Photonic Flatband Resonances in Multiple Light Scattering
本文提出光子平带共振概念，利用多重Mie散射理论证明短程与长程相互作用共同决定集体共振和平带形成，并预测其与电热点杂化可显著增强电偶极发射体的Purcell因子。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Lattice-mismatch Moire laser with strong flatband coupling
Seoul National University（首尔大学）；Konkuk University（建国大学）；Kongju National University（公州国立大学）
通过晶格不匹配莫尔腔实现强平板带耦合，开发出低阈值六极子平板带激光器。
2026-01-28 physics.optics
Observation of quincunx-shaped and dipole-like flatband states in photonic rhombic lattices without band-touching
实验证明了在准一维光子菱形晶格中存在两个不同的折射率梯度（即，驱动的晶格带）作为外部直流（DC）电场。这种晶格由周期性排列的渐逝耦合波导阵列组成，其具有完美的平带，当其不被驱动时，该平带接触其余的色散带。外部驱动通过调制相邻波导的相对写入光束强度来实现。我们发现，y梯度设置垂直的丝带保留平带，同时删除带接触。未驱动的CLS -占据一个晶胞上的两个晶格位置-变成跨越两个晶胞的梅花形CLS。相反，x-梯度作用平行于色带产生的CLS的斯塔克阶梯，其空间分布相对于未驱动的情况下是不变的。我们特别发现它们的叠加导致动量空间中的布洛赫振荡。
2019-12-20 physics.optics
Super Bound States in the Continuum on Photonic Flatbands: Concept, Experimental Realization, and Optical Trapping Demonstration
本工作提出并实验实现了光子晶体平带上的连续域超束缚态，通过拓扑转变合并对称性保护BIC与准BIC，同时获得高品质因数和近零群速度，并成功演示了三维光捕获。
2024-03-23 physics.optics
Observation of Photonic Chiral Flatbands
本文展示了一种在±5°宽入射角范围内实现圆二色性大于0.6的非局域超表面，其品质因子、圆二色性和共振频率可设计优化，为谷选择性光学腔和增强现实应用提供新途径。
2024-08-18 physics.optics
Fractal-like photonic lattices and localized states arising from singular and nonsingular flatbands
本文利用连续波激光写入技术实现类分形光子晶格，在奇异与非奇异平带共存的体系中实验观测到多种紧凑局域态及其叠加，并通过数值模拟揭示平带态的动力学振荡，为研究分形结构、平带奇异性和实空间拓扑提供新平台。
2021-08-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Visible Wavelength Flatband in a Gallium Phosphide Metasurface
设计超颖表面中的光的光的色散允许控制限制在超颖表面中的光与放置在其近场内的材料之间的光-物质相互作用强度。具体地说，设计平带色散增加了光子态密度，从而增强了光-物质相互作用。在这里，我们通过实验证明了在可见光波长下具有平坦色散的超颖表面。我们设计并制作了一个悬浮的一维磷化镓超颖表面，通过能量-动量谱测量了其光子能带结构，观察到光子带在$\sim 580$ nm处的半角$10^o$上是平坦的。我们将硒化镉纳米片与超颖表面集成，并测量耦合到平带的光致发光。我们的光子平带的演示将使新兴的量子发射器集成到元表面的可能性，在非线性图像处理和拓扑光子学的可能应用。
2023-02-06 physics.app-ph physics.optics
Magic configurations in Moiré Superlattice of Bilayer Photonic crystal: Almost-Perfect Flatbands and Unconventional Localization
研究了周期不匹配的一维光子晶体平板重叠时产生的莫尔条纹的光子能带结构的物理性质。我们的系统的能带结构是层内和层间耦合机制之间相互作用的结果，其可以通过分离两层的距离进行微调。我们推导出一个有效的哈密顿量，捕获系统的基本物理，并以高精度再现电磁解的所有数值模拟。最有趣的是，\textit{magic distances}对应的出现在整个布里渊区的莫尔超晶格的光子平带观察。我们证明，这些平带模式紧密本地化内的莫尔周期。此外，我们提出了一个单带紧束缚模型，它描述了莫尔能带，其中的隧穿率可以通过层间强度连续调谐。我们的研究结果表明，双层光子云纹的能带结构可以以与电子/激子对应物相同的方式进行设计。这将为研究光子莫尔平带多体物理和新型光电子器件铺平道路。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of enhanced free-electron radiation from photonic flatband resonances
研究揭示光子平带可克服维度失配显著增强自由电子的光物质相互作用，在硅光子晶体中实现100倍辐射增强并展示偏振整形与能带测量，为高效紧凑自由电子光源提供理想平台。
2021-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Flatband Line States in Photonic Super-Honeycomb Lattices
我们建立了一个实验的光子超蜂窝晶格（sHCL）的使用连续激光写入技术，从而证明了两个不同的平带线状态，表现为非收缩环状态的无限平带晶格。这些本地化状态（直线和锯齿形线）中观察到的sHCL定制的边界不能通过叠加传统的紧凑的本地化状态，因为它们代表了一个新的拓扑实体在平带系统。事实上，sHCL所特有的弛豫线态与以前在Kagome和Lieb晶格中观察到的弛豫线态形成对比。它们的动量空间谱出现在高阶布里渊区，即平带与色散带相接处，显示出拓扑保护的带交叉特性。我们的实验结果证实了基于耦合模理论的数值模拟。这项工作可能会提供洞察狄拉克像2D材料超越石墨烯。
2019-12-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Momentum flatband and superluminal propagation in a photonic time Moiré superlattice
本文提出光子时间莫尔超晶格，通过叠加两个不同周期光子时间晶体实现动量平带，该平带具有无限大群速度，支持更稳定的超光速脉冲传播。
2024-11-06 physics.optics
Robust moiré flatbands within a broad band-offset range
提出通过改变双层莫尔超晶格中一层平板厚度来调谐带偏移，发现两组在宽范围内鲁棒存在的局域平带，并以图解模型解释其形成机制。
2023-09-28 physics.optics
Orthogonal Flatbands-Enabled Robust Fano Resonances through Brillouin-Zone Folding
Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院深圳先进技术研究院）；The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
本研究提出通过布里渊区折叠在正交H形谐振器超表面中实现平带，从而获得鲁棒法诺共振，在0°至30°斜入射下保持稳定，为微波光子器件设计提供新策略。
2026-09-23 physics.optics
All-Dielectric Metasurface with a Two-Dimensional Locally Flat Photonic Band
University of Washington（华盛顿大学）；Laboratory for Physical Sciences（物理科学实验室）
本研究通过硅超表面结构设计了一种二维局部平坦光子带，实现了对TE和TM极化光的无色散共振特性，适用于局部场增强、光电探测和增强现实显示等应用。
2026-01-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Realization of all-band-flat photonic lattices
针对传统方法仅能获取少数平坦带的问题，通过精确控制晶格位点间耦合强度模拟 Fock-state lattices，实现了任意尺寸全带平坦光子晶格，同时达成高平坦度与大可用带宽，为控制能带结构与拓扑提供新途径。
2024-01-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlinear compact localized modes in flux-dressed octagonal-diamond photonic lattice
调整人工通量的值在二维八角形钻石晶格驱动拓扑相变，包括奇异和非奇异平带之间。研究了由线性平带模延拓的非线性紧局域模的动力学性质。我们展示了如何通过非线性强度或所施加的人工通量来调谐紧凑的局域模的稳定性。我们的模型可以实现使用环形谐振器晶格或非线性波导阵列。
2021-11-26 physics.optics
Higher-order exceptional point and Landau-Zener Bloch oscillations in driven non-Hermitian photonic Lieb lattices
本文提出在具有复耦合的PT对称光子Lieb晶格中，通过折射率梯度调控实现三阶异常点，并揭示平带激发下Landau-Zener Bloch振荡的不对称能量跃迁、赝厄米传播及经过异常点时的二次发射现象。
2021-08-28 physics.optics
Topological Control of Polaritonic Flatbands in Anisotropic van der Waals Metasurfaces
通过设计各向异性激发子材料的共振超材料，实现远场平板的拓扑控制与调控，利用其各向异性特性改变光子拓扑特征和光物质耦合行为。
2026-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Exciton-polaritons in flatland: Controlling flatband properties in a Lieb lattice
近年来，新型二维材料如石墨烯、铋和过渡金属二硫属化合物由于其独特的物理性质而引起了人们的极大兴趣。一系列物理效应可以通过创建模拟这些二维材料的人造光子晶格转移到光子学领域。在这里，激子极化激元在半导体微腔提供了一个令人兴奋的机会，研究一个复杂的晶格势的光的部分光，部分物质的量子流体。本文研究了埋有光阱的二维Lieb晶格中的激子-极化激元。这种Lieb晶格的$S$和$P_{xy}$光子轨道导致了两个平带的形成，这两个平带对于紧凑局域态的无畸变存储是最感兴趣的。通过使用控制良好的蚀刻和过度生长技术，我们设法控制的陷阱，以及具有很高的精度的网站耦合。这使我们能够在光谱上监测整个布里渊区的平坦带的平坦度。此外，我们证明了这些平带可以直接填充非共振激光激发下的凝聚。最后，使用这种先进的设备的方法，我们证明了共振和确定性激发的平带模式的传输几何形状。我们的研究结果建立了激子极化激元系统作为一个高度可控的，光学多体系统研究平带效应和无畸变存储紧凑的局域态。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Low-threshold vortex lasing in three-dimensional cavities via flatband bound states in the continuum
Nanjing University（南京大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
该研究基于PC-GL-DBR异质结构，利用连续谱中的平带束缚态实现低阈值电泵浦矢量涡旋激光，为集成结构光源与拓扑光子学提供了可行方案。
2026-09-03 physics.optics
Efficient high harmonic generation in nonlinear photonic moiré superlattice
本研究针对非线性光学中的高效谐波产生需求，数值探究硅基光子莫尔超晶格中的三次与五次谐波产生，在低基波光强下实现了较高的转换效率，为高效非线性光子器件提供了新平台。
2023-05-06 physics.optics
Cavity-Quantum Electrodynamics with Moiré Flatband Photonic Crystals
本文提出利用具有孤立平带色散的多层莫尔光子晶体腔来大幅调控量子发射器自发辐射速率，实验证明其与量子点耦合后辐射寿命可在42 ps至1692 ps间调节40倍，为莫尔平带腔增强量子光源和量子节点奠定基础。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Flatbands from Bound States in the Continuum for Orbital Angular Momentum Localization
本研究提出利用连续谱束缚态构建高简并平带的通用框架，在二维和三维声子晶体中分别实现4重、12重简并平带，可支持任意位置方向的局域轨道角动量激发，为平带相关研究提供新途径。
2024-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Omnidirectional photonic chiral flatband in nonlocal membrane metasurfaces
Hefei University of Technology（合肥工业大学）；Nanchang University（南昌大学）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
通过弱耦合紧束缚模型在非局域硅膜超表面中实现全向平带共振，并通过打破空气孔镜面对称性赋予其手性，获得高Q因子和圆二色性，驱动高效三次谐波产生和手性上转换成像。
2026-06-15 physics.optics
A Van der Waals Moiré Bilayer Photonic Crystal Cavity
针对莫尔光子晶体腔实现的挑战，本文利用范德华材料六方氮化硼制造出可控扭转角的莫尔双层光子晶体腔，其在可见光范围存在平带模式，为下一代片上扭曲纳米光子系统提供了关键进展。
2025-02-14 physics.optics
Electrically reconfigurable nonvolatile flatband absorbers in the mid-infrared with wide spectral tuning range
本文提出基于Ge2Sb2Te5的等离子体超表面，通过电脉冲在3–5微米范围实现非易失、可逆、角度无关的红外吸收调谐，且静态功耗为零。
2025-06-08 physics.app-ph physics.optics
Observation of topologically protected compact edge states in flux-dressed graphene photonic lattices
提出合成通量探针，在“P”波导耦合的类石墨烯光子晶格中实现并观测拓扑保护的紧致边缘平带态，验证其对局域化、制备误差和输入相位变化的稳健性。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological phenomena demonstrated in photorefractive photonic lattices
拓扑光子学在过去的十年里吸引了广泛的研究关注，由于其基本的兴趣和独特的方式控制光的传播先进的应用。已经提出了在各种光子系统中实现包括拓扑绝缘体的拓扑相的范例方法。特别是，由倏逝耦合波导阵列构成的光子晶格已被方便地用于探索和研究拓扑物理。在这篇文章中，我们回顾了我们最近的工作证明拓扑现象的可重构光子晶格中建立的点对点连续激光写入或多光束光诱导在光折变非线性晶体。我们重点研究了一维Su-Schrieffer-Heeger晶格中的拓扑态，包括非线性拓扑边态和带隙孤子，非线性诱导的拓扑边态耦合，以及非厄米拓扑态的非线性控制。在二维情况下，我们讨论了两个典型的例子：动量空间拓扑奇点通过类Dirac光子晶格的普适映射和实空间非平凡圈态在平带光子晶格中的实现。我们的工作说明了如何利用光折变材料可以方便地建立各种合成的光子微结构的拓扑研究，这可能被证明是相关的和启发性的探索基本现象的拓扑系统超越光子学。
2021-03-30 physics.optics
How many supercells are required to achieve unconventional light confinement effects in moiré photonic lattices?
本文研究有限尺寸一维莫尔光子微腔中的光限制效应，发现至少需要三个超胞才能在魔幻构型下通过超胞间耦合抵消实现品质因子超过10^6的准连续域束缚态。
2023-07-07 physics.optics
Inhibition of light emission in a 2.5D photonic structure
利用时域有限差分法（FDTD）模拟了由光子晶体（PhC）和布拉格反射镜组成的2.5维光子结构中的辐射抑制。一个隔离的PhC膜和相同的PhC之间的比较悬挂在布拉格镜或夹在2布拉格镜。强烈的抑制Purcell因子观察到在一个广泛的光谱范围内，无论在平面内的方向和位置的发射偶极子。我们分析了这些结果的数值和理论模拟实验观察到的寿命的随机分布的发射器的集合，显示其平均发射率降低了十多年，无论是耦合或孤立的发射器。
2014-07-11 physics.optics
Large Quality Factor Enhancement Based on Cascaded Uniform Lithium Niobate Bichromatic Photonic Crystal Cavities
在本文中，通过级联多个双色光子晶体，我们证明了品质因数可以大大大于在一个孤立的腔，而不增加总的尺寸的设备。以钛酸锂光子晶体为例，计算结果表明，当倾斜角为70°时，级联腔的品质因数可达10^5，比孤立腔的品质因数高一个数量级。该器件可以很容易地用现有的锂离子刻蚀技术制备。我们已经实验性地制造了所提出的器件，包括具有70°倾斜角的孔。该工作有望为高品质因数光子晶体腔的设计提供指导。
2022-10-21 physics.optics
Spectral-isolated photonic topological corner mode with a tunable mode area and stable frequency
本研究在二维光子晶体中提出并实验验证了兼具可调模式面积与稳定频率的谱孤立光子拓扑角模式，该模式由大面积均匀模式与带隙拓扑角模式杂交产生且具鲁棒性，推动高阶拓扑研究拓展至多晶格系统。
2024-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Three-dimensional confinement of light in photonic crystals without bandgaps
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子学研究实验室）
研究在无完整光子带隙的光子晶体中实现光的三维限制，利用对称保护二次简并及引入点缺陷，结合态密度消失与对称失配产生束缚缺陷模式，为三维光子晶体光学腔设计提供新途径。
2026-07-28 physics.optics
Anomalous transient amplification of waves in non-normal photonic media
耗散是自然界中遇到的动力系统中普遍存在的现象，因为没有有限系统与其环境完全隔离。在光学系统中，任何技术应用所面临的关键挑战传统上都是减轻光学损耗。最近的工作表明，一类由精确平衡的损耗和增益分布组成的新型光学材料可以用于设计用于传播和过滤电磁辐射的新功能。在这里，我们显示了一个通用的属性的光学系统，具有不平衡的分布的损失和增益，所描述的非正常运营商，即一个整体的有损光学系统可以瞬时放大某些输入信号的几个数量级。我们提出了一个数学框架来分析波在介质中传播的动力学与任意分布的损耗和增益，并构建工程师这样的非正常功率放大器的初始条件。我们的研究结果指出了一个新的设计空间的工程光学系统中采用的光子学和量子光学。
2014-10-17 physics.optics
Long-range optical trapping and binding of microparticles in hollow-core photonic crystal fibre
光学悬浮的微米和纳米粒子为研究宏观距离上的光子-声子相互作用提供了一个理想的场所。在这里，我们报告的观察远程光学绑定的多个微粒，介导的模间散射和干涉内的空芯光子晶体光纤（HC-PCF）的抽真空的核心。三个直径为1 μm的聚苯乙烯颗粒稳定地结合在一起，颗粒间距离约为40 μm，或比捕获激光波长长50倍。被束缚的粒子阵列可以沿着纤维来回移动超过厘米的距离。当抽真空到6 mbar气压时，可以观察到束缚粒子阵列的集体力学模式。所测得的粒子间的平衡和机械本征频率的距离支持一种新的分析形式主义建模的结合过程的动态。HC-PCF系统提供了一个独特的平台，用于在隔离良好和受保护的环境中研究悬浮粒子阵列的丰富光机械动力学。
2017-09-12 physics.optics
Feshbach resonances and their interaction in light scattering off photonic crystal slabs
将量子散射理论中的费什巴赫共振概念应用于光子晶体平板的经典光散射分析。结果表明，这一概念可以实现几乎完美的这些系统。作为应用，本文详细研究了光栅波导结构中的导模谐振。利用简单的共振优势近似，揭示了光散射中孤立费什巴赫共振的特征性质。重叠共振的形成和相互作用进行了研究。确定了GWS的相关参数，这些参数控制相互作用共振的反射率的形状以及电磁场的增强。TE和TM共振的属性的差异被强调为孤立和相互作用的共振。
2011-11-01 cond-mat.quant-gas nucl-th physics.optics
Optical design of split-beam photonic crystal nanocavities
我们设计了由两个机械隔离的悬臂梁构成的高品质因数光子晶体纳米梁腔。这些“分裂光束”腔在中心处具有物理间隙，允许半腔中的一个或两个的机械激励。它们是通过分析椭圆孔和矩形间隙穿孔波导的光学能带结构和模式分布来设计的，并且被预测为支持在~ 1.6 μ m的波长处具有超过1 E6的品质因数的光学谐振。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Lithium Niobate Metasurfaces
锂离子电池是一种多功能材料，被认为是最有前途的多用途光学元件和光子电路的平台之一。针对微型光学元件和系统，锂离子酸盐微结构已被证明具有几微米到几百微米的特征尺寸，如波导、光子晶体、微腔和调制器等。本文提出了在晶体锂离子酸盐薄膜上制备亚波长纳米光栅超颖表面，其具有进一步缩小具有新光学功能的光子器件的覆盖区的可能性。由于孤立脊共振之间的集体晶格相互作用，观察到不同的透射光谱共振，这可以通过改变结构参数进行调谐。此外，我们的超颖表面能够显示出由于结构共振和在可见光谱范围内的锂的固有高透明度而产生的高效透射结构色。我们的研究结果将为基于锂离子的新型超紧凑光子器件的研究铺平道路。
2018-10-29 physics.optics
Photonic Doping of Epsilon-Near-Zero Bragg Microcavities
Tampere University（坦佩雷大学）
本研究通过在超低损耗全介电ENZ平台中嵌入周期性介电米共振子，实现了光学频率下的光子掺杂，展示了超窄带米共振、增强磁光相互作用及多极选择性光谱等新应用。
2025-12-15 physics.optics
Topological invariant of non-Hermitian space-time modulated photonic crystals
本文提出介质变换方法构造时空调制光子晶体的伴随系统，揭示其非阿贝尔 Zak 相位的量子化、对称性特征及能带反转拓扑相变，并证明其广义布里渊区与厄米情形一致。
2024-12-30 physics.optics
Optimal width of quasi-crystalline slabs of dielectric cylinders to light transmission contrast
非周期光子结构中由共振态引起的光限域在许多应用中是令人感兴趣的。这些共振的一个特殊情况可以在介电圆柱体的二维准晶体排列中找到。这些系统呈现出相当各向同性的带隙以及隔离的带隙内光子态（由于空间局域共振）。这些态是由高对称性的多边形团簇构成的，可以看作是光子分子。本文研究了十次准晶结构近似排列的玻璃柱平板的透射特性。特别是，我们调查的板宽度的影响，在状态和间隙之间的透射对比度。这项研究是在微波政权的实验和数值。我们发现，最好的透射对比度被发现为约3倍的辐射波长的宽度。在带隙区的传输是由光子分子的共振介导的。如果样品足够薄，除了反射入射光的光子分子的共振之外，它们变得透明。在这种情况下，这种行为让人想起吸收分子。
2016-04-26 physics.optics
Analysis of light scattering off photonic crystal slabs in terms of Feshbach resonances
利用费什巴赫共振的处理方法描述了一维光子晶体平板的共振光散射。精确的表达式散射振幅，没有任何拟合参数，得到孤立以及重叠共振。它们将共振性质与光学结构和入射光的性质联系起来。对于最常见的分段常数介电函数的情况下，计算可以进行基本上解析。在建立这种方法的准确性，我们展示了它的潜力，在分析的反射系数的重叠，相互作用的共振的不同形状。
2012-09-25 physics.optics quant-ph
Strong coupling and interfering resonances in isolated van der Waals nanoresonators
本研究首次在孤立WS₂纳米盘中观测到由米氏共振与激子耦合驱动的极化激元准连续谱束缚态，实现超过310 meV的拉比分裂，为紧凑纳米结构中的强光-物质相互作用调控提供了新途径。
2025-06-19 physics.optics
All-optical logic gates in Stub photonic lattices
我们实验研究了Stub光子晶格，并激发了它们的局域线性态，这些局域线性态起源于线性谱中心的孤立平带。通过在晶格的不同区域激发这些模式，我们观察到它们不会在整个系统中传播，并且在沿着晶体传播后保持良好的捕获。通过利用它们的波动性质，我们能够将同相和异相的两个相邻态组合成相干叠加。这些观察使我们能够提出一种新的设置，用于执行三种不同的全光学逻辑运算，如OR，AND和XOR，将Flat Band系统定位为在任何功率水平下执行具体应用的关键设置。
2017-06-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic transmittance in metallic and metamaterial Superlattices
我们在这里提出的电磁波通过金属和左手介质的层状结构的传输。基于有限周期系统的理论，我们表明，除了强烈的影响的入射角，一个单一的导体板的低传输特性，为低于等离子体频率$ω_p$的频率$ω$，成为在这一领域的高度振荡。类似地，在具有多个单胞的超晶格中，单个左手平板的公认的透射系数变得与超光速效应高度共振。我们确定了波包通过$λ/4$光子超晶格的时空演化，该光子超晶格的透射系数是一系列具有负相位时间的孤立且等距的峰。我们表明，一个高斯波包的时空演化，在任何这些峰值的质心，同意的理论预测，并没有违反因果关系的原则发生。我们发现，除了强烈的影响的入射角，体等离子体激元模式和界面表面等离子体激元的相干耦合导致振荡的透射系数，并依赖于奇偶性的超晶格的单元格$n$的数量，传输消失或放大作为导体宽度的增加。我们确定了波包通过$λ/4$光子超晶格时的时空演化，当光子超晶格的带宽变为可忽略时，透射系数变为一系列孤立的、等距离的负相位峰.我们表明，一个高斯波包的时空演化，在任何这些峰值的质心，同意的理论预测，并没有违反因果关系的原则发生。
2020-12-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable photonic crystals explained via Mie theory and discrete dipole approximation: a different light
本文提出一种结合Mie理论与离散偶极近似的混合方法，用于高效计算可调谐光子晶体的光学响应，并成功应用于磁铁矿@二氧化硅核壳纳米颗粒阵列及其实验数据拟合。
2025-09-22 physics.optics
Robust bound states in the continuum in Kerr microcavity embedded in photonic crystal waveguide
提出了一种二维光子晶体的设计，该光子晶体由四个缺陷介质柱构成，其本征频率位于定向波导的传输带内。在线性的情况下，缺陷棒的材料参数的调谐的非鲁棒的连续束缚态（BSC）可能会出现。BSC是具有相同宇称的谐振双极模和四极模的完全相消干涉的结果。%以捕获微腔内部的光。一个强大的BSC出现在一个自适应的方式，而不需要调整的克尔效应的微腔的参数。由于非线性系统中叠加原理的缺乏，导致BSC与注入光的耦合。这在BSC频率附近形成了一种特殊形状的孤立透射共振。我们表明，如果注入光被关闭，BSC存储光，为光积累开辟了一条道路。
2014-04-16 nlin.AO physics.optics
Anomalous minimum and scaling behavior of localization length near an isolated flat band
本研究通过一维紧束缚晶格与格林矩阵解析方法，发现孤立平带附近局域长度的反常极小值是普适特征，在无序安德森区也存在，揭示了相关标度行为与求和规则，指出双侧Lieb晶格等双平带形成的带隙内可能存在两个局域极小值。
2023-08-22 cond-mat.dis-nn physics.optics
Broadband Purcell effect: Radiative decay engineering with metamaterials
利用谐振微腔或周期性介电介质设计光子态密度（PDOS）可以控制与光相关的大量经典和量子现象。在这里，我们表明，具有双曲色散的纳米结构超材料，具有宽带宽的奇异性的PDOS，在任何其他光子系统中不存在的效果，这使得显着的控制光-物质相互作用。这种非共振PDOS改变的一个壮观表现是宽带珀塞尔效应，一种光源自发发射的增强，最终导致一种可以有效利用来自孤立发射器的单个光子的设备。我们的方法不同于传统的共振Purcell效应路线的单光子源的带宽的限制，这将限制可能使用这种方法的实际设备的应用，特别是在室温下。所提出的元器件可用于从量子通信到生物传感的应用，也开辟了使用超材料探测原子和人造原子（如量子点）的量子电动力学特性的可能性。
2011-10-27 physics.optics
Engineering Fragile Topology in Photonic Crystals: Topological Quantum Chemistry of Light
近年来，电子拓扑晶体和光子拓扑晶体的并行研究取得了迅速的进展。拓扑光子晶体特别显示出在宏观尺度上相干传输光和量子信息的前景。本文首次将拓扑量子化学理论应用于光子晶体能带结构的研究。这种方法使我们能够设计和诊断拓扑光子能带结构只用群论和线性代数。作为一个例子，我们专注于一个家庭的晶体形成的椭圆杆在三角形晶格。我们证明了布里渊区中布洛赫态的对称性可以决定描述带群的局域光子波包的位置。通过改变晶体结构和反转能带，我们展示了这些波包的中心如何在晶胞中的不同位置之间移动。最后，我们表明，对于介质棒的形状，存在孤立的拓扑带，不承认一个良好的本地化的描述，代表第一个物理实例的“脆弱”的拓扑结构在一个真正的非相互作用的系统。我们的工作证明了光子晶体是未来脆弱拓扑带实验研究的天然平台。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic force optical coherence elastography for three-dimensional mechanical microscopy
光镊是非接触捕获和微操作的宝贵工具，但它们促进用于机械生物学研究的生物样品的高通量体积微流变学的能力受到与单个珠振荡的激发和检测相关的精确对准的限制。相比之下，来自低数值孔径光束的辐射压力可以在扩展的深度范围上施加横向局部力。我们提出了光子力光学相干弹性成像（PF-OCE），利用相敏干涉检测跟踪亚纳米振荡的珠，嵌入在粘弹性水凝胶，诱导调制辐射压力。由于由超低辐射压力引起的位移通常被吸收介导的热效应所掩盖，因此在独立测量和水凝胶的光热响应解耦之后，分离出珠的机械响应。通过PF-OCE对具有不同琼脂糖浓度的水凝胶中的珠机械响应的体积成像与通过剪切流变仪对水凝胶的本体机械表征一致。
2017-12-21 physics.ins-det physics.optics
Mean-field electron-vibrational theory of collective effects in photonic organic materials: bistability
具有负介电常数和近零介电常数的有机磷材料可以很容易地制备，并且表面极化激元在材料/空气界面处的传播被证明。在此，我们发展了一个考虑集体效应的光子有机材料光致光学性质的平均场论。该理论描述了孤立分子的共振频率的红移，根据克劳修斯-莫索蒂洛伦兹-洛伦兹机制，以及与分子聚集成J-或H-聚集体有关的光谱的广泛变化。我们表明，H-聚集体的实验吸收光谱可以正确地描述，只有当一个考虑到这两种机制。用电子振动模型证明了凝聚相中有机物的电子响应。我们表明，使用具有长寿命的三重态T1的分子在激发单重态S1附近，并且快速的系间穿越S1->T1使我们能够减少观察薄有机膜的损伤阈值以下的双稳态所需的CW光强度。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Resonances: From Eigenmodes to Scattering Features
Qingdao Innovation and Development Center of Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学青岛创新发展基地）；Department of Electronic Materials Engineering, Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院电子材料工程系）
本文提出一个统一框架，将电磁共振区分为开放系统的本征模和实验观察到的散射特征，并探讨了从孤立粒子到耦合低聚物和周期结构的共振演化，特别关注连续谱束缚态、晶格共振、anapoles和超散射等干涉驱动现象。
2026-06-26 physics.optics
Perfect localization on flat band binary one-dimensional photonic lattices
一般认为，只有在大于1的维度上，才有可能存在平带。然而，通过激发具有不同正交状态的系统，可以重新表述该条件。在这项工作中，我们证明了一维二元晶格总是支持一个平凡的平带，它是由孤立的单点垂直偶极态形成的。这些平带模式对应于任何离散系统的最高局域模式，而不需要任何衰减机制，例如，无序或非线性。通过满足晶格参数之间的特定关系，也可以激发额外的平坦带，其模式由仅占据三个晶格位置的基本和偶极状态组成。此外，通过检查晶格边缘，我们能够构建解析的Shockley表面模式，它可以是紧凑的，也可以是交错或非交错的尾部。我们相信，我们提出的模型可能是一个很好的候选人观察一个简单的一维线性光子晶格上的输运和局域化现象。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
