A unified analytical model for extraordinary transmission in subwavelength metallic gratings
提出了一个直观的分析模型，通过波纹金属薄膜的异常光传输（EOT）。在该模型的框架中，EOT出现于不同衍射级的驻波共振，并且是周期性结构的固有性质，其不需要特定的偏振相关性质，诸如表面等离子体激元。该模型正确预测的EOT共振在各种几何配置的条件下，在TE和TM偏振，并在亚波长和非亚波长光谱制度，使用相同的基本机制。
2010-11-16 physics.optics
Broadband high reflectivity in subwavelength-grating slab waveguides
通过数值计算研究了亚波长介质光栅结构，指出了平板波导模式可以获得宽带高反射率，并分析了平板波导模式对反射率的影响。设计了一种具有超宽带高反射率的法布里-珀罗模、平板波导模和波导阵列模之间干涉的结构。由于导模的耦合，反射率R > 0.99的区域具有超高带宽（Δf/f > 30%）。R > 0.99的入射角区域在大于40°的范围内延伸。此外，使用半导体衬底的非对称波导结构进行了研究。
2015-09-16 physics.optics
Subwavelength Photorefractive Grating in a Thin-Film Lithium Niobate Microcavity
该研究在薄膜铌酸锂微腔中利用光折变效应和泵浦驻波空间相位调制，光学诱导出可重构的亚波长光折变光栅，实现了类似EIT的模式分裂、后向二次谐波产生的一阶准相位匹配及自由空间到芯片的垂直非线性频率转换。
2024-02-14 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
Subwavelength grating waveguide filter based on cladding modulation with phase-change material grating
Islamic Azad University（伊斯兰阿扎德大学）；Yeungnam University（荣州大学）
本文提出一种基于硅子波长光栅的滤波器，利用相变材料的相变特性实现可重构功能，通过仿真研究其几何参数对中心波长和带宽的影响，并展示其高消光比和可调谐性能。
2026-05-08 physics.optics
Suspended core subwavelength fibers: practical designs for the low-loss terahertz guidance
在这项工作中，我们报告了两个设计的亚波长光纤封装的实际太赫兹波波导。我们描述的制造，建模和表征的微结构聚合物光纤具有一个亚波长大小的核心悬浮在一个大的多孔外包层的中间。这种设计允许方便地处理亚波长光纤，而不会扭曲它们的模式分布。此外，气密多孔包层用作纤芯的天然外壳，从而避免了对用于湿气净化气氛的庞大外部外壳的需要。采用钻孔和堆积相结合的方法，获得了外径分别为5 mm和3 mm的150 μm和900 μm的悬浮固体芯和悬浮多孔芯光纤。使用太赫兹近场显微镜设置的光纤光学特性和近场成像的导模进行表征。在光纤输出端的模式分布的近场成像证实了这种波导的有效单模行为。悬芯光纤表现出从0.10 THz到0.27 THz（较大芯）和从0.25 THz到0.51 THz（较小芯）的宽带传输。由于在多孔包层中引导的大部分功率，证明了低至0.02 cm-1的光纤传播损耗。低损耗制导与隔离于环境扰动的纤芯相结合，使这些全介质光纤适用于实际的太赫兹成像和传感应用。
2011-02-22 physics.optics
Collimation and finite-size effects in suspended resonant guided-mode gratings
本文从理论和实验两方面研究了高斯光束垂直入射氮化硅薄膜上的谐振导模光栅的透射特性。由于光束的聚焦和它的有限尺寸的影响占的现象耦合模模型，其预测被发现是在非常好的协议与实验测量的光谱为各种光栅结构和光束尺寸，并允许这些效果的各自的幅度进行详细的分析。这些结果是高度相关的设计和优化的悬浮结构的薄膜，广泛用于光子学，传感和光机械应用。
2021-08-10 physics.optics
Efficient excitation of cavity resonances of subwavelength metallic gratings
一维矩形金属光栅能够增强特定谐振频率的光透射。已经证明了参与增强传输的两种模式：（i）波导模式和（ii）表面等离子体激元（SPP）。自从Hessel和Oliner的原始论文\cite{hessel}指出（i）的存在以来，在他们的理解上没有取得进展。我们在这里提出了一个仔细的分析，并表明，光和这样的共振之间的耦合可以大大改善使用{ \it倏逝}波。这导致光在腔中的增强的定位，特别是产生通过这些光栅的非常选择性的光透射。
2004-06-07 physics.optics
Waveguide grating mirror in a fully suspended 10 meter Fabry-Perot cavity
我们报告的第一个演示的一个完全悬浮的10米法布里-珀罗腔纳入波导光栅作为耦合镜。通过经由Pound-Drever-Hall方法读出长度波动并采用对激光频率的反馈，使腔保持共振。在1064 nm激光波长下，光栅反射率超过99.2%，与严格的模拟结果吻合较好。我们的波导光栅设计基于氧化钽和熔融石英，并包括由Al 2 O3制成的~ 20 nm薄蚀刻停止层，这使我们能够在制造过程中准确地定义光栅深度。展示了具有高反射率的波导光栅在悬浮低噪声腔中的稳定操作，我们的工作为波导光栅作为高精度干涉测量中的反射镜的潜在应用铺平了道路，例如在未来的引力波观测站。
2011-04-14 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
Narrow-linewidth Fano microcavities with resonant subwavelength grating mirror
本研究通过理论与实验探究由宽带高反射镜和带高品质因子Fano共振的悬浮一维光栅镜构成的平面-平面微腔，验证了短腔长下其线宽低于同参数传统腔的特性，为光力学与传感应用提供了新方案。
2024-02-08 physics.optics
Subwavelength grating metamaterial waveguides and ring resonators on a silicon nitride platform
我们首次提出并演示了在氮化硅平台上的亚波长光栅（SWG）超材料波导和环形谐振器。SWG波导的设计使得布洛赫模式与顶部包层材料的53%的大重叠被实现，展示了在倏逝场传感和光放大中的应用的优异潜力。的设备，其具有大于100纳米的临界尺寸，制造使用商业快速回转氮化硅原型铸造工艺，使用电子束光刻。所制造的器件的实验表征揭示了优异的环形谐振器内部品质因数（2.11x10^5）和C波段中的低传播损耗（~1.5 dB/cm），与硅基SWG环形谐振器相比，这两个参数都有显著改善。这些结果表明，SWG超材料结构的氮化硅基光子集成电路的良好前景。
2022-09-19 physics.optics
Enhancement of two photon processes in quantum dots embedded in subwavelength metallic gratings
我们显示了一个大的增强的双光子吸收过程中的InAs量子点和光上转换效率从红外到近红外光谱制度，使用混合光学器件，其中近红外发射InAs量子点嵌入在顶部的金属纳米狭缝阵列。这些非线性光学过程的共振增强是由于纳米缝阵列结构内部在非常透射共振处的强局部电磁场增强。一个最大的双光子吸收增强超过20推断。不同的高场区域被确定为不同的偏振，这可以用于设计和优化这种混合结构中的有效的非线性过程。因此，将半导体量子点与亚波长金属纳米结构相结合是一种很有前途的方法，可以用于一系列可能的非线性光学器件。
2010-11-17 physics.optics
General laws of reflection and refraction for subwavelength phase grating
分别用费马原理和边界条件两种不同的方法导出了突变相移超颖表面的一般反射和折射定律。发现当光从光密材料入射到光疏材料上时，存在一个或两个全内反射的临界角，当光从光疏材料向光密材料传播时，存在一个这样的临界角.当光线通过超颖表面时，可能会出现负反射和负折射等异常反射和折射现象，并给出了这些现象出现的条件。最后，设计了一种基于一维相位掩模的超颖表面来控制光的传播。
2013-12-13 physics.optics
Emergence of transverse optical spin in a subwavelength grating ring resonator
ITMO University（ITMO大学）；Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）
亚波长光栅环谐振器通过模式耦合实现非零横向光学自旋，实验验证其高达70%的圆极化度，为芯片级光学自旋电子和谷电子接口提供新方法。
2026-02-10 physics.optics
Microcavities with suspended subwavelength structured mirrors
我们调查的光学性质的微腔与悬挂的亚波长结构的反射镜，如高对比度光栅或二维光子晶体板，并特别关注的制度，在该制度中的微腔自由光谱范围大于Fano共振的高度反射结构的反射镜的宽度。在这种不寻常的制度中，微腔的透射光谱基本上包括在一个单一的模式，其线宽可以显着窄于法诺共振线宽和线宽的一个同样短的腔没有结构化的反射镜。这种一般的干涉效应-发生在任何法布里-珀罗谐振腔与强烈的波长依赖性的反射镜-可以利用实现小modevolvance和高品质因数微腔，如果高机械质量的悬浮结构的薄膜，用于光学机械和光学传感应用。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Silicon Carbide photonic platform based on suspended subwavelength waveguides
碳化硅（SiC）显示出光学和自旋相关特性的独特组合，使其对光子学和量子技术感兴趣。然而，通过全内反射来引导光可能难以实现，尤其是当SiC作为薄膜生长在较高折射率衬底（如硅）上时。制造悬浮，亚波长波导需要一个单一的光刻步骤，并提供了一个解决方案的限制问题，同时保持设计灵活性所需的一个可扩展的和完整的光子平台。在这里，我们提出了这样的平台的设计，可用于经典和量子光学操作。我们模拟了关键的光学元件，并分析了如何利用SiC的高非线性和它的缺陷。
2020-10-26 physics.app-ph physics.optics
Subwavelength gratings for OVDs - From local interactions to using light-transport
在过去的30年里，亚波长光栅作为高安全性的衍射光学可变成像器件（DOVID）得到了发展和生产。他们允许新的独特的光学效果和显着降低DOVID伪造。特别地，涂覆有高折射率电介质的亚波长光栅是公知的并且被批量生产以保护文件，诸如衍射识别设备（DID）。这些亚微米光栅被称为零级器件或滤波器（ZOD，ZOF）或设计用于零级读出的衍射微结构。类似的结构被称为谐振波导光栅（RWG）或谐振漏模波导，当优化用于不同的目的。使用时间分辨光学模拟的研究可以演示和量化当跨光栅（共线入射）观察时光如何在DID结构中耦合和传播。RWG的泄漏谐振模式在共线入射的DID的出现中起着重要作用，这对此类安全元件的工程具有实际影响。通过对这种非局域光相互作用的研究，可以利用RWG中的光输运来设计和产生新的光学可变效应。作为示例，多频率RWG可以被设计为耦合不同颜色和偏振的光，并且将它们从零阶器件典型的镜面配置中耦合出来。作为进一步的步骤，我们提出了新的结构，能够耦合光在基板或在选定的层的安全文件或标签，embling波导光在这些层。这些光学耦合器能够在宏观尺度上使用基板体积中的全内反射实现选择性光传输，同时与当前的卷对卷方法兼容。
2015-11-17 physics.optics
Parametric behavior of diffraction on guided-mode resonant grating of subwavelength thickness
我们考虑嵌入周围介质中的二维介质周期网格衍射谱中的伍德反常。网格是亚波长的厚度，和波的衍射具有S-偏振的第一衍射最大值的出现附近进行了研究。我们将麦克斯韦方程组简化为具有三个参数的耦合模理论，这三个参数是网格中材料排列的积分特征。特别是，我们表明，这样的网格能够在参数化的窄频带内具有全反射率。该效应伴随着网格附近区域的参数消逝场增强。特别是，我们认为网格与正弦曲线的轮廓，并表明，这种类型的网格具有独特的衍射特性，由于没有导模耦合。对于这样的网格，有一个薄的透明窗口，在一个接近零透射的背景下，在稍微不正常的入射。我们估计什么是足够的网格大小和入射光束的平坦度来解决奇点。
2019-05-12 physics.optics
Transmission resonances in silicon subwavelength grating slot waveguide with functional host material for sensing applications
Department of Electrical Engineering, Sarab Branch, Islamic Azad University（伊斯兰阿扎德大学萨拉布分校电气工程系）
基于子波长光栅槽波导的高灵敏CO2气体传感器，利用功能性宿主材料实现高折射率灵敏度，其灵敏度达12.9 pm/ppm。
2026-05-08 physics.optics
Resolving Complex Subwavelength Grating Structures Using Topologically Structured Light
University of Southampton（南安普顿大学）
利用超 oscillatory 光照技术，单次测量可将亚波长光栅特征尺寸分辨率提升至约λ/7，位置偏移多帧测量可降至约λ/10.�，且复杂物体因干涉效应更易被分辨。
2025-09-26 physics.optics
Simultaneous observation of bright and dark polariton states in subwavelength gratings made from quasi-bulk WS$_2$
本研究利用体相WS$_2$亚波长光栅同时实现明暗极化激元态观测，通过激子与光子模式强耦合形成极化激元-BICs，并可通过调节薄膜厚度和光栅周期调控色散。
2024-12-16 physics.optics
Analyzing Near-Field Intensity Distribution in Subwavelength Gratings through Cylindrical Wave Decomposition
本研究采用柱面波分解方法将平行圆柱周期阵列的平面波散射问题简化为线性代数方程，适用于亚波长场景，经数值验证定性一致，为结构化介质波散射建模提供有效手段。
2024-06-20 physics.optics
Moth's eye-inspired perfectly vertical subwavelength grating coupler for silicon photonics
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）
本文提出了一种受生物启发的垂直光栅耦合器设计，通过引入各向异性引导光线至一侧，实现高效垂直耦合，适用于芯片上的异构集成，尤其适用于VCSELs在经典和量子通信、LIDARs及传感系统中的应用。
2026-04-25 physics.optics
Tunable strong plasmon-exciton coupling based on borophene and deep subwavelength perovskite grating
提出硼烯–深亚波长钙钛矿光栅强耦合系统，通过电学调谐BGP与PE模式实现230 meV Rabi劈裂、1.76π主动相位调制及PT对称性破缺。
2022-09-18 physics.optics
Talbot effect-based sensor measuring grating period change in subwavelength range
本文提出基于Talbot效应的传感方法，通过测量Talbot长度变化来检测亚波长范围光栅周期微小改变，并验证了其在焦距测量等光学传感中的应用潜力。
2024-08-20 physics.optics
Realization of advanced passive silicon photonic devices with subwavelength-grating structures developed by efficient inverse design
实现超小型无源硅光子器件对于未来大规模光子集成系统的发展具有重要意义。虽然一些紧凑的硅光子器件已经被证明是通过使用反向设计，器件性能仍然不足以用于实际应用。在这里，我们提出并实现了几个代表性的超紧凑先进的无源硅光子器件与体面的性能，通过引入亚波长光栅（SWG）结构，我们的高效逆向设计方法开发。这些器件的设计是通过优化操纵多模激励和多模干涉在一个区域内定义的SWG结构。这些具有良好的特征尺寸均匀性的SWG结构比以前反向设计的光子器件中使用的那些随机纳米结构更易于制造。我们的逆设计方法的高效率是由于一种新的搜索空间维控制策略和有效的面向问题的电磁场求解器可用于SWG结构。具体地说，我们给出了6通道模（解）复用器、宽带90°混合器和两通道平顶波长解复用器的实现，这些都是以前报道的逆向设计方法难以实现的。这些设备表现出超紧凑的足迹，以及体面的性能相比，由经典理论开发的同行。
2022-12-02 physics.optics
Anisotropic subwavelength grating perturbation enables zero crosstalk in a leaky mode
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
本研究针对泄漏模式串扰强、不利于光子电路高密度集成的问题，利用亚波长光栅超材料的各向异性微扰实现零串扰，实验验证其串扰比传统条形波导低约40 dB，耦合长度延长约100倍，为电磁耦合调控提供了新途径。
2022-10-17 physics.optics
Laguerre-Gauss beam generation in IR and UV by subwavelength surface-relief gratings
光的角动量可以通过与偏振相关的自旋角动量和与波前的螺旋结构相关的轨道角动量的状态来描述。拉盖尔-高斯光束携带轨道角动量，它们的产生可以通过使用称为q板的光学设备来完成。然而，由于液晶的使用，这些组件可能被限制为在特定波长和低功率源中操作。在这里，我们提出的q板的制造和表征没有液晶，使用电子束光刻，原子层沉积和干法刻蚀技术的过程。我们利用形状双折射的现象来产生自旋到轨道的角动量转换。我们证明，这些板可以产生高质量的紫外和红外范围的光束，使他们能够与高功率激光源或激光腔内相互作用。
2017-03-15 physics.optics
Long-period suspended silicon Bragg grating filter for hybrid near- and mid-infrared operation
硅的大透明窗口，覆盖1.1 um-8 um波长范围，使其成为一个有前途的平台，用于实现基于光热的吸收光谱仪。这些器件通过使用近红外（NIR）波长间接感测中红外（MIR）中的吸收，从而使得能够实现MIR吸收光谱仪而无需MIR光电检测器。然而，由于其相对较大的折射率对比度和横截面，MIR Si条形波导在NIR波长处是多模的，阻碍了器件的实现。在这里，我们提出，第一次，一个集成的布拉格光栅波导滤波器的混合近红外和中红外操作。具体地，该滤波器在单蚀刻悬浮硅波纹波导中实现，对于大到0.5 μ m × 1.1 μ m的波导横截面，在NIR区域中具有有效的单模操作。同时，该波导在中红外区支持单模传输。我们展示了一个长周期波导布拉格光栅产生尖锐的三阶布拉格谐振的基本波导模式和辐射的高阶模式。实验上我们制作了一个带宽为4 nm、消光比为40 dB的陷波滤波器，其布拉格波长随温度的漂移为70 pm/K。
2016-10-16 physics.optics
Unidirectional coupling of a quantum emitter to a subwavelength grating waveguide with engineered stationary inflection point
在这项工作中，我们提出了一种波导结构的设计方法，该波导结构允许具有圆偏振跃迁偶极矩的量子源与结构的导模的高效和高度非对称耦合。该方法是基于混合的两个准简并模式的周期性波导与辅助单模波导导致形成的色散与一个固定的拐点，因此，该模式与偶极源的高耦合效率。我们表明，波导内的场偏振的分布是相对均匀的，保持在一个大面积的圆偏振。因此，这导致耦合不对称性和强度对量子发射器的位置的高度容限。我们相信，我们的研究结果将扩展基于平面半导体纳米结构的高效手性纳米光子界面的设计。
2021-08-17 physics.optics
Hyper-gratings: nanophotonics in planar anisotropic metamaterials
我们提出了一种能够在平面非共振结构中的源的远场中产生亚波长焦斑的技术。该方法结合了产生高波矢数模式的衍射光栅和传播这些波并在亚波长焦点处组合它们的均匀各向异性超材料的平板。从某种意义上说，该技术结合了菲涅耳透镜、近场波带片、超透镜和超透镜的优点，同时解决了它们的基本局限性。提出了几种实现所提出的技术为可见光，近红外和中红外频率，并从理论和数值分析了它们的性能。亚衍射片上光子学的发展方法的推广建议。
2008-09-30 physics.optics
Terahertz birefringent gratings for filtering and dispersion compensation
太赫兹波导的最新发展使其成为集成许多有趣功能的优秀平台，这为构建紧凑和鲁棒的太赫兹系统提供了巨大的潜力。在下一代太赫兹波段高速通信链路的背景下，工程太赫兹波的色散和双折射是必不可少的。在这里，我们实验证明了亚波长双折射波导光栅的低损耗环烯烃共聚物利用微加工制造技术的基础上。通过引入沿传输方向的非对称截面和双折射结构调制，实现了用于滤波和色散补偿的双折射太赫兹光栅。由于亚波长光纤中的强折射率调制，对于x偏振（y偏振），在0.15THz处实现了-188（-88）ps/mm/THz的高负群速度色散，即，7.5与迄今为止报道的最新技术水平相比，这种高负色散在43 mm光栅长度中实现，该长度小于迄今为止报道的长度的一半（例如，100 mm）。此外，亚波长光纤光栅过滤两个正交的偏振态，并表现出传输下降与8.5-dB和7.5-dB的消光比x和y偏振，分别。我们的实验证明了使用聚合物基太赫兹光栅作为太赫兹通信中的色散补偿器和转向偏振太赫兹辐射的偏振敏感太赫兹系统的可行性。
2021-08-25 physics.optics
Enhanced absorption per unit mass for infrared arrays using subwavelength metal-dielectric structures
红外阵列的吸收质量比增强到约1.33至7.33倍，大于先前报道的结构，通过合并两个设计特征：第一，在像素周围的空气间隙中的倏逝场的耦合，以有效地创建更大的像素尺寸，以及，第二，使用导模共振（GMR）内的亚波长金属-介电光栅。Ti-Si_3 N_4双层光栅通过薄Ti膜对自由载流子的吸收和厚Si_3 N_4膜对振动声子的吸收的综合作用实现了宽带长波红外（LWIR，8 ~ 12 μ m）吸收。在存在GMR的情况下，即使使用低填充因子的亚波长光栅单元，这种宽带吸收也可以极大地增强。此外，可以修改单元的间隔和设计以形成像素阵列结构，该像素阵列结构经由倏逝场耦合来耦合落入气隙中的光。使用时域有限差分（FDTD）技术进行计算。观察到优化阵列的优异宽带吸收，在整个长波红外线上产生90%的最大吸收，并且每像素的每单位质量平均吸收（吸收/质量）为3.45 $\times$ 10^{13} kg^{-1}。
2020-09-14 physics.optics
Universal coupler for bulk whispering gallery mode resonators based on silicon subwavelength grating waveguides
光学微谐振器在需要精细光谱滤波或谐振光再循环的光子电路中至关重要。关键性能指标随着所有应用中谐振品质因数（Q）的增加而提高。平面硅微谐振器的低品质因数（通常为Q~10^4-10^5）常常阻碍硅光子电路的性能。另一方面，体回音壁模式谐振器提供了具有有趣的光学特性和异常高的谐振品质因数Q> 10 ^7的广泛范围的材料。然而，体谐振器和平面Si光子波导之间的有效耦合被认为是具有挑战性的，如果不是不可能的话，由于尺寸和折射率的显著大的失配。在这里，我们展示了一种有效的方法来耦合体谐振器和硅波导的基础上亚波长超材料工程的硅。基于这种方法，我们实验证明了220 nm厚的Si波导与直径在0.3-3.5 mm范围内的二氧化硅、碳酸锂和氟化钙制成的体微谐振器之间的耦合，实现了75-99%的高耦合效率和10^6-10^7的优异Q值。这些结果为体谐振器和硅光子电路的异质集成开辟了一条新的途径，在传感，微波光子学和量子光子学等领域具有巨大的应用潜力。
2021-05-10 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
Numerical Investigation of Vertical Cavity Lasers with Subwavelength Gratings Using the Fourier Modal Method
我们展示了傅里叶模态方法（FMM）的强度，用于数值研究包括亚波长光栅在内的垂直腔的光学特性。三种不同的技术确定谐振腔模式的谐振频率和Q因子进行了比较。在此基础上，选择了法布里-珀罗方法，因为它的数值效率。在确定的谐振频率和Q-因子的计算不确定性的调查，表明在Q-因子计算的不确定性可以是几个数量级大于谐振频率计算。此外，减少3D模拟低维模拟的方法，建议，并示出，使近似和快速模拟某些设备参数。数值计算的腔色散，这是一个重要的特性，垂直腔，说明。通过采用实现的FMM，它表明，绝热异质结构的设计是有利的突变异质结构相比，最大限度地减少腔散射损耗。
2016-05-04 physics.comp-ph physics.optics
Vertical Injection and Wideband Grating Coupler Based on Asymmetric Grating Trenches
提出并设计了一种基于工程化亚波长结构的SOI完全垂直光纤光栅耦合器。耦合器的高方向性是通过实施阶梯光栅实现非对称衍射和通过施加有效折射率变化与辅助超亚波长光栅。采用二维时域有限差分法（2D FDTD）对该结构进行了数值分析，得到了76%（-1.19 dB）的耦合效率和39 nm的1-dB带宽。
2021-10-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
High-efficiency broad-bandwidth sub-wavelength grating based fibre-chip coupler in SOI
本文对均匀基和非均匀基亚波长光栅耦合器的性能进行了全面的研究。给出了耦合效率和带宽增强这两个性能指标以及权衡。我们还提出，设计参数，以实现高效率和宽带操作的基础上，在光栅中的各种损耗机制的详细研究。在详细分析的基础上，设计了1dB带宽为50 nm时效率高达84%，1dB带宽为44 nm时效率高达98%的亚波长光栅耦合器。
2017-09-17 physics.app-ph physics.optics
Direct observation of the enhanced photonic spin Hall effect in a subwavelength grating supporting surface plasmon resonance
本研究利用光学弱测量在支持表面等离子体共振（SPR）的亚波长镍光栅中直接观测到增强的面内光子自旋霍尔效应（PSHE），实现高纯度自旋分离，为偏振敏感应用提供基础。
2024-12-02 physics.app-ph physics.optics
O-Band Subwavelength Grating Filters in a Monolithic Photonics Technology
针对亚波长光栅滤波器因特征尺寸小难工业化的问题，采用格罗方德单片光子技术制备O波段SWG滤波器，实现低损耗、高消光比等优异性能，验证了其工业可制造性。
2020-04-30 physics.app-ph physics.optics
Scattering Symmetries in Diffraction Gratings
École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
本文研究了支持多衍射阶的衍射光栅的散射对称性，通过构建全局散射矩阵和空间对称操作的矩阵表示，推导出约束子散射矩阵的不变条件，用于计算由对称性和互易性约束的光栅散射系数。
2026-05-13 physics.optics
Low-loss directional coupler for the C, L and U bands based on subwavelength gratings
本文提出一种基于亚波长超材料色散工程的紧凑型定向耦合器，可在0.08至1的任意耦合比下实现低损耗和宽带宽平坦响应，实验证明在覆盖C、L和U波段的170 nm范围内超额损耗低于0.24 dB、耦合比偏差低于±1 dB。
2024-02-21 physics.app-ph physics.optics
Second-harmonic generation in subwavelength graphene waveguides
我们提出了一种在亚波长石墨烯波导中产生二次谐波辐射的新方法。我们表明，二次相位匹配之间的等离子体激元导模的不同对称性，可以实现在一个平面的双层几何结构时，其中一个层的电导率成为空间调制。我们从理论上预测，由于石墨烯的非局域导电性，二阶非线性过程可以实现与一个有效的光栅耦合器，以允许外部泵浦的结构和输出的辐射在倍频的相互作用等离子体模式。
2014-08-04 physics.optics
Optical bound states in the continuum in subwavelength gratings made of an epitaxial van der Waals material
University of Warsaw（华沙大学）；Institute of High Pressure Physics Polish Academy of Sciences（波兰科学院高压物理研究所）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Telesystem-Mesko Sp. z o.o（Telesystem-Mesko有限公司）；Łódź University of Technology（罗兹理工大学）
利用外延生长的二硫化钼制备亚波长光栅，实现光学连续态束缚态，并显著提升三阶谐波产生效率。
2025-02-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Fourier-component engineering to control light diffraction beyond subwavelength limit
在传统的衍射理论中，亚波长周期被认为是实现有趣的共振辅助物理现象的先决条件，例如连续谱中的束缚态和具有$100\%$衍射效率的各种零级光谱响应。在这里，我们提出了修改后的衍射方程，提供机制来控制光衍射超过亚波长的限制。我们表明，共振衍射现象是由散射过程的叠加，由于更高的傅立叶谐波分量。通过适当地设计光栅参数中的傅里叶谐波分量，可以抑制不想要的衍射级。此外，在亚波长极限之外，可以实现连续谱中的束缚态和高效的零级光谱响应。周期调制中的工程傅立叶谐波分量的概念提供了克服衍射极限的新机制。
2021-04-05 physics.optics
High sensitivity and large scanning range optical antennas enabled by multi-casting ridge-waveguide subwavelength structure arrays
针对光学相控阵天线纵向大视场扫描的难题，提出基于脊形波导亚波长结构的后向发射天线，实现高灵敏度光束调控，并通过多组边带周期设计达成42.6°的大扫描范围。
2024-03-15 physics.app-ph physics.optics
Cavity nano-optomechanics with suspended subwavelength-sized nanowires
在腔纳米光学力学领域中，中间纳米谐振器方法包括在光纤微腔的小模体积中插入亚波长尺寸的可变形谐振器，这里是纳米线。纳米线中的内部共振增强了光与纳米线的相互作用，这提供了巨大的耦合强度-足以进入腔光力学的单光子区域-在精确定位纳米线的条件下。在这里，我们暴露的理论描述相结合的分析公式的米氏散射的腔内光的纳米线和输入输出形式主义描述的动态的腔内光学本征模。我们调查的光机械相互作用的两个方面描述的位置相关的参数和耗散的光机械耦合强度，以及光机械力场所经历的纳米线。我们发现与最近的实验实现存在定量一致。我们讨论的光机械相互作用的具体现象，它获得了矢量字符，因为纳米线可以沿着两个横向方向相同的振动：光机械力场提出了一个非零的旋转，而异常的正腔位移是预期的。利用大的类克尔非线性，这项工作开辟了在量子光学领域的前景与纳米谐振器，例如宽带压缩的出射腔场接近单光子水平。
2022-12-06 physics.optics quant-ph
Polarization-independent optical spatial differentiation with a doubly-resonant one-dimensional guided-mode grating
我们报告的设计和实验特性的悬浮氮化硅亚波长光栅具有偏振无关的导模共振在斜入射。在此共振波长下，我们观察到透射光束的横向强度分布与入射光束分布在光栅周期性方向上的一阶空间微分一致，而与入射光偏振无关。这些观测结果得到了全数值模拟的证实。简单的一维和对称的设计，结合这些基本上无损耗的介电薄膜的薄和优异的机械性能，是有吸引力的应用在光学处理，传感和光机械。
2021-12-09 physics.optics
Polarization Dependent Loss and All-Optical Modulation in Graphene on Suspended Membrane Waveguides
由于石墨烯的存在，我们观察到了平面光在硅波导中传播时的强偏振相关的光损耗。使用变迹聚焦亚波长光栅将横电（TE）和横磁（TM）模式有效地（~ 3dB）耦合到悬浮膜波导上的石墨烯。对于150 μm长的波导，在1.5 μm处TE模比TM模的额外光损耗小7.7dB，与理论模型吻合较好。证明了光的全光调制。由于石墨烯中的光吸收，波导有效折射率也存在大的热致变化。
2012-11-26 physics.optics
Cavity optomechanics with a suspended resonant mirror
Aarhus University（奥胡斯大学）
该研究构建含悬挂氮化硅膜谐振镜的平面腔，通过分析与模拟探究色散光力学，实验发现光学弹簧幅度远超模型预测，推测源于光热效应并提出现象学模型。
2026-08-04 physics.optics
Imaging light scattered by a subwavelength nanofiber, from near field to far field
本文利用荧光扫描探针直接实验研究了悬浮锥形光学透镜周围的光场分布。使用100 nm直径的荧光珠作为场强探针，我们研究了由散射平面波（568 nm波长）的光（400 nm直径）的干扰。我们的扫描荧光近场显微镜映射的光场超过36 $μ$ m $^2$，与$λ/ 5$分辨率，从接触到几微米的表面的生物样品。通过实验与Mie散射理论的比较，我们可以精确地确定发射极-散射极距离和实验漂移。
2018-11-22 physics.optics
A Point-of-Care Biosensor for Rapid Detection and Differentiation of COVID-19 Virus (SARS-CoV-2) and Influenza Virus Using Subwavelength Grating Micro-ring Resonator
在由SARS-CoV-2引起的2019冠状病毒病（COVID-19）持续传播和新变种出现的背景下，对快速，准确和频繁检测的需求正在增加。此外，新的优势菌株Omicron变种的临床特征与其他常见的呼吸道感染更相似。同时检测多种潜在病原体有助于区分SARS-CoV-2感染与其他具有重叠症状的疾病，这对于患者接受量身定制的治疗和遏制疫情具有重要意义。本文报道了一种基于亚波长光栅微环谐振器的SARS-CoV-2检测芯片实验室生物传感平台。该传感表面通过SARS-CoV-2刺突蛋白的特异性抗体功能化，通过抗原抗体结合产生共振峰红移，从而实现定量检测。此外，传感器芯片与具有防回流Y形结构的微流体芯片集成，该结构能够同时检测两种分析物。在这项研究中，我们实现了COVID-19和甲型H1N1流感的检测和区分。实验结果表明，在15 min的检测时间内，该装置的检测限可达100 fg/mL（1.31 fM），交叉反应试验表明该光学诊断方法具有较好的特异性。此外，集成的包装和简化的工作流程有助于其用于临床应用。因此，生物传感平台提供了一种有前途的解决方案，以实现COVID-19的超灵敏、选择性、多重和定量的即时检测。
2023-01-11 physics.ins-det physics.med-ph physics.optics
Single-Order Transmission Diffraction Gratings based on Dispersion Engineered All-dielectric Metasurfaces
提出了一种基于色散工程全介质超颖表面的单级透射衍射光栅，并对其波长鉴别特性进行了理论分析和数值模拟。超表面的设计使用的全介质谐振器，它模仿惠更斯源配置，以实现一个完美的匹配，以自由空间在宽带宽的2D阵列。使用多孔介电纳米盘结构作为单位单元，谐振波长在超颖表面上逐渐变细，以设计波长相关的空间相位梯度，以模拟色散棱镜。因此，不同的波长被转向不同的方向，从而在输出图像平面上被区分。由于所涉及的亚波长周期性，与传统的衍射光栅不同，直接在器件的第零衍射级中实现波长鉴别，从而提供了高效的波长鉴别器件。
2016-04-22 physics.optics
