGUIDE: Ultra-bright directional light emission from any refractive index material
本报告介绍了传输波导（TRANSGUIDE），超薄平面技术，承诺发光应用的实际解决方案，全内反射光捕获和发散发射。通过调用互易性，光可以以虚拟偶极子的形式暂时存储并再次恢复。
2020-11-13 physics.optics quant-ph
Modulational instability of coupled nonlinear field equations for pulse propagation in a negative index material embedded into a Kerr medium
利用一种新的描述脉冲在嵌入克尔介质的负折射率材料中传播的广义模型，研究了负折射率介质中的调制不稳定性。我们已经发现，人们可以通过调整初始电场或磁场的幅度来控制MI的增益。我们的模型成功地恢复了以前提出的模型来描述脉冲在NIM表现出克尔非线性。此外，它还包含一些连接NIM中电场和磁场包络的附加项。
2010-06-10 physics.class-ph physics.optics
Refractive Index Engineering: Insights from Biological Systems for Advanced Optical Design
本综述探讨受生物系统独特折射率分布启发的先进光学设计，涵盖仿生材料、复杂光学系统及光散射工程等领域，为开发高性能光学材料与器件提供原理支撑及应用方向。
2025-04-15 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
A gradient index metamaterial
超材料--具有定制电磁响应的人工结构材料--可以被设计成具有现有材料难以实现的特性。在这里，我们提出了一种结构化的超材料，基于导电开口环谐振器（SRR），它具有一个恒定的空间梯度的有效折射率。我们通过测量微波束在宽频率范围内的复合超材料的平板的偏转，实验证实了梯度。梯度折射率超材料代表了开发梯度折射率透镜和类似光学器件的替代方法，其可能是有利的，特别是在较高频率下。特别是，我们提出的梯度折射率材料可能适用于太赫兹应用，其中磁共振响应的SRR最近已被证明。
2004-07-13 physics.optics
Computational discovery of high-refractive-index van der Waals materials: The case of HfS$_2$
本研究结合从头算与实验筛选高折射率范德华材料，发现HfS₂在可见光区折射率超3且各向异性强，经实验验证其光学特性与环境稳定性方案，证实其可见光光子应用潜力。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Flat low-loss silicon gradient index lens for millimeter and submillimeter wavelengths
我们提出的设计，模拟和计划的制造过程中，一个平面的高电阻率硅梯度折射率（GRIN）的毫米和亚毫米波长的吸收损耗非常低的透镜。梯度折射率是由亚波长孔产生的，其尺寸随透镜的半径而增加。由亚波长孔产生的有效折射率在非常宽的带宽上是恒定的，从而允许制造高达亚毫米波长的消色差透镜。设计的GRIN透镜成功地进行了模拟，并显示出预期的效率优于一个经典的硅平凹球面透镜具有近似相同的厚度和焦距。深反应离子蚀刻（DRIE）和晶片键合的几个图案的晶片将被用来实现我们的第一个GRIN透镜原型。
2019-11-21 astro-ph.IM physics.optics
Simultaneous Realization of Coherent Perfect Absorber and Laser by Zero-Index Media with both Gain and Loss
本文研究了一种具有增益和损耗的零折射率介质（ZIMGL），它的有效介电常数和磁导率都是纯虚的，并且符号相反。我们用解析的方法证明了，用一个损耗和增益相等的ZIM-GL板条，可以同时获得相干的理想吸收体（CPA）和激光，即所谓的CPA激光。CPA激光器以前已经在宇称时间（PT）对称系统中发现。然而，PT对称系统中的基本物理与ZIM-GL中的物理不同。通过设计一种由核-壳结构的棒组成的光子晶体，使损耗和增益分布在核和壳中，实现了这种ZIM-GL。在我们的数值模拟中也证实了这种PC的CPA激光功能。我们的工作为同时实现CPA和激光器提供了一种不同于PT对称系统的途径。
2016-08-25 physics.optics
Properties of the defect modes in 1D lossy photonic crystals containing two types of negative-index-material defects
采用特征矩阵方法研究了电磁波在由负折射率材料（NIMs）和正折射率材料（PIMs）组成的一维缺陷有耗光子晶体（PC）中的传播.我们考虑对称和不对称的几何结构，两种不同类型的NIM缺陷层的结构的中心。研究了偏振态和入射角对两种结构透射谱中缺陷模的影响。结果表明，光子带隙内的缺陷模数目取决于NIM缺陷层的类型，而与几何结构无关。此外，它表明，随着入射角的增加，缺陷模式的频率增加。该性质也与结构的几何形状无关。研究结果可为设计新型窄带和多通道传输滤波器提供理论依据。
2013-03-20 physics.optics
Photonic band structure and effective medium properties of doubly-resonant core-shell metallo-dielectric nanowire arrays: low-loss, isotropic optical negative-index behavior
我们从理论和数值上研究了核壳结构金属半导体纳米线阵列的光域光子能带结构。计算了相应的负折射率光子带，得到了各向同性的等效面。的有效（负）的介电常数和磁导率，检索从S参数，是用来比较这样的纳米线阵列的性能与均匀介质中的典型的例子，如折射通过棱镜和平面透镜聚焦。发现非常好的一致性，确实确认了纳米线阵列作为低损耗、各向同性（2D）和体光学负折射率超材料的有效介质行为。事实上，引入无序是为了进一步强调其鲁棒性
2015-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Thermal Noise Reduction in Ternary Optical Coatings: From Ti::GeO$_2$-Based Ternary Systems to High Index Materials
University of Sannio（萨尼奥大学）；INFN Sezione di Napoli, Gruppo Collegato di Salerno（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部萨莱诺协作组）；Università di Salerno（萨莱诺大学）；Maastricht University（马斯特里赫特大学）；Università di Padova（帕多瓦大学）；University of Strathclyde（思克莱德大学）；Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；Università degli Studi di Roma Tre（罗马第三大学）
本文研究了通过双叠双极策略设计低噪声介电堆叠，分析了基于SiO₂、Ti::SiO₂和Ti::GeO₂的三元涂层性能极限，并探讨了高折射率材料在下一代光学涂层中的应用与优化策略。
2026-03-15 physics.optics
