Radiation pressure and the distribution of electromagnetic force in dielectric media (II)
利用时域有限差分法（FDTD）计算了不同形状和光学性质的介质中及其周围的电磁场分布。借助于本构关系，我们继续计算束缚电荷和束缚电流密度，然后采用洛伦兹力定律来确定感兴趣的区域内的力密度的分布。对于几个简单的情况下，存在的解析解，这些解决方案被发现是完全符合我们的数值结果。我们还分析了更复杂系统中的场和力的分布，并讨论了我们的发现与实验观察的相关性。特别是，我们证明了单光束捕获的介质微球浸没在液体中的条件下，是典型的光镊。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
Momentum of the Electromagnetic Field in Transparent Dielectric Media
我们提出的论点赞成的命题，即光的动量内的透明电介质是算术平均的闵可夫斯基和亚伯拉罕动量。利用从静止到运动参考系的场（和坐标）的洛伦兹变换，我们证明了两个参考系之间电磁能量和动量的一致变换。我们还研究了静态的动量（即，时间无关的）电磁场，并表明之间存在的紧密联系的坡印廷矢量和动量密度延伸到整个频谱的零频率限制。在本文给出的具体例子中，非吸收介质材料内部的静态场具有闵可夫斯基动量。
2012-07-26 physics.class-ph physics.optics
Dispersion Characteristics of Accelerated Spacetime-Modulated Media
本文开辟了非均匀速度时空调制（STM）的超材料领域，与常适当的加速度或等效的，双曲线加速度的STM超材料的典型例子。结合广义相对论和经典电动力学的工具，它导出了这种奇异介质的色散关系，并报告了它的基本物理，其最显著的特征是光在与调制方向相反的方向上的弯曲。
2022-02-21 physics.optics
Radiation Pressure on Submerged Mirrors: Implications for the Momentum of Light in Dielectric Media
对浸没在介电液体中的反射镜的辐射压力测量一致地显示了液体中光子的有效闵可夫斯基动量。使用精确的理论计算的基础上麦克斯韦方程组和洛伦兹定律的力量，我们表明，这一结果是一个事实，即传统的镜子赋予，反射后，180度相移的入射光束的后果。如果镜子被设计成赋予不同的相位，那么有效动量将在闵可夫斯基动量和亚伯拉罕动量的两个极端之间的任何地方。由于在这两个极端之间的范围内的所有值在实验中同样可能被发现，我们认为，在一个电介质主机内的光子动量有亚伯拉罕和闵可夫斯基动量的算术平均值。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
Transformation Optics in Nonvacuum Initial Dielectric Media
先前的变换光学公式一般被限制为从相对简单的初始介质（例如真空）的变换，这是由于它们的非协方差的限制。我表明，一个完全协变的方法，使任意复杂的初始线性变换。
2010-11-02 physics.optics
Data transmission in long-range dielectric-loaded surface plasmon polariton waveguides
在本文中，我们报告成功地传输10 Gbit/s的开关键控（OOK）调制信号，通过长距离DLSPPW的数据流的一致性几乎可以忽略不计的退化
2014-07-23 physics.optics
New Electromagnetic Modes in Space-Time Modulated Dispersion-Engineered Media
我们报告了时空调制色散工程介质中的新电磁模式。这些模式表现出不寻常的色散关系，场分布和散射特性。它们是由耦合的同向时空谐波对产生的，并且发生在时空周期性介质中，其组成材料表现出特定的色散。用亚光速调制激发这种介质的平板导致能量在入射频率和由调制频率的倍数偏移的频率之间的周期性转移，而超光速调制产生指数增长的频率。这些模式可以在光混频器、太赫兹源和其他光学器件中找到应用。
2017-10-04 physics.optics
Eigenmodes of index-modulated layers with lateral PMLs
麦克斯韦方程组在包括由各向异性完全匹配层（PML）结束的有限数量的均匀各向同性介电区域的层中求解。边值问题的解决和内部的PML的色散关系推导。得到了每一层中任意数目区域的本征值方程的一般表达式，并考虑了两种偏振模式。求出了端部为平行四边形层的单层结构的模态函数，并导出了它们的正交关系。该方法可用于模拟介质目标的散射问题以及平板波导中的传输问题。它的潜力，以处理更复杂的问题，如从一个任意截面在开放空间中使用多层模式方法的目标的散射进行了简要的讨论。
2004-12-15 physics.optics
Momentum of an electromagnetic wave in dielectric media
大约一百年前，人们提出了两种不同的表达式来表示介质中电磁波的能量-动量张量。闵可夫斯基的张量预测了波在进入电介质时的线性动量会增加，而亚伯拉罕的张量则预测了它的减少。理论上的论点对双方都有利，实验证明无法区分两者。然而，更多的形式被提出，每一个都有他们的拥护者，他们认为他们提出的形式是唯一真正的张量。本文回顾了这场争论及其最终结论：没有电磁波能量-动量张量是完全的。当适当的伴随能量-动量张量的物质介质也被认为是，所有的各种建议张量的实验预测将永远是相同的，因此，优选的形式是有效的个人选择的问题。
2009-02-22 physics.class-ph physics.optics
Analytical solutions for optical forces between two dielectric planar waveguides immersed in dielectric fluid media
本文研究了两个高折射率介质平板波导在低折射率介质流体介质中的光学（横向梯度）力。作为对之前研究的补充，我们通过使用Minkowski应力张量公式来扩展光学力计算，以便考虑非真空（和非空气）背景介质;我们根据有效折射率推导出一组非常简单的方程。波导本征模。我们还使用了归一化版本的色散关系的方法来计算的光学力，以验证我们的结果为不同的介电流体介质。所有分析的情况下，两种方法之间的良好的协议。我们发现，由于槽波导效应，TM模式比TE模式对流体折射率的变化更敏感。此外，反对称TM 1模式的排斥光学力变得更强的折射率，而对称TM 0模式的吸引力变得更弱。在这项工作中提出的方法和结果提供了一个严格的分析，在更广泛的材料和应用的光学力驱动的纳米光学机械设备。
2016-07-05 physics.optics
Angular momentum of circularly polarized light in dielectric media
当通过麦克斯韦方程组检查时，已知圆偏振平面波没有角动量。然而，这与实验观察到的事实相矛盾，其中已知有限段的平面波能够将角动量传递给双折射血小板。使用的四个平面波传播在一个共同的方向略有不同的角度的叠加，我们推导出一个表达式的角动量密度的一个单一的平面波的极限时，四个光束的传播方向进入对齐。我们继续使用这种四光束技术来分析角动量守恒时，平面波进入介质板从自由空间。示出的光束的角动量减少后，进入电介质，凭借的事实，即入射光束施加在板表面上的扭矩在进入点。当光束离开平板时，它向出射面施加相等但相反的扭矩，从而在重新出现到自由空间中时恢复其初始角动量。一路上，我们推导出一个表达式的正常入射，有限直径的光束在电介质表面上的外向力，这个力和实验观察到的强烈照明下的液体表面的膨胀之间的可能关系进行了探索。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
Spatial distribution of Cherenkov radiation in periodic dielectric media
周期介质的非平凡色散关系影响切伦科夫辐射的光谱和空间分布。本文给出了任意三维和二维介质中切连科夫辐射在远场区的空间分布理论。根据布洛赫模展开式，得到了远场的简单解析表达式。给出了二维光子晶体中切伦科夫辐射的数值例子。发达的分析理论表现出良好的协议与数值严格的时域有限差分计算。
2009-05-18 physics.optics
Strong asymmetry of forward scattering effect from dielectric cubic nanoantenna in lossless media
介电光子学平台通过利用具有特殊光学特征的高折射率介电纳米天线提供了控制光散射的独特可能性。尽管全介电纳米光子学的领域不断发展，但仍然不清楚周围介质如何影响具有复杂多极响应的纳米天线的散射特性。在这里，我们报告的光散射的硅立方纳米粒子嵌入在无损介质中，支持光学共振响应。我们表明，在散射过程中的显着变化是由电磁多极共振经历光谱红移和扩大在整个可见光和近红外光谱作为介质的指数增加。最有趣的是，所考虑的纳米天线表现出宽带前向散射在可见光和近红外光谱范围内，由于高折射率介质中的克尔效应。宽带前向散射的显示效果对于介质影响至关重要的高要求应用至关重要，例如医疗保健：传感，治疗效率监测和诊断。此外，这项研究的见解预计将为设计纳米光子系统铺平道路，包括但不限于单一框架内的媒体中的惠更斯超颖表面。
2019-01-18 physics.optics
Wave reflection in dielectric media obeying spatial Kramers-Kronig relations
在最近的一项工作中，S.A.R. Horsley和同事[Nature Photon 9，436-439（2015）]相当有趣地表明，平面介电介质（其介电常数的实部和虚部通过空间Kramers-Kronig（KK）关系相关）是单向无反射的，无论入射角如何。这种迷人的性质，除了扩展我们对反射基本现象的理解外，还可能为设计具有有效光吸收的透明表面和薄材料提供新的方法。然而，KK介质通常描述的缓慢衰减的复介电常数分布，这可能会引入一些微妙的问题，在散射问题的研究。在这里，我们给出了一个关于介电分布虚部的条件，该条件保证了正确散射态的存在，并给出了无漏洞的KK介质单向无反射特性的证明。最后，我们表明，不稳定性可能会出现在界面处的KK介质时，介质是不纯粹的耗散。
2015-10-06 physics.optics quant-ph
Classical Propagation of Light in Spatio-Temporal Periodic Media
我们分析了电磁波在介电常数经历快速时间周期调制的介质中的传播。空间均匀和周期性介质进行了研究。均匀介质介电常数的快速周期性时间调制导致了类光子带隙现象的存在。在同时存在空间和时间周期性的情况下，电磁波谱被描述为一个四维立方体，定义了一个有效布里渊区。在空间周期和时间周期不一致的情况下，存在完全分散的点谱。
2006-10-18 physics.class-ph physics.optics
Characteristics of bound modes in coupled dielectric waveguides containing negative index media
研究了平面耦合波导中导波模式的特性。特别是，我们计算TM模式的色散关系，其中一个或两个引导层由负折射率介质（NIM）-其中的介电常数和磁导率都是负的。我们发现NIM波导轴内的坡印廷矢量可以改变符号和幅度，这一特征反映在色散曲线中。
2003-03-07 physics.optics
Electromagnetic Momentum in Dispersive Dielectric Media
当考虑色散效应时，亚伯拉罕和闵可夫斯基关于电介质中电磁动量的表达式都不能给出辐射的吸收体或发射体的正确反冲动量。与电介质中的场相关的总动量密度有三个贡献：（i）场的亚伯拉罕动量密度，（ii）与亚伯拉罕力相关的动量密度，以及（iii）由介质对场的响应的色散部分产生的动量密度，后者显然具有由D.F. Nelson [Phys.Rev.A44，3985（1991）]。所有这三个贡献都需要在电介质中的吸收体或发射体的反冲动量守恒。我们考虑交换的动量和作用在可极化粒子上的力（例如，当光脉冲入射到宿主电介质上时，宿主电介质中的原子或小电介质球），包括电介质的色散以及粒子对场的响应中的色散分量。在慢光介质中，这种力可以大大增加。
2009-10-05 physics.optics
Perturbative Born theory for light scattering by time-modulated scatterers
Institute of Nanoscience and Nanotechnology, NCSR “Demokritos”（德谟克利特国家科学研究中心纳米科学与纳米技术研究所）；Section of Condensed Matter Physics, National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波季斯特里安大学凝聚态物理系）
本文提出基于微扰方法的电磁散射理论框架，研究时间周期性变化介电常数的粒子散射，推导了动态系统的散射矩阵表达式，并通过分析各向同性电介质球和高介电常数圆柱体，展示模正交性对非弹性散射的抑制及参数调谐对其增强的作用。
2026-04-20 physics.optics
Effective photons in weakly absorptive dielectric media and the Beer-Lambert-Bouguer law
我们推导出有效的光子模式，有利于一个直观和方便的图片光子动力学结构的Kramers-Kronig电介质在弱吸收的限制。每种模式都与有效线宽相关联，有效线宽决定了光子的时间衰减率。这些结果，然后应用到获得的Beer-Lambert-Bouguer定律的色散，弱吸收电介质材料组成的结构介质中的单向传播的吸收系数的表达式。
2014-04-18 physics.optics quant-ph
Parity-time symmetry phase transition in photonic time-modulated media
The University of Hong Kong（香港大学）
本文研究时间调制光子介质中的时间宇称-时间对称性，证明其是获得实本征值谱的必要非充分条件，并揭示介电常数实虚部调制深度对比决定相变，通过Magnus展开和全波模拟验证了该相变。
2025-07-04 physics.optics
Photon Momentum in Linear Dielectric Media
根据科学文献，光子在简单线性电介质中的动量是$\hbarω/(nc)$或$n\hbarω/c$，其中单位矢量${\bf \hat e}_k$在传播方向上。这些动量通常用于争论百年之久的亚伯拉罕-闵可夫斯基争议，其中电介质中电磁场的动量密度是亚伯拉罕动量密度${\bf g}_A={\bf E}\times{\bf H}/c$或闵可夫斯基动量密度${\bf g}_M={\bf D}\times{\bf B}/c$。在光在电介质中传播的特定情况下，基本光激发（光子）通常称为偏振。应用相对论能量公式，我们发现电介质中极化激元的总动量为$\hbarω{\bf \hat e}_k/c$，对应于总动量密度${\bf g}_T=n{\bf E}\times{\bf B}/c$。
2015-11-16 physics.optics
Electromagnetic wave propagation in spatially homogeneous yet smoothly time-varying dielectric media
我们在经典电动力学的框架内，探讨电磁波通过空间均匀但平滑的时间依赖性介质的传播和变换。通过将在有限周期τ内发生的平滑过渡建模为介电常数的唯象现实和S形变化，推导出了麦克斯韦方程组关于电位移的超几何函数的解析精确解。使用这种解决方案，我们显示的可能性，放大和衰减的波，并将其与随时间变化的介电常数的减少和增加。此外，我们证明，这种波和非平稳介质之间的能量交换导致的变换（或转换）的频率。我们的研究结果可能为在时变结构中实现可控的光-物质相互作用铺平道路。
2015-11-18 physics.optics
Replacement of ensemble averaging by the use of a broadband source in scattering of light from a one-dimensional randomly rough interface between two dielectric media
利用相位微扰理论，我们证明了，如果一个单一实现的一维随机粗糙界面之间的两个介质被照射在垂直入射从任何一个介质的宽带高斯光束，它产生一个散射场，其微分反射系数与通过对单色入射光束在整个实现上产生的微分反射系数求平均而产生的结果非常匹配接口配置文件功能。
2017-10-19 physics.app-ph physics.optics
Energy estimates for wave amplification in quasiperiodic Fibonacci time-modulated media
针对准周期斐波那契时间调制介质中的波放大问题，提出用时间超胞近似斐波那契时间准晶的方法，可预测参量放大区域并准确估计能量增长率。
2025-11-14 math-ph math.MP physics.optics
A local model for the optical energy and momentum transfer in dielectric media and the microscopic origin of Abraham's force density
本文基于经典偶极子源电磁表述建立能量与动量连续性方程，提出微观质量极化激元模型，并阐明 Abraham 光学力密度源于诱导偶极子与机械应力的相互作用。
2024-06-21 physics.optics
Quantum Vacuum Contribution to the Momentum of the Dielectric Media
分析了物质与电磁场之间的动量传递。相关的运动方程和守恒定律推导使用相对论形式主义。他们的对应关系的各种，乍一看自相矛盾，实验数据（所谓的亚伯拉罕-闵可夫斯基争议）证明。预言了一种新的类Casimir量子现象：真空涨落对介电液体在电场和磁场交叉作用下运动的贡献。由于高频真空模式的贡献，可以预期$50nm/s$附近的速度。
2003-04-28 cond-mat.other physics.optics
Controlled opacity in a class of nonlinear dielectric media
受设计和定制超材料的新技术的启发，我们寻求某些类别的非线性光学材料的特性，这些材料通过施加外部电磁场允许可逆控制的不透明到透明相变。我们研究了一些数学上简单的模型介质的介电参数和计算相关的几何量，描述的速度和偏振的光线。
2017-03-28 gr-qc physics.optics
Monochromatic high-harmonic generation by Bessel-Gauss beam in periodically modulated media
针对高次谐波产生宽光谱限制单波长应用的问题，提出利用Bessel-Gauss光束与周期性调制气体介质直接产生单色高次谐波的方法，经解析计算与数值模拟验证，无需额外单色化光学元件，显著提升了通量并简化了装置。
2024-03-11 physics.optics
Homotopy analysis method applied to second-order frequency mixing in nonlinear optical dielectric media
利用同伦分析方法研究了非线性光学介质中的经典三波混频问题。我们表明，幂级数的基础上建立一个通用的多项式表达式，可用于研究任意输入参数的三波混频。研究了相位失配和相位完全匹配的情况。使用HAM与幂级数的基础上，研究了导致广义和差频生成的参数，并与显式有限差分近似进行了比较。通过增加辅助参数，扩大了收敛区域。
2019-12-18 physics.optics
STAR-FDTD : Space-time modulated acousto-optic guidestar in disordered media
本文提出STAR-FDTD方法，利用时空调制声光导星结合迭代光学相位共轭，在无序介质中实现光经标记区域的最大透射引导，并开源MATLAB代码包。
2024-08-10 physics.optics
Ponderomotive forces on waves in modulated media
通过瞬时交叉相位调制的波的非线性相互作用可以以与高频电磁场中的有质动力波-粒子相互作用相同的方式被投射。当探测波的射线散射由第二调制波产生的下层介质的扰动时，就像带电粒子散射准周期场一样，有质动力效应出现。与点粒子动力学相似，它本身也被这个理论推广，导致了波操纵的新方法，包括光的不对称障碍。
2014-02-24 math-ph math.MP nlin.SI
Generalized 4 $\times$ 4 Matrix Formalism for Light Propagation in Anisotropic Stratified Media: Study of Surface Phonon Polaritons in Polar Dielectric Heterostructures
本文提出了一种广义的4 $\times$ 4矩阵形式来描述光在双折射分层介质中的传播。与以前的工作相比，我们的算法能够处理任意各向异性或各向同性，吸收或非吸收材料，是免费的不连续的解决方案。我们计算的反射和透射系数，并推导出方程的电场分布的任何数量的层。该算法是容易理解的，并且可以直接在计算机程序中实现。为了证明该方法的能力，我们计算的反射率，电场分布，和色散曲线的表面声子极化激元激发在奥托几何选定的模型系统，在那里我们观察到几个不同的现象，从临界耦合模式分裂，和表面声子极化激元在双曲介质。
2017-07-03 physics.optics
Surface Plasmon Polariton Excitation in Time-modulated Media
Imperial College London（帝国理工学院）；Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）
本文提出利用阶跃式时间调制在类 Drude 金属中激发和耦合输出表面等离激元极化子，通过时域有限差分模拟验证了时间调制对等离激元发射、辐射、时间反射波及静磁模式的作用，为时间变化系统中主动控制等离激元提供了新途径。
2026-10-05 physics.optics
Ultrasound modulated optical tomography in scattering media: flux filtering based on persistent spectral hole burning in the optical diagnosis window
超声调制光学层析成像（UOT）是一种功能强大的成像技术，可以根据其光学特征区分健康和不健康的生物组织。在众多的检测技术开发的声光成像，只有那些基于光谱滤波是本质上免疫散斑去相关。本文报道了在中等强度（200 G）的磁场中，利用Tm：YAG晶体的光谱烧孔进行UOT成像。深而持久的孔转化为更高效的UOT成像，具有更高的对比度和更快的成像帧速率。我们证明了这种方法的潜力成像校准幻影散射凝胶。
2018-08-28 physics.atom-ph physics.med-ph physics.optics
Backscatter analysis based algorithms for increasing transmission through highly-scattering random media using phase-only modulated wavefronts
最近的理论和实验进展揭示了在强后向散射随机介质中存在所谓的“完全透射”波前，其透射系数接近1。这些完全透射的本征波前可以通过空间振幅和相位调制来合成。在这里，我们考虑使用相位调制波前的传输增强的问题。我们开发了物理上可实现的迭代和非迭代算法，通过这种随机介质使用后向散射分析增加传输。我们从理论上表明，尽管只有相位调制约束，非迭代算法将实现至少约25 $π$ %或约78.5%的传输假设有至少一个完美的传输本征波前和传输矩阵的奇异向量服从最大熵原理，使它们是各向同性随机的。我们用完全光谱精确的模拟器数值分析了二维相位调制传输的极限，并提供了严格的数值证据，证实了我们在具有周期性边界条件的随机介质中的理论预测，该介质由数十万个非吸收散射体组成。我们通过数值模拟表明，我们已经开发的迭代算法收敛迅速，产生高透射波前使用相对较少的测量的后向散射场。具体地，在非迭代算法产生约78.5%的透射率但需要测量整个模态反射矩阵的情况下，最佳性能的迭代算法仅使用15-20次测量就产生约70%的透射率。
2014-06-20 cond-mat.dis-nn physics.optics
Fresnel Drag in the Homogenization Limit with Space-Time-Modulated Wire Media
University of Mississippi（密西西比大学）；University of Lisbon – Instituto Superior Técnico and Instituto de Telecomunicações（里斯本大学-高等技术学院和电信研究所）
本文提出仅通过纯电调制金属响应的时空调制线介质，克服了传统方法需同时调制介电常数与磁导率的局限，实现了具有合成菲涅耳曳引效应的非互易双各向异性有效介质。
2026-07-31 physics.optics
Enhancing Near-Field Radiative Heat Transfer between Dissimilar Dielectric Media by Coupling Surface Phonon Polaritons to Graphenes Plasmons
该研究通过在 LiF 表面覆盖石墨烯，将其 SPhPs 与石墨烯 SPPs 耦合，使 SiC-LiF 间近场辐射热通量增强 2.7–3.2 倍并实现准单色传热。
2024-10-04 physics.app-ph physics.optics
Quantum-statistical approach to electromagnetic wave propagation and dissipation inside dielectric media and nanophotonic and plasmonic waveguides
量子统计效应发生在电磁（EM）波在电介质或超材料内的传播期间，所述电介质或超材料包括具有耗散和噪声的一大类纳米光子和等离子体波导。利用线性介质中薛定谔方程和麦克斯韦方程组之间的形式类比，我们严格推导出描述这种传播的有效哈密顿算子。该算子在一般情况下基本上是非厄米的，在某些特殊情况下是伪厄米的。使用一般的非厄米哈密顿密度算子的方法，我们推导出一个主方程，描述的统计合奏的电磁波模式。该方法还描述了在波的传播过程中发生的量子耗散和退相干过程，并且，除其他外，它揭示了控制上述材料内部的能量和信息损失所必需的条件。
2016-09-15 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Event-based simulation of light propagation in lossless dielectric media
我们描述了一种基于事件的方法来模拟电磁平面波通过电介质的传播。基本构建块是能够模拟平面界面的确定性学习机。我们表明，网络的两个这样的机器可以模拟光通过一个平面平行板的传播。通过适当选择参数，该设置可以用作分束器。通过从平面平行板构造马赫-曾德尔干涉仪来说明模拟方法的模块化，整个系统再现波动理论的结果。基于事件的平面平行板模型的推广也被用来模拟周期性分层介质。
2010-12-11 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Radiation pressure and the distribution of electromagnetic force in dielectric media
电磁辐射力在电介质中和周围的详细分布可以通过直接应用洛伦兹力定律结合麦克斯韦方程组来获得。我们开发了一个理论的力施加在自由表面上的聚焦光束，以及在透明的电介质的体积内。虽然介质可以是固体或液体，但这里我们强调公式对液体的应用，因为至少在原则上，表面变形和液体运动是可测量的。我们的理论预测，在从自由空间进入液体时，光束在入口表面上施加向外的垂直力，该力倾向于产生局部凸起。然而，这种表面力，是弱得多，比流行的理论预测，并在目前的信念相反，被发现依赖于入射光束的偏振状态。在液体的体积内，我们预测辐射力倾向于在聚焦点的四个角处产生四个反向旋转的漩涡;这些漩涡内的旋转感取决于入射偏振的方向。关于辐射力的这些与传统智慧的显著偏离源于洛伦兹定律的修正，该定律适用于电介质中的束缚电荷/电流。
2012-07-11 physics.optics
Diffractionless propagation through Kapitza stratified media
我们表明，在一个快速调制的介电常数与大的调制深度（Kapitza介质）的存在下，一个新的和强大的制度的无衍射电磁传播发生。当介电分布的平均值与深度之比与调制周期和波长之间的小比率相当时，会发生这种情况。我们表明，标准的有效介质理论是不足以描述拟议的制度，它的发生并没有实质性地阻碍介质损失。我们检查所提出的制度的可行性，通过一个大的调制深度的金属-电介质分层介质的亚波长成像特性进行了分析研究。
2012-09-21 physics.optics
Theory of Cherenkov radiation in periodic dielectric media: Emission spectrum
切伦科夫辐射在存在非平凡色散关系的介质时被大幅修改。本文研究了点电荷在三维和二维光子晶体中运动时的切伦科夫发射谱。辐射功率的频谱分布的精确的解析表达式得到的布洛赫模式展开。由此产生的表达式减少到一个简单的轮廓积分（3D的情况下）或一维和（2D的情况下）的倒易空间的一小部分，这是由广义切伦科夫条件定义。我们将我们的方法应用到一个特定的情况下，一个电子移动不同的速度在一个二维正方形晶格光子晶体。我们的方法与严格的时域有限差分数值计算表现出很好的一致性，同时对计算资源的要求较低。
2009-01-07 physics.optics
Spontaneous emission in anisotropic dielectrics
原子的发射性质是量子理论和光-物质相互作用的基础。在宏观介质的背景下，准确的知识，其是重要的，无论是在当前的量子技术，以及在基础研究。而对于各向同性介质，这是一个研究得很好的问题，各向异性介质的理论还存在很大的空白。特别是，据我们所知，一般各向异性介质中的自发发射率的显式表达式尚未提出。本文首先导出了计算单轴介质中辐射率的量子化电磁场算符。对于双轴介质的更一般的情况下，我们提出了一个近似的表达单轴介质的极限情况之间的插值。我们支持我们的模型与数值模拟，这是在典型的介质配置的强烈协议，并进一步显示如何本地场效应可以考虑在模型中。
2020-07-22 physics.optics quant-ph
Local-field effects in radiatively broadened magneto-dielectric media: negative refraction and absorption reduction
我们给出了一个微观推导的克劳修斯-莫索蒂关系的均匀和各向同性磁介质的辐射加宽的原子振荡器。为此，图系列的电磁传播精确地计算为一个无限的双立方晶格的介电和磁偶极子的晶格常数小的谐振波长相比，$λ$。通过适当引入奇异自相互作用项，以自洽的方式考虑了基元振子跃迁频率和线宽的变化。我们表明，在辐射展宽的介质充分接近自由空间共振的折射率的实部接近值-2的极限$ρλ^3 \gg 1$，其中$ρ$是散射体的数量密度。因为同时虚部消失，因为$1/ρ$局部场效应对于实现低损耗负折射率材料可以具有重要的后果。
2007-09-27 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Two-Frequency Radiative Transfer. II: Maxwell Equations in Random Dielectrics
研究了一般随机双各向异性介质中电磁波的空频相关性，其本构张量为复厄米矩阵。引入极化波的双频Wigner分布（2f-WD）来描述极化波的空频相关性，并从麦克斯韦方程组出发推导出封闭形式的Wigner-Moyal方程。从Wigner-Moyal方程出发，采用多尺度展开法，导出了双频辐射转移（2f-RT）方程。对于最简单的各向同性介质，结果与钱德拉塞卡的传输方程一致。在双折射介质中，由于不存在退偏，2f-RT方程采用标量形式。一些双折射介质，如手征，单轴和回转介质进行检查。对于各向同性介质中的非偏振波，2f-RT方程简化为前面在第一部分中导出的Fokker-Planck方程。对于双折射介质，从标量2f-RT方程导出了类似的Fokker-Planck方程。
2007-10-01 physics.optics
Theory of optical tweezing of dielectric microspheres in chiral host media and its applications
本文首次报道了嵌入手征介质中的球形电介质粒子光镊理论。我们开发了一个分波（米氏）展开计算的光学力作用在介质微球照射的圆偏振，高度聚焦的激光束。当选择与介质相同旋向的偏振时，轴向陷阱稳定性得到改善，从而允许高折射率粒子的镊子效应。当颗粒被外力离轴移位时，其平衡位置通过光学扭矩的机械效应绕光轴旋转。当考虑比波长大几倍的半径时，在手性主介质的存在下，光学扭矩和旋转角度都大大增强。在这个范围内，旋转的角度强烈地依赖于微球半径和主介质的手性参数，这两个参数的定量表征开辟了道路。可测量的角度预测，即使在自然发生的手性溶质的情况下，允许一种新的全光学方法，本地探测在纳米尺度的手性响应。
2020-09-25 physics.optics
Strong Superradiance of Coherently Coupled Magnetic Dipole Emitters Mediated by Whispering Gallery Modes of a Subwavelength All-Dielectric Cavity
磁偶极子（MD）发射体与普通光子谐振腔的相互作用通常很弱，这部分是由于谐振腔的近场磁场增强较弱。在这里，我们表明，耳语画廊模式（WGM）的亚波长介质腔不仅可以大大提高MD发射器的发射速率，但也带来了有效的耦合之间的相干MD发射器。在WGM腔中，单个发射极的最大发射率（γmax）发生在场型的波腹处。MD发射器的发射也可以受到另一个相干发射器的极大影响，这取决于WGM的磁场响应。最大贡献也可以达到γmax。值得注意的是，由于WGM的高质量特征，相干MD发射器的合作发射率在所考虑的范围内不随距离衰减。与发射相反，发射体的吸收几乎不受WGM介导的发射体之间的相干耦合的影响。发光和吸收性能的差异与WGM的激发行为密切相关。我们的研究结果是重要的增强磁光物质的相互作用。
2022-11-24 physics.optics
Nonlinear polariton waves in dielectric medium
从理论上研究了声子极化激元非均匀谐波、椭圆余弦波和空间孤子在无限介质中传播的特性，计算了非线性矢量极化激元波的形状。我们解析地得到了自聚焦和自散焦介质中线偏振非线性极化激元波的包络。
2012-10-02 physics.optics
Classical electrodynamics as a tool to examine optical effects of chiral dielectrics and media with magnetic conductivity
本文基于 Maxwell 方程与本构关系建立波动方程，分析手征及含磁流介质的圆双折射和旋光本领，并提出符号反转作为光学判据。
2024-06-11 hep-th physics.optics
The Quantum Vacuum of Complex Media. A Unified Approach to the Dielectric Constant, the Spontaneous Emission and the Zero-Temperature Electromagnetic Pressure
我们从一个关键的角度研究了几个量子电动力学现象通常涉及到真空电磁（EM）在复杂介质中的波动。用微观图解法计算了介质中的共振位移、自发发射率、局域态密度和vanderWaals-Casimir压强。我们发现，在最近的一些作品中，这些效果不能归因于EM真空的能量的变化，但介电自能的变化。这种能量是介电组分的裸极化率与实际极化真空的EM波动相互作用的结果。我们已经找到了一个精确的表达式，这些波动的频谱在统计均匀的电介质。这些波动结果是不同的正常的辐射模式。后者携带零点能量（ZPE）。关于自发发射，我们澄清了辐射的性质和所谓的局部场因素的起源。与以前的工作相比，发现了重大的差异。我们对辐射和非辐射能量转移现象进行了详细的分析。本文给出了麦克斯韦-加内特介质中间隙杂质的衰减率和大腔体中实质杂质的衰减率的解析公式。有效介电常数的构造是一个自洽问题。根据零温时介质自能的变化计算了复杂介质中的范德华压力。一个额外的辐射压力似乎与电磁真空能量的变化。
2009-12-16 hep-th physics.optics quant-ph
Numerical studies of the scattering of light from a two-dimensional randomly rough interface between two dielectric media
研究了偏振光从一种介质入射到其与另一种介质的二维随机粗糙界面上的散射。一个简化的瑞利方程的散射振幅的情况下，其中p-或s-偏振光入射到这个接口，没有假设被有关的介质的介电函数。严格的，纯数值的，非微扰的解决方案，这个方程。它们用于计算界面的反射率和反射率、平均微分反射系数以及散射光强度的全角度分布。这些结果得到的情况下，入射介质是光学密度较低的介质，并在其中它是光学密度较高的介质的情况下。在后一种情况下获得的结果中存在从金属表面的X射线散射中观察到的Yoneda峰的光学类似物。布儒斯特散射角漫散射的调查，让人想起平坦界面反射的布儒斯特角，但强烈依赖于入射角。当透射场的贡献与散射场的贡献相加时，发现计算结果满足么正性，误差小于$10^{-4}$。
2016-04-15 physics.comp-ph physics.optics
Negative refraction in active and passive media: a discussion of various criteria
在各向同性介质磁性材料中，表征负折射的条件有三种。在这里，我们证明，虽然所有不同的条件是等效的纯被动介质，它们是不同的，如果主动媒体被认为是。此外，这些标准也可以应用于声学材料中的负折射，其中我们可以用体积模量$κ$代替介电常数$ε$，并且用质量密度$ρ$代替磁导率$μ$。
2014-09-11 physics.optics
Multi-ring necklace vortex solitons in Kerr nonlinear media with azimuthally modulated Bessel potentials
College of Physics and Electronics Engineering, Shanxi University（山西大学物理电子工程学院）；Shanxi Key Laboratory of Wireless Communication and Detection（山西省无线通信与探测重点实验室）；Department of Physical Electronics, School of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Tel Aviv University（特拉维夫大学电气工程学院物理电子学系）；Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学高等研究院）
在Kerr非线性介质中，通过方位调制贝塞尔势实现多环涡旋项链孤子的稳定生成，为复杂光场操控提供新途径。
2026-02-21 nlin.PS physics.optics
Super-resolved multimodal multiphoton microscopy with spatial frequency-modulated imaging
超分辨远场显微镜已经成为一种强有力的工具，用于研究物体的结构，其分辨率远低于光的衍射极限。迄今为止报道的几乎所有超分辨率成像技术都依赖于探针分子的真实能量状态来规避衍射极限，从而防止通过诸如谐波产生（HG）的虚拟能量状态发生的对比机制的超分辨率成像。在这里，我们报告的超分辨率技术的基础上SPatIal调频成像（SPIFI），允许超分辨非线性显微镜与任何对比机制，并与单像素检测。我们展示了生物和无机介质中双光子激发荧光（TPEF）和二次谐波产生（SHG）的多模态超分辨图像。多光子SPIFI（MP-SPIFI）提供的空间分辨率高达衍射极限以下2 $η$，其中$η$是非线性强度响应的最高功率。MP-SPIFI不仅有可能在光学薄介质中提供增强的分辨率，而且有希望在散射介质中提供深度超分辨成像-打开了$\textit{in vivo}$超分辨成像的可能性。
2015-08-14 physics.optics
