Negative-index metamaterial at 780 nm wavelength
我们进一步验证了最近建立的基于银的负折射率超材料设计。通过比较透射率、反射率和相敏飞行时间实验与理论，我们推断出在780 nm波长处折射率的实部为-0.6-这在实验室中是可见的。
2006-08-23 physics.optics
Near-infrared negative-index metamaterials consisting of multiple layers of perforated metal-dielectric stacks
在本文中，我们数值模拟了一个近红外负折射率超材料（NIM）板组成的多层穿孔的金属-电介质叠层，并表现出低虚部的负折射率的波长。使用两种不同的数值方法得到的有效折射率是一致的。通过计算超材料内部的场，验证了反向相位传播。这些结果指出了一种新的低损耗厚超材料在光频率的设计。
2006-05-23 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
Nonplanar Chiral Metamaterials with Negative Index
我们从实验和数值上证明了非平面手征超材料具有巨大的旋光性、圆二色性和负折射率。实验的透射、反射和反演结果与模拟结果吻合得很好。这是设计和制备三维各向同性手征超材料的重要一步。
2009-07-01 physics.optics
Realization of an all-dielectric zero-index optical metamaterial
超材料为操纵物质的光学性质提供了前所未有的灵活性，包括获得负折射率，超高折射率和手性光学性质的能力。近年来，具有近零折射率的超材料引起了人们的广泛关注。这种材料内部的光不经历空间相变和极大的相速度，这些特性可用于实现定向发射、隧道波导、大面积单模器件和电磁斗篷。然而，在光频率以前证明零或负折射率超材料需要使用金属夹杂物，导致大的欧姆损耗，严重阻碍设备的应用。在这里，我们实验证明了一个阻抗匹配的零指数超材料在光频率的基础上纯电介质成分。由堆叠的硅棒单元电池形成，超材料具有几乎各向同性的低折射率响应，导致从放置在材料内的量子点的透射和定向发射的角度选择性。
2013-07-18 physics.optics
A copper negative index metamaterial in the visible / near-infrared
我们提出了一种在可见光/近红外波长具有负折射率的等离子体铜超材料的设计。利用数值模拟，我们证明了负折射的铜超材料棱镜，并执行参数提取技术，以验证的有效，介电常数和磁导率的符号。我们提出的设计具有与在可见光/近红外范围内工作的类似银基超材料相当的品质因数。这些发现对可见/近红外低成本等离子体激元器件和负折射率超材料的设计具有重要意义。
2011-08-22 physics.optics
Bulk Negative Index Photonic Metamaterials for Direct Laser Writing
我们展示了在电信波长附近的一维和二维光子负折射率超材料的设计。设计的体结构是内在连接的，这使得它们的制造可行的直接激光写入和化学气相沉积。
2008-07-29 physics.optics
Broadband mode conversion via gradient index metamaterials
提出了一种基于梯度折射率超材料的宽带波导模式转换器设计。数值模拟表明，在宽频带内，零阶横磁模或一阶横电模（TM 0/TE 1）可以转换为一阶横磁模或二阶横电模（TM 1/TE 2）。作为一个应用，通过在GIM波导中集成零折射率材料实现了非对称传输。
2015-12-08 physics.optics
Transparent metamaterials with a negative refractive index determined by spatial dispersion
本文考虑了一个机会，创造一个人工的双组分超材料具有负折射率的无线电和光学频带内，它具有空间色散。结果表明，存在一个谱区，在该谱区中，当组分所占体积分数单位为一定比例时，超材料表现为透明，而不衰减通过它的电磁波，并且具有相反符号的相位和群速度。
2008-04-25 physics.optics
Comment to "Mechanism for Designing Metamaterials with a High Index of Refraction"
对J.T.“设计高折射率超材料的机理”一文的评论。沈，彼得·B。Catrysse和Shanhui Fan。
2010-05-17 cond-mat.other physics.optics
Negative Refractive Index in Artificial Metamaterials
讨论了具有负磁导率和负介电常数的人工超材料的光学常数。利用有效场论，我们计算了由成对的相同的金纳米柱组成的纳米材料在可见光谱内具有磁响应的有效磁导率。
2007-01-15 physics.optics
Negative-index bi-anisotropic photonic metamaterial fabricated by direct laser writing and silver shadow evaporation
我们提出了一种新的负折射率超材料的蓝图。这种结构是通过三维双光子激光直写和银影蒸发制备的。测量的线性光谱与理论的比较显示出良好的一致性，并揭示了在约3.85微米波长处折射率的负实部-尽管超材料结构由于沿其表面法线缺乏反转对称性而具有双各向异性。
2008-09-12 physics.optics
Robust wedge demonstration to optical negative index metamaterials
提出了一种稳健的楔形设置来明确地证明负折射率超材料的负折射。我们将我们的装置应用于文献中的几种光学超材料，并清楚地观察到负折射现象。这进一步巩固了所报道的负折射率特性。结果表明，出射光束通过楔形体时，一般存在横向位移。我们推导出一个简单的表达式来计算这个光束的位移，有趣的是，它为我们提供了一个策略，以定量估计的楔形材料（Im[n]）的损失。此外，我们提供了一种超材料的设计，与纳米压印光刻兼容，在可见光区（黄光波长附近）显示负折射率。利用多层体系反演方法提取了超材料的有效折射率。它也通过我们的楔形装置直观地表征，以展示相应的折射现象。
2014-05-31 physics.optics
On Negative Index Metamaterial Spacers and Their Unusual Optical Properties
我们从理论上探讨了使用超材料结构作为间隔物的可能性，命名为metaspacer，它可以与其他材料集成在微细加工中。我们表明，这样的metspacers可以提供新的光学行为，是不可能通过传统的间隔。特别是，我们研究了嵌入在渔网超材料结构中的负折射率超空间，并将其与传统的渔网超材料结构进行了比较。我们发现，基于负折射率超空间的渔网结构具有有趣的反向光学响应。我们还观察到，共振频率对几何参数的依赖性是相反的。我们的结论与这些元空间的实用性。
2012-12-30 physics.optics
Three-dimensional Negative-Refractive-Index Metamaterials Based on All-Dielectric Coated Spheres
提出并理论证明了一种由全介质纳米球构成的三维光学负折射率超材料。这种超材料是由两种介电纳米球组成的同心壳层嵌入到宿主介质中。基于Mie的扩展有效理论表明，由于强Mie共振，电介质芯和电介质壳分别提供负磁导率和负介电常数。在耦合谐振频率范围内，可以实现负折射率。
2010-04-27 physics.optics
Measurements of Broadband Negative Index in Space-Coiling Acoustic Metamaterials
我们报道了在一种超声波材料结构中获得宽带负折射率的实验证明。采用两种不同的方法来证明超材料的负折射率性质：从反射和透射测量中提取有效参数的一维提取，以及令人信服地显示对应于负折射的透射角的基于棱镜的二维测量。在后一种情况下观察到的透射角也非常符合在一维测量和数值模拟中获得的折射率。我们期望这种透明的超材料成为实际声学超材料设备的选择单位单元，这些设备需要宽带和显著的负折射率。
2012-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Multi-refractive-index metamaterials based on subwavelength waveguide arrays
我们证明了一种超材料，不能描述由一组单一的折射率和阻抗值，即使是固定的频率和极化。超材料结构是具有亚波长宽度和间隔的不同波导的堆叠，其以不同的相速度引导光。这种多折射率超材料（MRIM）可以被看作是多个均匀材料的空间叠加。使用全波模拟，我们演示了几个光学元件的基础上MRIMs，包括棱镜，偏转光到多个角度，多个焦点的透镜，和多折射率法布里-珀罗标准具与增强密度的谐振模式。我们提供了一个理论框架，用于分析磁共振成像，以确定有效折射率，功率的分数到每个通道（即，每个折射率）和透射率。
2018-07-30 physics.optics
Metamaterials with index ellipsoids at arbitrary k-points
提出并研究了一种由多个相互贯穿的金属丝网构成的新型超材料结构。计算的能带结构表明，在长波长范围内，它们在非零k点处呈现折射率椭球。我们可以用Poison方程来理解这些准静态模式，发现这些模式并不依赖于导线的几何细节，而是依赖于导线的连通性。我们可以通过设计丝网的连通性来设计折射率椭球的位置。
2016-12-06 physics.optics
Yellow-light Negative-index Metamaterials
一个完善的，银渔网设计已进一步小型化，作为一个负折射率材料在最短的波长到目前为止。通过研究样品的透射率、反射率和相应的数值模拟，本文报道了在580 nm的黄光波长处的负折射率为-0.25。
2009-07-10 physics.optics
Discontinuous design of negative index metamaterials based on mode hybridization
电感器-电容器（ELC）谐振器提供一系列电谐振，并且一对ELC谐振器导致每个谐振分成两个模式，即，磁和电模式，对应于反对称和对称电流分布。通过对ELC谐振器的精心设计，我们可以通过将第一电共振模式和第二磁共振模式重叠的模式混合来实现负折射率超材料。这种非连接设计可以提供实现三维负折射率超材料的机会。
2012-09-25 physics.optics
Negative index metamaterial combining magnetic resonators with metal films
我们提出了一个负折射率材料的设计，使用磁谐振器提供负磁导率和负介电常数的金属膜的模拟结果。我们还讨论了使用非连续金属膜来实现更好的可制造性和增强的阻抗匹配的可能性。
2006-06-14 physics.optics
Negative refractive index induced by percolation in disordered metamaterials
提出了一种适用于含有空间随机分布介质球的无序异向介质的有效介质模型。与有序超材料的有效介质模型类似，该模型预测了球体中由电偶极和磁偶极米氏共振引起的有效磁导率和介电常数的共振。此外，该模型预测的红移的电共振粒子负载的增加。有趣的是，当粒子负载超过33%的逾渗阈值时，模型预测电共振与磁共振重叠，导致负折射率。
2017-03-08 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
Wide-angle infrared absorber based on negative index plasmonic metamaterial
描述了一种基于超材料的红外辐射广角吸收器的制造方法。该技术基于各向异性的完美阻抗匹配负折射率材料（PIMNIM）。分析表明，在所有三个维度PIMNIM的子波长使吸收接近100%的入射角高达$45°$的法线。提出了基于等离子体超材料的这种频率可调谐PIMNIM的具体实现。介绍了在红外成像和相干热源中的应用。
2009-01-13 physics.optics
Dual bound states in the continuum in metamaterials
连续束缚态（BIC）是一个数学概念，具有无限的辐射品质因数（Q），只存在于理想的无限阵列中。它首先在量子力学中提出，并扩展到一般的波现象，如声波，水，弹性波和电磁波。在光子学中，实现高Q共振对于增强光-物质相互作用至关重要，这可以实现低阈值激光器，超灵敏传感器和光镊。在这里，我们展示了在亚波长平面超材料腔体中的连续体中的双束缚态，该超材料腔体揭示了由正交偏振激发的受保护特征。双BIC的光谱特性的实验验证在太赫兹域通过打破C2对称性，调用泄漏通道。辐射Q因子在一个离散的非对称恢复点趋于无穷大，并服从与结构非对称性的平方反比关系。超材料允许场限制在极小的模体积中，从而提高了腔中的自发发射速率，具有大得多的Purcell因子以及高Q因子。超材料中的防反射BIC还具有在不同波长下可扩展的独特优势，可用于传感，激光，开关和光谱滤波等潜在应用。
2019-01-16 physics.optics
Active Negative Index Metamaterial Powered by an Electron Beam
介绍了一种新型的有源负折射率超材料，它的增益来自于电子束。这种超材料由一堆等距的平行金属板组成，金属板上有一排周期性的孔，形状像互补的开口环谐振器。结果表明，这种结构支持一个负折射率的横向磁电磁模式，可以与相对论电子束共振相互作用。这种超材料可以用作相干辐射源或粒子加速器。
2012-04-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Negative index and mode coupling in all-dielectric metamaterials at terahertz frequencies
本研究探讨太赫兹频段全介质超材料中米氏共振模式耦合对负有效折射率的作用，分析晶格周期、模式频率重叠的影响，揭示耦合强度与折射率的关系，并对比模式耦合与超材料杂化效应。
2017-09-28 physics.optics
Monolithic CMOS-compatible zero-index metamaterials
零折射率材料表现出可用于集成光学应用的奇异光学性质。然而，实际的实现需要与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术兼容。我们展示了一个CMOS兼容的零折射率超材料组成的一个正方形阵列的空气孔在220 nm厚的绝缘体上硅（SOI）晶片。这种设计是通过Dirac-cone色散实现的。这种超材料完全由硅组成，并通过低纵横比结构提供兼容性，这种结构可以简单地在标准器件层中制造。该平台能够以低成本和高保真度大规模采用和探索基于零折射率的光子器件。
2016-10-17 physics.optics
Controlling the second-harmonic in a phase matched negative-index metamaterial
非线性超材料（NLTEMS）已被预测为支持新的和令人兴奋的领域在光的操纵，包括新的相位匹配方案的波混合。最值得注意的是所谓的非线性光学镜，其中非线性负折射率介质将产生的频率发射到泵浦源。对于第一次，我们实验证明了非线性光学镜效应的散装负折射率NLMM，以及其他两个新的相位匹配配置，利用周期性极化之间切换的三个相位匹配域。
2011-05-31 physics.optics
Theory of fishnet negative-index optical metamaterials
我们从理论上研究了渔网超材料在光频。在早期的作品相比，我们提供了一个微观的描述，通过跟踪的横向和纵向流动的能量通过交叉的亚波长等离子体激元波导组成的渔网网格。分析是由一个半解析模型的基础上表面等离子体耦合模方程，它提供了准确的公式渔网折射率，包括实负和虚部。该模型简单地解释了表面等离子体激元如何在波导交叉点处耦合，并在光频下对渔网负折射率范例进行了新的解释。扩展的理论与增益介质的损耗补偿的异向介质。
2011-05-17 physics.optics
Optical left-handed metamaterials made of arrays of upright split-ring pairs
电磁超材料是一种人造结构，具有自然材料无法达到的新特性，如负折射率。尽管微波频率下的负折射率材料（NIM）已于2001年得到证实，但设计用于光学频率的NIM仍然具有挑战性，特别是那些同时具有负介电常数和负导磁率的NIM [称为左手超材料（LHMS）]。在这里，通过超越人工电子和磁性元原子的组合来设计NIM的传统概念，我们提出了一种新的LHM组成的阵列的简单的直立分裂环对工作在近红外区域。我们的电磁模拟揭示了潜在的机制，耦合的两个环可以同时激发电和磁共振。该结构的最高折射率为-2，最高品质因数为21，具有良好的空气匹配阻抗和180 nm的双负带宽，优于许多以前的建议。我们还数值模拟了这种超材料在单层和楔形透镜中的负折射。
2018-01-12 physics.app-ph physics.optics
Three-dimensional metamaterials with an ultra-high effective refractive index over broad bandwidth
作者介绍了一种通用机制，基于静电和静磁的考虑，设计三维同位素超材料，具有增强的折射率在一个非常大的频率范围。该机制允许在不使用谐振元件的情况下几乎独立地控制有效介电常数和磁导率。
2008-04-14 physics.gen-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
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
Gradient Index Metamaterial Based on Slot Elements
提出了一种基于环形缝隙阵列的梯度折射率（GRIN）超材料。该结构允许在垂直于平面入射下的有效折射率的大的变化，从而使得能够构造仅由少量功能层组成的GRIN器件。使用全波模拟，我们证明了环形槽的概念，通过一个3单元的薄梯度折射率透镜的太赫兹（THz）范围。在所提出的实现中，我们实现了Δ n = 1.5的折射率对比度，从而导致适合于将THz辐射聚焦到小于波长的光斑尺寸的高折射率透镜。
2010-02-04 physics.optics
Chiral Negative-Index Metamaterials in Terahertz
负折射率超材料具有独特的性质和现象，在超透镜、亚波长腔和慢光器件等方面有着重要的应用前景。然而，超材料中的负折射率通常需要同时具有负介电常数和负磁导率的严格条件。近年来，人们提出了一类新的负折射率材料--手征负折射率材料。与传统的NIM相比，手性NIM不需要上述条件，因此呈现出非常稳健的负折射路线。在这里，我们提出了第一个实验演示的手征超材料表现出负折射率下降到n=-5太赫兹频率，只有一个单一的手征共振。结构中存在的强手性提升了两个圆偏振波的简并性，并减轻了双负性要求。手性NIM被预测具有超越传统NIM的有趣的电磁特性，例如两个圆偏振和负反射的折射率相反的符号。太赫兹手征NIM的实现为研究其新颖的电磁特性以及重要的太赫兹器件应用提供了新的机会。
2008-07-29 physics.optics
Intra-connected three-dimensionally isotropic bulk negative index photonic metamaterial
各向同性负折射率超材料（NIM）是非常需要的，特别是用于实现超高分辨率透镜。然而，现有的各向同性NIM仅在二维上起作用，并且不能被微型化超过微波。直接激光写入工艺可以是朝向三维（3D）各向同性块体光学超材料的制造的范式转变，但仅以额外的设计约束（即连接性）为代价。在这里，我们证明了一个原则性的设计，要求连接并不排除完全各向同性的左手行为。这是实现光学波长下的体3D各向同性NIM的重要一步。
2010-04-02 physics.optics
Colloidal superlattices for unnaturally high-index metamaterials at broadband optical frequencies
金属纳米颗粒（NP）组装的最新进展使光学领域前所未有的光物质相互作用的复杂工程成为可能。在这项工作中，我扩大了NP光学超材料的设计灵活性，将可达折射率的上限推到不自然的高制度。对NP超晶格单层的几何参数的精确控制赋予了电共振和相关有效介电常数的显著增加，远远超出了自然可达的制度。同时，有效的渗透性，实现高折射率的另一个关键因素，被有效地抑制通过减少纳米粒子的厚度。通过建立这一设计规则，我已经实现了不自然的高折射率（15.7在电谐振和7.3在准静态极限）在宽带光频率（100 THz ~ 300 THz）。我还将这种NP超材料与石墨烯结合起来，以在宽的光学频率上电气控制高折射率。
2015-07-24 physics.optics
Impedance-Matched Planar Metamaterial Beam Steerer for Terahertz Waves
在太赫兹领域具有可定制电磁特性的平面超材料提供了成像和光谱系统开发所需的定制光学解决方案。特别是，超材料具有替代传统笨重光学器件的潜力，或者可以成为全新设备的基本构建模块。在这方面，有利的是，超材料可以被设计为关于其电磁特性与另一种材料阻抗匹配。在此，我们设计、制作并研究了一种折射率可调且阻抗与自由空间匹配的超材料。单位单元由两对不同的切割线组成，这两对切割线对电磁波的电和磁响应提供几乎独立的控制。对于具有均匀有效折射率为1.18的超材料的例子，我们实验证明了在0.444THz的工作频率下超过90%的振幅透射率和约5%的反射率。作为一个功能更强的器件，我们制作了一个太赫兹梯度折射率光束转向器，其线性折射率梯度从1.14到2.66。我们数值模拟了电磁波通过光束转向器的传播，并将偏转波的电场幅度与在成像太赫兹时域光谱仪中测量的光束转向器后面的太赫兹场分布进行了比较。数值模拟的偏转角为6.1°，与实测偏转角5.95°吻合良好。测得的光束转向器的峰值振幅透射率几乎达到90%，这也与约88%的模拟值吻合得很好。
2020-06-10 physics.app-ph physics.optics
Modulation instability of structured-light beams in negative-index metamaterials
各向同性负折射率超材料的一个最基本的性质，即坡印廷矢量和波矢量的相反方向性，使许多新的线性和非线性的轻物质相互作用机制成为可能。在此，我们预测了具有克尔型和可饱和非线性的负折射率超材料中具有不同拓扑电荷的光学涡旋的方位调制不稳定性的不同特征。我们推导出一个解析表达式的空间调制不稳定性增益的克尔非线性的情况下，并表明，一个特定的条件有关的衍射和非线性长度必须满足的方位角调制不稳定性发生。最后，我们研究了由于产生涡旋的轨道角动量转移对孤立项链光束运动的影响而导致的项链光束的旋转。我们表明，旋转的方向是相反的，在积极和消极的指数材料。
2016-01-15 physics.optics
Influence of the sign of the refractive index in the reflectivity of a metamaterial surface with localized roughness
为了研究超材料的散射特性，我们将传统的（非磁性）各向同性材料的散射方法推广到具有任意值（正或负）的磁导率和介电常数的材料。利用广义方法研究了具有局部粗糙度的超材料表面在相对折射率改变符号时反射率的变化。我们的研究结果表明，与平面表面的情况下，其反射率是不受相对折射率的符号的变化，在粗糙表面的符号的变化表现在反射率，即使是非常低的粗糙度，特别是在观察方向远离镜面方向。
2011-02-13 physics.optics
Active metamaterials: sign of refraction index and gain-assisted dispersion management
我们推导出一种方法来定义的因果方向的波矢量的模式在光学超材料，这反过来又决定了符号的折射率和阻抗的{ \it实部和虚部的介电常数和磁导率的函数。我们使用开发的技术来证明，超材料的成分的共振响应之间的相互作用，可以用来实现有效的色散管理。最后，我们展示了宽带色散的折射率和阻抗匹配在有源陶瓷基负折射率材料。我们的工作开辟了新的实际应用负折射率复合材料的宽带透镜，成像和脉冲路由。
2007-04-27 physics.gen-ph physics.optics
Zero-index and Hyperbolic Metacavities: Fundamentals and Applications
光学谐振腔（Optical Resonant Cavities，ORC）作为光操控的基本构件，在光操控中有着广泛的应用，它可以限制电磁波，改善光与物质之间的相互作用，在腔量子电动力学、非线性光学和量子光学中也发挥着重要作用。特别是近年来，由亚波长单胞组成的人工材料--超材料的兴起，极大地丰富了有机硅的设计和功能。在这里，我们回顾零指数和双曲型超材料构建新的ORC。本文首先介绍了零折射率和双曲型超材料的分类和实现方法。其次，总结了零折射率腔和双曲腔的独特性质，包括零折射率（双曲）亚腔的几何不变性、均匀/非均匀场分布和拓扑保护（反常标度律、尺寸无关性、高阶模连续性和无色散模）。最后介绍了零指数亚腔和双曲亚腔的一些典型应用，并对亚腔的研究进行了展望。
2021-05-26 physics.app-ph 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
Merging Nonlinear Optics and Negative-Index Metamaterials
综述了双畴正/负折射率异向介质中非线性光传输过程的特殊性质。这些过程包括二次谐波产生、三波和四波混频以及光学参量放大。与普通材料中的对应物的性质形成鲜明对比。我们还讨论了补偿等离子体超材料固有的强损耗的可能性，这在许多令人兴奋的应用中是一个主要障碍，以及创建独特的超紧凑光子器件，如数据处理芯片和非线性光学传感器的可能性。最后，我们提出了基于负色散光学声子的晶体中类似的非寻常三波混频过程。
2011-08-03 physics.optics
Ultra-high terahertz index in deep subwavelength coupled bi-layer free-standing flexible metamaterials
我们报告了通过利用独立薄膜金属-电介质-金属棋盘结构中的深亚波长耦合，人工设计的超材料的折射率得到了广泛的增强。在太赫兹波段获得了77.02+43.22i的高折射率。详细的研究表明，在双层设计中，通过深亚波长耦合来增强结构的有效折射率是由幂律控制的，这是一种有效且简单的设计高折射率超材料的方法。该方法依赖于深亚波长耦合，以获得极高的折射率值，可以导致在成像，光刻，延迟线和干涉仪的设计领域中的许多实际应用。
2022-03-31 physics.class-ph physics.optics
Gaussian Beams in Near-Zero Transition Metamaterials
我们从理论和数值上研究了高斯光束在正-零-负折射率和正-零-正折射率两种过渡型超材料中的共振场增强现象，并证明了这两种情况下的强局域共振场增强。该研究在纳米光学、亚波长成像、纳米加工等领域具有重要的应用价值，为研究更复杂的矢量和涡旋光束在梯度折射率材料中的传输奠定了基础。
2012-08-01 physics.optics
Infrared dielectric metamaterials from high refractive index chalcogenides
高折射率介电材料在纳米光子器件和应用中有很大的需求，从纳米光学元件到无金属亚衍射光限制和波导。在这里，我们表明，硫族化物拓扑绝缘体是特别合适的候选人介电纳米光子架构在红外光谱范围内的报告超材料共振硫族化物晶体内持续良好的中红外，选择Bi $_2$ Te $_3$作为案例研究在这个家庭的材料。由于在整个2-10 $μ$ m区域中范围在7和8之间的异常高的折射率，实现了入射电磁场的强共振调制。对超材料中复杂模式结构的分析暗示了极向表面电流的激发，这可以通过耦合到自旋极化拓扑表面载流子来为增强的光-物质相互作用和低损耗等离子体配置打开路径，从而提供了在单个平台中组合介电，等离子体和磁性超材料的新机会。
2019-11-21 physics.optics
Unconventional bound states in the continuum from metamaterial induced electron-acoustic plasma waves
本文提出基于双网超材料基带消失均匀化电磁场的新机制，实现无其他共振干扰且参数鲁棒的连续谱束缚态，并预测了体约束电子声学波模式和拓扑表面束缚态两种新类型。
2022-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics physics.plasm-ph
Surface plasmon driven scalable low-loss negative-index metamaterials at visible spectrum
我们证明了薄金属膜的表面等离子体激元与其周围的纳米结构的周期性阵列相互作用，可以利用在可见光谱，同时具有负的介电常数和磁导率的大块负折射率超材料。这些表面等离子体激元驱动的超材料具有高的品质因数，并且可以被任意调谐以在可见光谱中的任何波长下并且可能在紫外光谱下操作。我们用数值方法证明了这一想法的超材料结构，表现出强磁响应，导致在绿色区域的电磁波谱在536 nm的负折射率与3.67的品质因数。我们还表明，通过简单地改变构成材料，因此通过修改下面的表面等离子体激元色散，该结构的工作波长可以蓝移到紫色区域在406 nm的品质因数为2.27。与基于渔网结构的可见超材料方法相比，我们提出的方法提供了一种频率更可扩展的方式，可以在可见光和可能的紫外波长下实现负折射率，并具有高品质因数。
2011-11-15 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
Density Effects on the Negative Refractive Index of a Split Ring Resonator Metamaterial
基于互补介质的完美透镜和隐身是负折射率材料的可能应用。超材料是通过调整有效介电常数和磁导率来实现这一特性的天然候选材料。超材料的$n<0$的微调受到粗粒夹杂物的限制，粗粒夹杂物使电磁参数作为其密度的函数而离散。我们研究了在微波频率下超材料的负折射率与晶格周期线密度的关系。在波导截止频率以下的频带中，通过填充有开口环谐振器阵列的波导来获得负折射率。通过在1 GHz的带宽上调谐密度，保持了典型的完美透镜效应的特殊值$n=-1$。观察到超材料在其上操作的截止密度。第二个临界密度以上的传输饱和被发现接近Pendry限制。这些结果的密度的负折射率超材料开辟了新的途径，微调本构参数在所需的值，通过变换光学。
2010-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable split-ring resonators for nonlinear negative-index metamaterials
我们实验研究了含有可变电容二极管的开口环谐振器的动态可调谐性和自感非线性。我们证明了谐振器的本征频率可以在很宽的频率范围内进行调谐，并且显著地，我们表明在变容二极管加载的开口环谐振器结构中观察到的自感非线性效应可以出现在相对低的功率水平。
2006-08-04 physics.optics
Polaritonic frequency-comb generation and breather propagation in a negative-index metamaterial with a cold four-level atomic medium
我们开发了一个概念的波导，利用空间控制的非线性表面极化激元波。我们的方案包括一个光学腔与四个级别的$\text{N}$型原子的无损电介质放置在负折射率超材料层。我们建议通过改变激光场的强度和失谐量，在原子介质和超材料之间的界面的某个位置激发极化激子Akhmediev呼吸子。此外，我们建议产生位置相关的极化激元频率梳的工程宽度的电磁感应透明窗口相称的表面极化激元调制不稳定性。因此，这种波导作为一个高速极化激元调制器和位置相关的频率梳发生器，可以应用于紧凑的光子芯片。
2019-02-12 physics.optics
