Engineering disorder in three-dimensional photonic crystals
我们证明了在自组装三维光子晶体中引入受控无序的效果。通过使用特定浓度的电解质控制自组装过程来诱导疾病。结构表征揭示了随着电解质浓度的增加，无序度增加。测量反射率和透射率光谱，以探测不同无序度下的光子禁带。随着无序度的增加，停止间隙消失，这导致完全随机的光子纳米结构，其中漫散射强度达到100%。我们的随机光子纳米结构是独一无二的，其中所有散射体具有相同的大小和形状。我们还观察到光的多重光的散射的共振特性。
2011-09-14 physics.optics
Spectral_Engineering_with_CMOS_compatible_SOI_Photonic_Molecules
基于微波谐振器的光子系统具有由自由光谱范围（FSR）、总品质因数（QT）和谐振器尺寸之间的严格关系给出的基本约束，本质上使得滤波器间距、光子寿命和足迹相互依赖。在这里，我们打破了这种模式，采用CMOS兼容的硅绝缘体（SOI）光子分子的基础上耦合多个环形谐振器。共振波长和它们各自的线宽由准正交光子态的杂化控制。我们证明了光子分子的双重和三重共振与光谱分裂只能实现与单环的数量级更大的足迹。此外，基于谐振器之间的耦合（键合），这些分裂是潜在可控的。最后，混合状态的空间分布允许高达七倍的QT增强。
2013-10-16 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
Group-velocity dispersion engineering of tantala integrated photonics
设计集成光子学，特别是利用克尔非线性光学，需要对可见光到红外光谱范围内的折射率有准确和精确的了解。Tantala（Ta_2O_5）是一种新兴的集成光子学和纳米光子学材料平台，具有宽带超低损耗、适度高的非线性以及可扩展和异构集成的优势。我们目前的折射率测量的薄膜的钽，我们探讨了这些数据的有效性与波导和环形谐振器设备的群速度色散（GVD）工程。特别是，所观察到的超连续谱产生在制造的波导的光谱范围，和自由光谱范围（FSR）在光学谐振器的波长依赖性提供了一个敏感的测试，我们的集成光子学设计过程。我们的工作开辟了新的设计可能性与tantala，包括与倍频程跨越孤子微梳。
2020-09-29 physics.optics
Tamm plasmon Photonic Crystals : from Bandgap Engineering to Defect Cavity
首次报道了Tamm等离子体光子晶体的带隙工程--金属层周期性地图案化为亚波长周期晶格的Tamm等离子体结构。通过采用双周期设计，我们在实验上证明了一个完整的光子带隙高达$150\,nm$在电信范围内。此外，这种设计提供了很大的灵活性，以按需且独立地定制从$30\,nm$到$150\,nm$的带隙大小及其在$50\,nm$内的光谱位置。最后，通过在Tamm等离子体光子晶体中引入缺陷腔，实验证明了$1.6μm$的最终腔支持单个高度受限的Tamm模式。所有的实验结果与数值计算完全一致。我们的研究结果表明，工程师与混合金属/电介质结构的表面模式的新的带色散的可能性，从而打开了道路，Tamm等离子体在拓扑光子学，超材料和宇称对称物理的应用。
2018-10-14 physics.optics
Spectral localization of single-nanoparticle plasmons through photonic substrate engineering
本文提出通过光子衬底工程调控光学路径，实现单纳米颗粒等离激元的强谱域局域化，模拟显示可减小模式体积五倍并提升品质因子超80倍，实验验证了主动操控能力。
2025-09-09 physics.optics
Photonic skin-depth engineering
最近，我们提出了光限制策略的范式转变，展示了放松的全内反射和光子趋肤深度工程如何导致没有金属的亚衍射波导（S。Jahani和Z. Jacob，“Transparent sub-diffraction optics：nanoscale light confinement without metal，”Optica 1，96-100（2014））。在这里，我们表明，这种极端趋肤深度（e-skid）波导可以反直观地限制光比最好的情况下的全介质设计的高折射率硅波导包围真空。我们还分析建立，在电介质波导中的光限制相关的品质因数从根本上依赖于包层中的波的趋肤深度，一个令人惊讶地在电介质光子学中被忽视的量。我们对比了e-skid波导和传统波导的基模的传播特性，表明e-skid波导中包层中的衰减常数显着较大，这是亚衍射限制的起源。我们还提出了一种方法来验证减少的光子趋肤深度在实验中使用的古斯-汉森相移的减少。最后，我们提供了一个概括，我们的工作使用的概念转换光学的光子趋肤深度工程可以被解释为一个变换的动量倏逝波。
2015-03-09 physics.optics
Photochemical reaction enabling the engineering of photonic spin-orbit coupling in organic-crystal optical microcavities
本文提出在有机单晶微腔中利用光化学反应控制人工Rashba-Dresselhaus自旋-轨道耦合，实现了光子模式自旋分裂的可逆转换及圆偏振与线偏振发射的光控切换，为片上集成提供新方法。
2023-09-14 physics.optics
Methodology for Topological Interface Engineering in 2D Photonic Crystals
本文提出二维光子晶体拓扑界面工程方法论，通过迭代能带连接算法和对称性识别框架设计单元胞几何结构，实现目标能带反转与定制色散，并揭示周期性对拓扑模式稳定性和单向能量传输的增强作用。
2025-05-09 physics.optics
Structured light engineering using a photonic nanojet
在这封信中，我们提出的光子纳米喷射作为一种现象，在结构光发生器系统，实现修改源焦点的大小和发射角。该光学系统包括微透镜阵列，该微透镜阵列由聚焦的高斯光束照射以在远场中产生结构化图案。通过在高斯光束的焦点中引入具有不同纵横比的球体，源光学特性改变并且产生光子纳米射流，其将工程远场分布。为了探测光场，我们实现了一个高分辨率的干涉测量设置，以提取不同平面的相位和强度。我们的数值和实验表明，在远场的图案分布可以工程的光子纳米喷射。作为一个例子，我们研究长，球，消融几何形状。一个有趣的发现是，取决于球体几何形状，具有较高发散角的光子纳米喷射的较小横向FWHM在光学系统的相同物理尺寸下产生增加的图案视场。
2021-03-31 physics.optics
Floquet Engineering of Polaritonic Amplification in Dispersive Photonic Time Crystals
本文利用Lorentz-Drude模型研究色散光子时间晶体中极化激元的Floquet工程，发现周期性调制色散参数可产生混合带隙和新型放大通道，并降低所需调制频率，为极化激元激光和共振拉曼散射提供新途径。
2024-08-01 physics.optics
Spectral engineering of integrated photonic filters using mode splitting in silicon nanowire integrated standing-wave resonators
在耦合谐振腔中由相干光模干涉引起的模式分裂是光子谐振器中的关键现象，其可以导致强大且通用的滤波功能，与电磁诱导透明、Autler-Townes分裂、Fano共振和暗态非常相似。它不仅可以打破品质因数、自由光谱范围和物理腔长之间的依赖关系，而且可以导致群延迟响应和模式相互作用，这对于增强光-物质相互作用和非线性光学中的色散工程是有用的。在这项工作中，我们调查模式分裂的驻波（SW）谐振器实现的级联Sagnac环反射器（CSLRs），并证明其用于工程的光谱分布的集成光子滤波器。通过改变Sagnac环形反射器（SLR）的反射率和沿连接波导的相移，我们定制CSL谐振器中的模式分裂，以实现各种各样的滤波器形状，用于各种应用，包括增强光捕获，平顶滤波，Q因子增强和信号整形。我们提出的理论设计和比较的性能CSLR谐振器与三个，四个和八个SLR绝缘体上硅纳米线制造。我们实现了高性能和多功能的滤波器形状，通过不同的模式分裂，同意与理论。实验结果证实了我们的方法对实现灵活的频谱工程集成多功能SW滤波器的有效性。
2022-10-19 physics.optics
Disordered one-dimensional photonic structures composed by more than two materials with the same optical thickness
由两种以上材料制成的光子结构的光学性质对于光学滤波和照明应用是非常有趣的。在此，我们比较了由三种、四种和五种材料制成的一维光子晶体的透射特性，表明对于由t种不同材料制成的光子晶体，带隙在t-1个带中分裂。不同材料层的相同光学厚度导致具有相同强度的分裂光子带隙。具有多于两种材料的光子晶体产生了可以用于多特征光学滤波器或者可以为多发射分布反馈激光器提供反馈的简单结构。此外，我们还分析了三元和四元随机光子结构的传输特性。这些材料对于光伏器件中的光捕获非常有意义。
2014-07-15 physics.optics
Fourier synthesis dispersion engineering of photonic crystal microrings for broadband frequency combs
本文提出基于傅里叶合成的光子晶体微环色散工程方法，通过调节单个谐振频率实现任意色散定制，实验展示了多种色散分布并仿真验证了任意频率梳光谱包络定制。
2023-07-11 physics.optics
Raman Cooling of Solids through Photonic Density of States Engineering
固体振动态的激光冷却可以通过稀土元素的光致发光、光力学中的光学力和布里渊散射光-声相互作用来实现。通过自发拉曼散射的固体的净冷却和间接带隙半导体的激光制冷都仍然是未解决的挑战。在这里，我们分析表明，光子态密度（DoS）工程可以解决实现自发拉曼冷却的两个基本要求：抑制斯托克斯（加热）跃迁的主导地位，并提高反斯托克斯（冷却）效率超出材料的自然光吸收。我们开发了一个通用模型的DoS修改自发拉曼散射概率，并阐明了必要的和最低条件所需的实现净拉曼冷却。与一个适当的工程DoS，我们建立了诱人的可能性，本征硅的制冷通过湮灭声子从所有的拉曼活性模式同时，通过一个单一的电信波长泵。该结果指出了用于任何透明半导体（包括间接带隙半导体）的激光冷却的高度灵活的方法，远离显著的光学吸收、带边状态、激子或原子共振。
2015-07-31 physics.optics
Precise and Robust Domain Engineering Based on Faraday Cage Effect for Thin-film Lithium Niobate Photonics
本文提出利用法拉第笼效应实现精确且鲁棒的域工程，用于制造高效率的薄膜锂铌酸盐波导，实现了6242 %W-1cm-2的归一化SHG效率。
2026-03-08 physics.optics
Nonreciprocal Coupling Induced by Nonlocal Loss Engineering
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
针对光子非互易耦合实现方法有限的问题，提出利用非局域非线性损耗工程构造鲁棒、宽带、连续可调耦合的新策略，并通过有效哈密顿量模型与数值模拟验证。
2025-09-28 physics.optics
Photonic Crystals Engineering For Light Manipulation: Low Symmetry, Graded Index and Parity Time Symmetry
对二维和三维周期性结构（称为光子晶体（PC））的极大兴趣始于Yablonovitch和John的先驱工作，因为人们可以有效地控制电磁（EM）波的传播，其方式与影响电子传导的半导体相同。光子晶体的主要特性之一是在透射光谱中具有类似于电子带隙的光子带隙，因此，无论空间中的传播方向如何，它们都能够阻止光在某些频率区域中传播。在带隙内，既不存在光学模式也不存在自发发射。打破PC单元格的旋转和镜像对称性提供了丰富的色散特征，例如倾斜自准直和波长解复用效应。光子晶体设计中的另一个重要问题是，如果有意地重新排列二维光子晶体的参数，则设计渐变折射率介质是可行的。这种类型的结构被称为渐变折射率光子晶体（GRIN PC）。通过周期性结构实现GRIN在设计不同的折射率梯度和光子集成电路组件（诸如耦合器、透镜和模阶转换器）方面提供了极大的灵活性。在光衍射起重要作用的长距离传输中，无任何损失地传输光信号至关重要。因此，利用二维轴棱锥形状的环形光子结构来解决光的衍射现象是本论文的另一个主题。除了传统的光子全介质结构，我们已经提出了增益-损耗调制的奇偶时间（PT-）对称光子结构，以获得强的非对称光传输接近晶体共振，或等价地，接近高对称点。
2016-02-18 physics.optics
Time-dependent optical force theory for optomechanics of dispersive 3D photonic materials and devices
本文提出了一种适用于色散三维光子材料和器件光力学的位置和时间相关的光力理论。该理论适用于包括材料界面、波导和一般光子晶体结构的介质。该理论能够计算耦合场-材料系统的动态状态以及该状态与材料的其他激发（例如表面声波或声子）的干扰。作为一个例子，我们提出了计算机模拟的能量和动量流通过硅晶体与抗反射结构界面。使用商业上可用的模拟工具，该理论可以应用于分析复杂的光子材料和器件中的光学力。
2022-07-20 physics.optics
Pseudomagnetic Control of Light Waves in the Electrically Tunable Photonic Crystals with Deformation Engineering
该研究通过三轴形变光子蜂窝晶格构建硅基微腔，实验验证赝磁场下的光子朗道量子化与片上激发检测，并实现-0.018 THz/mW的线性电调谐，丰富集成光学器件设计原理。
2025-08-01 physics.optics
Parasitic Photon-Pair Suppression via Photonic Stop-Band Engineering
我们计算出，一个适当的修改的字段仅与一个光子对的光子可以完全抑制产生的对。从这个一般的结果，我们开发了一种方法，用于抑制不需要的光子对的产生利用光子阻带。对于频率简并光子的三阶非线性光源，我们计算了修改后的频谱（联合频谱强度），并显示出一个显着的增加，在一个标准的度量，符合偶然的比率。这些结果为光子对频率相关工程开辟了一条新的途径。
2017-03-06 physics.optics quant-ph
Material platforms for integrated quantum photonics
量子光学系统的片上集成可能是实现光子量子技术的主要因素。与电子学的情况不同，电子学的基本器件是晶体管，主要材料是硅，经典和量子光子集成电路所需的基本器件工具箱是巨大的。因此，许多材料平台正在被研究以承载未来的量子光子计算机和网络节点。我们讨论了几个平台的优点和缺点，实现各种基本设备，比较目前在每个平台上实现的集成度，并审查几个复合平台的方法。
2016-10-03 physics.optics
Photonic engineering of hybrid metal-organic chromophores
我们的实验表明，在悬浮液中的光子天线的吸收和发射特性的个别发射器的控制。该方法产生了一类新的水溶性发色团，其具有前所未有的电子物理性质，例如短寿命，低量子产率但高亮度。
2012-10-25 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.optics
Photon density of states engineering with generative inverse design for scalable 3D photonic metamaterials
Lund University（隆德大学）
本文提出一种端到端逆向设计框架，通过生成对抗网络生成目标光子密度态参数，实现3D光子超材料的高效设计，展示了高局部光子密度态结构的优异性能。
2026-04-08 physics.optics
Expanding photonic palette: exploring high index materials
虽然光子学社区正被充满异国情调的概念所占据，预示着一个宏伟的未来和名声，如果不是一笔财富，我恭敬地接受一种可能性，即简单地以适度的因子增加折射率的谦虚概念可能在许多生活中有更大的回报。考虑到这一点，我探讨了为什么更高的指数材料尚未实现，并指出了一些尝试性的方向，为这些难以捉摸的材料，无论是自然的或人工的搜索。
2021-12-04 physics.optics
Band Engineering of Exciton Polaritons in Resonant Polaritonic Metasurfaces
Australian National University（澳大利亚国立大学）
研究共振极化激元超表面中激子极化激元的能带工程，开发有效哈密顿框架，揭示光子 - 激子耦合选择规则，应用于WS₂超表面发现新拓扑转变，建立理论框架，可用于多种光子学领域。
2026-07-23 physics.optics
Optical gain in DNA-DCM for lasing in photonic materials
我们提出了一个详细的研究中获得的活性介质中的增益长度通过掺杂的DNA链与DCM染料分子。该复合材料具有优异的热稳定性和低猝灭性，可获得大于300 cm^-1的光学增益系数。我们还表明，这种活性材料是优秀的集成到光子纳米结构，以实现，例如，有效的随机激光发射，和荧光光子晶体。
2009-07-31 physics.optics
Goos-Hänchen Shift and Photonic Spin Hall Effect in Semi-Dirac Material Heterostructures
本研究通过理论建模揭示了半狄拉克材料的各向异性介电函数及无质量狄拉克电子漂移对光子自旋霍尔效应和古斯-汉欣位移的调制作用，为设计可调光子器件提供了新平台。
2025-04-15 physics.optics
Investigation of ultrafast laser photonic material interactions: challenges for directly written glass photonics
目前，直写波导制作可能是飞秒激光微加工在透明介质中最广泛研究的应用。诸如埋地波导、功率分配器、耦合器、光栅和光放大器等器件都已得到演示。波导的特性主要取决于样品材料的特性和写入激光的特性。在本文中，我们讨论了使用飞秒激光直写技术的研究人员所面临的挑战，特别强调被放置在熔融石英和磷酸盐玻璃作为不同应用的设备主机的适用性。
2008-02-14 physics.optics
An atlas of photonic and plasmonic materials for cathodoluminescence microscopy
本文介绍了一份涵盖光子与等离激元材料的体相阴极荧光光谱与强度图谱，结合实验与Monte Carlo模拟表征了相干与非相干CL信号、电子穿透深度及能量沉积，为材料选择与器件设计提供基础参考。
2025-03-20 physics.optics
Multi-mode microcavity frequency engineering through a shifted grating in a photonic crystal ring
本文提出移位光栅多模分裂（SGMMS）方法，利用单周期光栅空间移位导致的旋转不对称性同时分裂多个相邻腔模，以低制造复杂度实现多频工程，并在正常色散器件中支持宽泵浦波长范围的 OPO。
2023-11-07 physics.optics
A Novel Photonic Material for Designing Arbitrarily Shaped Waveguides in Two Dimensions
我们数值研究了二维光子材料的光学性质，其中平行介质棒是随机放置的限制，棒之间的距离大于一定的值。当棒具有足够的密度和介电对比度时，发现一个大的完全光子带隙（PG）。我们的结果表明，无论是长程有序还是短程有序都不是形成PG的必要条件。提出了一种设计任意形状波导的普遍原则，即波导的侧壁由周期性的杆围起，周围由新型光子材料包围。我们观察到各种波导的光的高效传输。由于结构均匀性，这种新型光子材料最适合填充与波长相当的任意形状和尺寸的波导的外部区域。
2003-01-31 physics.optics
Probing material absorption and optical nonlinearity of integrated photonic materials
具有高质量（$Q$）因子的光学微谐振器对于广泛的集成光子器件是必不可少的。稳定的努力已经指向在各种平台上增加微谐振器$Q$因子。由于成功地减少了作为$Q$的限制的与微制造工艺相关的光学损耗，最终可达到的$Q$（如仅由组成微谐振器材料吸收确定的）已经成为焦点。在这里，我们报告的材料限制$Q$因素在几个光子材料平台的测量。用SiO-$_2$、Si-$_3$-$_4$、Al-$_{0.2}$-Ga-$_{0.8}$-As和Ta-$_2$-O-$_5$薄膜制备了高$Q$微谐振器.通过使用腔增强光热光谱，确定材料限制的$Q$。该方法同时测量每种材料中的克尔非线性，并揭示了材料非线性和最终$Q$如何在光子材料中以互补的方式变化。除了指导四种材料平台的微谐振器设计和材料开发外，研究结果还有助于确定未来光子集成系统的性能极限。
2021-10-29 physics.optics
Ray Chaos in a Photonic Crystal -- Supplementary Materials
这些补充材料详细介绍了光子台球中光传播的一些计算和一些实验结果。我们首先证明为什么我们只关注通过圆柱体传输的光线，并证明几何光学近似。然后我们解释了光线传播的动力学性质，证明了李雅普诺夫指数渐近地增长为：$λ$ $\sim$ ln t $\star$其中t $\star$ = T /R是光子晶体周期T除以圆柱半径R。最后，我们关闭这些补充材料，提出了一些实验结果表明，指数灵敏度的初始条件。
2016-10-26 physics.optics
Floquet Engineering of Two Dimensional Photonic Waveguide Arrays with $π$ or $\pm2π/3$ Corner states
本文从理论上研究了三种晶格结构中二维光子波导阵列的Floquet工程：具有Kekule畸变的蜂窝晶格、呼吸正方形晶格和呼吸Kagome晶格。相应晶格中的凯库勒失真因子或呼吸因子沿光子波导的轴向以频率$ω$周期性地变化。在一定的$ω$范围内，在准能谱的Floquet带隙中发现了Floquet角态，它们局域在有限二维阵列的角上.由于蜂窝晶格和正方晶格模型中的粒子-空穴对称性，Floquet $π$角态的准能级为$\pmω/2$。另一方面，由于Kagome晶格不具有粒子-空穴对称性，所以Floquet $\pm2π/3$角态的准能级接近于$\pm1ω/3$ .角态或者受到晶体对称性或者反射对称性的保护。Floquet分数$π$角态的发现为片上光子器件的设计提供了更多的选择。
2022-08-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Geometric Engineering of Flat Bands in a Single-layer Photonic Graphene
Department of Material Science and Engineering, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学材料科学与工程系）
本文提出一种简单有效的策略，通过单层蜂窝光子晶体板的几何扰动，实现辐射态平面波，从而调控拓扑相变和光子带结构。
2026-05-07 physics.optics
Tamm states in one dimensional photonic crystals containing left-handed materials
本文研究了由左手材料和右手材料交替构成的半无限一维光子晶体与均匀介质的界面处的电磁表面波，称之为左手光子晶体.我们发现了一种新型的表面模式的结构，即所谓的表面Tamm态，并证明了在光子晶体结构中的超材料的存在允许灵活地控制表面态的色散特性，并且可以支持具有反向能量流和涡旋状结构的Tamm态。
2006-07-19 physics.optics
In-situ three-dimensional strain engineering of solid-state quantum emitters in photonic structures towards scalable quantum networks
针对固态量子发射体光谱非均匀性挑战，开发了基于PDMS的低温兼容原位三维应变工程平台，实现了量子点发射能量独立调节与精细结构分裂消除，为可扩展量子网络提供强大工具。
2025-04-03 physics.optics quant-ph
One-dimensional disordered photonic structures with two or more materials
在这里，我们想讨论的光传输调制的周期性和无序的一维（1D）光子结构。特别是，我们将提出一些理论和实验研究结果，突出了独特的光学特性：i）一维周期性和无序的光子结构，由两种或更多种材料制成; ii）一维光子结构，其中的均匀性或高折射率层的聚集是受控的。我们也将集中在这些结构的制造方面。
2018-03-30 physics.optics
Engineering Interaction Dynamics in Active Resonant Photonic Structures
本文提出由带S弯微环谐振器、定向耦合器和连接波导构成的光子分子，通过非厄米设计实验实现厄米与非厄米交换相互作用，并在一维链和环形有源晶格中验证其可用于激光阵列锁相及非厄米拓扑晶格。
2021-02-07 physics.optics
Engineering chiral light--matter interaction in photonic crystal waveguides with slow light
我们设计了具有高效手性光-物质界面的光子晶体波导，可以与固态量子发射器集成。通过使用滑移面对称波导，我们表明，手性光-物质相互作用可以存在，即使在慢光的慢下来的因素高达$100$，因此光-物质相互作用表现出强烈的Purcell增强和手性。这允许针对发射器位置和频率的范围的接近统一的方向$β$因子。此外，我们设计了一个有效的模式适配器耦合光从一个标准的纳米束波导的滑移面对称光子晶体波导。我们的工作为在固态平台上进行未来的实验奠定了基础。
2016-10-04 physics.optics quant-ph
Photonic band-gap engineering for volume plasmon polaritons in multiscale multilayer hyperbolic metamaterials
本文从理论上研究了大波矢波（体等离子体激元）在具有两层结构的多层双曲型超材料中的传播。我们表明，当一个亚波长的金属-电介质多层（“子结构”）的参数调制（“超结构”）在一个更大的波长尺度上，所产生的多尺度双曲型超材料中的体等离子体激元的传播受到光子带隙现象。通过改变超结构的几何形状，可以对这种等离子体激元进行很大程度的控制。当这种几何形状是周期性的时，由于布拉格反射而在体等离子体带内形成阻带。当在另外的周期性超结构中引入腔层时，法布里-珀罗性质的共振峰存在于阻带内。更复杂的上部结构的几何形状也被认为是。例如，分形Cantor类多尺度超材料被发现在体积等离子体带中表现出特征性的自相似光谱特征。多尺度双曲型超材料被证明是一个有前途的平台，大波矢体等离子体波，无论是被认为是作为一种新的信息载体或远场亚波长成像。
2014-04-17 physics.optics
Can photonic heterostructures provably outperform single-material geometries?
针对现有光子优化性能界仅适用于单材料系统的局限，研究提出光子异质结构性能界定框架，验证了其在多层膜等结构吸收特性研究中的效用，可用于预判异质结构优于最优单材料结构的场景。
2023-07-26 physics.optics
Visualization of unidirectional optical waveguide using topological photonic crystals made of dielectric material
拓扑学的引入揭开了物理学的新篇章。拓扑系统提供了独特的边缘/界面量子态，这有望有助于新的自旋电子学的发展，并打开大门，以强大的量子计算。光学系统也可以受益于拓扑结构。在实空间中局域地构造一个具有双Dirac锥的蜂窝状光子晶体，诱导光子能带结构的拓扑跃迁，并利用后向散射免疫电磁输运建立了一个赝自旋单向光通道.由电介质材料制成的拓扑光子晶体可以为控制光的传播铺平道路，并有助于新的通信技术。
2016-10-25 physics.optics
Programmable photonics enabled by ferroionic two-dimensional materials
New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）；NYU Tandon School of Engineering, New York University（纽约大学坦顿工程学院）
研究针对传统计算架构局限，探讨铁离子二维材料在可编程光子学中的作用，利用其材料动力学实现多级光子态等，通过后端集成策略引入多功能性，为可重构等光子计算架构提供途径，助力神经形态和自适应光子系统发展。
2026-07-21 physics.optics
Miniaturization of photonic waveguides by the use of left-handed materials
我们提出在光波导结构中使用左手材料以将其厚度减小到远低于光的波长。我们证明，左手材料层，添加到一个平面波导的包层，而不是其核心，允许良好的光限制在亚波长薄波导。我们将观察到的行为归因于波导中电磁波相位演化的变化。该技术可用于光子集成电路的小型化。
2010-10-14 physics.optics
Photonic non-volatile memories using phase change materials
我们提出了一个全光子，非易失性存储器和处理元件的基础上的相变薄膜沉积到纳米光子波导。利用部分覆盖Ge_2Sb_2Te_5（GST）的光子晶体谐振器，可以实现集成光子电路中的多级存储操作。GST在从非晶态到晶态的转变时提供折射率的显著变化，这被利用来可逆地控制具有类似于光学晶体管的附加选通端口的微腔的消光比和谐振波长。我们的分析显示出良好的灵敏度GST内的结晶度，从而提供了非冯诺依曼神经形态计算的基础。
2012-08-07 physics.optics
Non-Hermitian engineering of single mode two dimensional laser arrays
本文提出了一种构造二维单模激光列阵的新方案。这是通过在激光器阵列和光子谐振器的有损伪等谱链之间引入光学耦合来完成的。这个离散水库的频谱是定制的，以抑制所有的主阵列的超模，除了基本的。这种频谱工程是方便的，采用Householder变换结合离散超对称。所提出的方案是通用的，并且原则上可以用于不同的平台，例如VCSEL阵列和光子晶体激光器阵列。
2016-09-04 physics.optics
Designer disordered materials with large complete photonic band gaps
我们提出了二维各向同性，任意尺寸的无序光子材料的设计与完整的带隙阻挡所有方向和偏振。具有最大间隙的设计通过约束优化方法获得，该方法从超均匀无序点图案开始，点阵列的数量变化在球形采样窗口内的增长速度比体积慢。我们认为，超均匀性，结合均匀的局部拓扑结构和短程几何秩序，可以解释如何完整的光子带隙是可能的，没有长程平移秩序。我们注意到电子和声子带隙在无序材料的分歧。
2010-07-21 physics.optics
Material effects in airguiding photonic bandgap fibers
研究了两种硅基空气波导光子带隙光纤的波导特性，着重研究了材料效应。非线性系数被发现是1-2个数量级小于那些在大模式面积的折射率引导微结构光纤。二氧化硅的材料色散对总色散有显著贡献，尽管小于10%的场能量位于光纤的二氧化硅区域中。这些研究结果表明，通过选择基础材料的分散工程可能是这种类型的纤维的可能性。
2003-07-16 physics.optics
Photonic magnetism and altermagnetism without magnetic materials
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文通过群论建立无磁介电材料构成的光学晶格中光子磁性的微观框架，实现多种光子磁相，突破材料与频率限制，在电信波长观测到对应电子自旋的自旋-动量锁定，为光调控与量子磁性模拟开辟新途径。
2026-09-02 physics.optics
Integrated Photonic Functions Using Anisotropic 2D Material Structures
基于二维材料的等离激元波导能够形成限制在几层材料周围的导模，是用于光子器件小型化的有前途的等离激元平台。尽管如此，这样的波导支持在波导芯中瞬逝的模式，其中大部分场集中在波导边缘周围，这与由3D电介质波导支持的模式不同，在3D电介质波导中，模式场具有振荡性质并且在中心处达到峰值。因此，可以在基于全内扩散模式的3D电介质波导内实现的许多光子器件和功能不能使用基于2D材料的等离子体结构来实现。在这项工作中，我们提出并演示了如何利用二维材料中的各向异性来定制二维材料波导支持的模式场。通过调节构成2D材料的材料吸收，这些2D模式的模式场可以被定制为围绕波导中心定位，这进而可以提高使用2D材料的基于耦合的光子功能的效率，从面内多模干涉耦合器到面外光辐射。使用诸如黑磷的天然各向异性2D材料，这些关键功能可以扩展通常在3D光刻中但使用2D材料实现的现有设备能力，从而允许实现2D等离子体电路而不需要依赖于3D层。
2021-12-14 physics.optics
Engineering photonic crystal slab modes for strong exciton-photon coupling and polariton dispersion control
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；Osipyan Institute of Solid State Physics RAS（俄罗斯科学院奥西皮扬固体物理研究所）
该研究数值模拟了周期倍增Si3N4光子晶体与MoSe2单层的混合结构，通过hBN厚度调谐将拉比分裂增强至8.5 meV，并控制极化激元色散，为强耦合平台提供新方案。
2026-10-02 physics.optics
Compact engineering of path-entangled sources from a monolithic quadratic nonlinear photonic crystal
光子纠缠态是量子科学的核心，它不仅为量子力学的研究提供了基础，而且也是研究各种量子技术的重要资源。集成实现这些量子态将保证高纠缠度，提高量子光学的便携性、稳定性和小型化等性能，是集成量子光学发展的必然趋势。在这里，我们报道了在单片二次非线性光子晶体中实现的可操纵光子路径纠缠态。晶体作为一个固有的分束器，将光子分配到相干空间模式，产生预示着单光子甚至吸引人的光束状双光子路径纠缠，其中纠缠的特征在于量子空间拍频。这种多功能纠缠源可以进一步扩展到高维形式和多光子水平，并涉及其他自由度，这为设计小型化量子光源铺平了道路。
2013-02-01 physics.optics quant-ph
