Nonlinear TM Modes of the Symmetric Hyperbolic Slab Waveguide
对双曲介质中具有立方非线性响应的各向同性介质层构成的对称平板波导中的导波模式进行了理论研究。双曲介质的光轴垂直于平板平面。如果波导芯的介电常数大于双曲介质的非常介电常数，则每个TM模式具有两个截止频率。这些模式的色散关系的发现和数值求解的情况下，聚焦和散焦介质的核心。在给定频率下可能的模式的数量取决于所施加的场强。结果表明，在波导中TM模传播常数为零是可能的。此外，在自散焦的情况下，它们可以通过增加场强来获得。分析了该模式的传播常数和宽度与辐射强度的关系。
2017-02-28 physics.optics
Phase-controlled super-modes in a `lossy' tri-waveguide coupled micro-ring resonator system
Department of Electrical and Electronic Engineering, Photon Science Institute, The University of Manchester（曼彻斯特大学电气与电子工程系、光子科学研究所）
该研究通过时域耦合模理论建模，探究有损三波导耦合微环谐振器的相位控制超模效应，研制出可按需呈现吸收或透明谐振峰的新型相干驱动有损耦合微环谐振器。
2026-11-04 physics.optics
Effective-medium-cladded dielectric waveguides for terahertz communications
太赫兹通信是未来短距离点对点无线数据传输的一种很有前途的模式，传输速率高达每秒太比特。实现这一目标的一个里程碑是开发一个高效率的集成发射机和接收机平台。一个关键的使能部件是具有宽带宽和低色散的平面波导结构。本文提出了一种有效介质包覆的无衬底全介质波导，用于宽带低损耗、低色散的太赫兹波传输。这种自支撑结构仅内置于具有空气穿孔的单个硅晶片中，以减轻金属中的显著吸收和太赫兹频率下的吸收。所实现的波导可以覆盖整个260至400 GHz，在两个正交偏振的单一主导模式。模拟结果表明，对于E_11^x模，整个频带内的衰减范围为0.003至0.024 dB/cm，而对于E_11^y模，衰减范围为0.008至0.023 dB/cm。受测量装置的限制，在335 GHz的3 cm波导上实验实现了28 Gbit/s的最大无差错数据速率。我们进一步演示了通过该波导传输未压缩的4K分辨率视频。该波导平台有望集成各种有源和无源元件。因此，我们可以预见它是未来太赫兹集成电路的潜在候选者，类似于光频率的光子集成电路。
2019-05-16 physics.optics
TE and TM Modes in Metallic Waveguide Filled With a Lossless and Fully Anisotropic Medium
本文给出了填充均匀、各向异性、无耗介质的金属波导中存在纯TE模和TM模的条件。该条件是完全各向异性介质的介电常数和磁导率张量之间的关系。文中给出的理论是经典电磁波导理论的推广。最后，我们利用商业软件COMSOL Multiphysics模拟了填充均匀、各向异性、无损耗介质的金属波导问题。数值实验表明，文中所支持的条件确实证实了各向异性波导中纯TE模和TM模的存在。
2023-02-10 physics.class-ph physics.optics
Quasi-waveguide amplifiers based on bulk laser gain media in Herriott-type multipass cells
本文提出一种基于Herriott型多程池和块状增益介质的准波导激光放大器结构，通过重复聚焦实现长距离受限传播，Ti:sapphire实验验证表明该结构因热负荷分布可获得更高放大增益。
2024-04-23 physics.optics
Localization of light in a lamellar structure with left-handed medium : the light wheel
本文用复平面分析法严格研究了左手单模波导和右手单模波导之间的反向耦合。光在这种层状结构中旋转，形成一种非常奇特的模式，我们称之为光轮。光轮可以使用倏逝波耦合或通过将源放置在波导之一中来激发。因此，这种结构可以被看作是一种新型的空腔。这是一种抑制介质平板导模的方法。
2007-08-29 physics.optics
Design of cycloidal rays in optical waveguides in analogy to the fastest descent problem
本研究类比经典力学最速降线问题，设计梯度折射率介质中的摆线光波导，揭示其频率相关聚焦成像及滤波响应特性。
2024-04-03 physics.optics
Sub-Poissonian Light in a Waveguide Kerr-medium
本文研究芯片波导中Kerr介质产生亚泊松光的能力，提出新解析公式，数值显示在几米长波导中100 mW功率下可实现5-15 dB光子噪声抑制。
2025-08-12 physics.optics quant-ph
Enhancing light transmission through a random medium with inhomogeneous scattering and loss
通过对激光入射波前的整形，提高了光在具有空间非均匀散射和损耗的无序波导中的总透射率。使用片上锥形引线，我们能够利用空间光调制器访问波导中的所有输入模式。自适应波前整形导致输入光选择性地耦合到高传输通道，其绕过波导中的较高散射和损耗的区域。散射和损耗的空间不均匀性导致能量通量重定向到具有较少散射和损耗的光路，以最大化通过系统传输的总能量。本工作证明了波前整形在非均匀散射介质中光传输相干控制中的作用，这在实际应用中很常见。
2016-10-21 physics.optics
Overcoming the tradeoff between confinement and focal distance using virtual ultrasonic optical waveguides
传统的光学透镜已经被用于聚焦来自外部的光而不干扰介质。聚焦光斑大小与传统透镜中的焦距成比例，导致在目标介质中的穿透深度与空间分辨率之间的折衷。我们已经表明，虚拟超声雕刻梯度折射率（GRIN）光波导可以在目标介质中形成，以引导和转向光而不干扰介质。在这里，我们证明了这样的虚拟波导可以中继外部聚焦光束通过介质超出外部物理透镜的焦距，以延长穿透深度，而不影响光斑大小。此外，可以通过重新配置虚拟波导来调谐光斑大小。我们表明，这些虚拟梯度折射率波导可以形成在透明以及混浊介质中，以提高限制和对比度的聚焦光束在目标位置。这种方法可以扩展到实现外部物理透镜和原位虚拟波导的复杂光学系统，以扩展光学方法的范围和灵活性。
2020-06-18 physics.app-ph physics.optics
Vector Laguerre-Gauss beams with polarization-OAM entanglement in a graded-index medium
结果表明，在梯度折射率介质中，具有偏振轨道角动量纠缠的矢量涡旋拉盖尔-高斯模是麦克斯韦方程组的矢量解.研究了具有非零方位折射率和径向折射率的线偏振和圆偏振涡旋光束在圆柱形梯度折射率介质中的聚焦。分析了考虑自旋轨道效应和非傍轴效应后的波形随距离的变化。研究了渐变折射率圆柱形光波导中模式干涉引起的波包的长期周期性恢复效应。强聚焦光斑通过光波导在长距离上的高效传输伴随着一段恢复期而发生。
2015-12-15 physics.optics
Contribution of evanescent waves to the effective medium of disordered waveguides
我们考虑波通过有限宽度的导线或波导内的无序薄板传播。在密集弱散射极限下，复反射和透射系数（相干场）的统计特性与隐失模或封闭通道的贡献密切相关，导致有效折射率的实部对封闭通道的影响非常敏感。相反，倏逝模在透射率和反射率的统计平均值中不起作用。理论预测，微扰玻恩级数展开的基础上，在无序线的数值模拟是非常一致的。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Radiation of surface polaritons by an annular beam coaxially enclosing a cylindrical waveguide
本文研究环形光束同轴包围圆柱波导时表面极化激元的辐射，利用格林并矢推导电磁场与能量损耗，发现中间光束速度产生最高谱峰，透明介质极限下频谱离散。
2025-04-20 physics.optics
Sagnac Interferometry in a Slow-Light Medium
我们用Sagnac干涉仪测量了室温铷蒸气在780.2nm处D_2线上的色散和吸收特性。我们应用泵浦光束，使得所得的λ系统表现出电磁感应透明。使用“偏置对准”技术，我们展示了一种直接和强大的方法来测量折射率的快速变化。这种“慢光”Sagnac干涉仪非常适合精密测量应用，如磁力测量和惯性传感。
2005-12-14 physics.atom-ph physics.optics
Light-driven mass density wave dynamics in optical fibers
我们最近开发了光的质量极化子（MP）理论来描述透明块状材料中的光传播[Phys. Rev. A 95，063850（2017）]。MP理论是通用的，因为它是基于协方差原理和基本的自然守恒定律。因此，它也可以应用于非均匀和色散材料。在这项工作中，我们应用光的MP理论来描述光在阶跃折射率圆波导中的传播。研究了波导中电场和磁场的本征模，并利用这些本征模计算了光弹性连续动力学（OCD）中用于模拟波导中介质原子动力学的光学力密度。我们证明了波导中的总动量和角动量是由场和介质的耦合态携带的。特别是，我们专注于原子的动力学，这还没有被覆盖在以前的理论，只考虑在波导场动力学。我们还研究了在弛豫过程中产生的弹性波从波导中的原子位移。
2018-08-13 physics.optics
Correction to the Effective Refractive Index and the Confinement Factor in Waveguide Modeling for Quantum Cascade Lasers
本文导出了量子级联激光器波导设计中的有效介质折射率和限制因子的计算公式，与以往文献中的计算公式相比，应用严格的微扰理论，考虑了波导结构和材料的各向异性光学增益和非厄米特性的影响，对限制因子和有效增益作了百分之几的修正。这个结果可以很容易地推广到任何具有分层结构的光学器件。
2021-07-20 physics.optics
Free-carrier driven spatio-temporal dynamics in amplifying silicon waveguides
本文从理论上研究了放大介质中硅波导中自由载流子诱导的连续波时空动力学。光的传播是由一个立方金-朗道方程耦合的常微分方程占自由载流子动力学。我们发现，由于自由载流子色散，连续波调制不稳定的异常和正常的色散制度和混沌产生不稳定的加速脉冲。
2014-01-20 physics.optics
Efficient diffraction control using a tunable active-Raman gain medium
本研究提出利用N型铷原子蒸气的可控相干拉曼过程，结合高斯拉曼场与拉盖尔-高斯控制场构建全光可调谐无损耗波导，可将弱探测光任意模式引导数个瑞利长度且无衍射吸收，在成像等领域有应用潜力。
2024-04-16 physics.optics quant-ph
Symmetry breaking and manipulation of nonlinear optical modes in an asymmetric double-channel waveguide
本文研究了光束在非对称双通道波导非线性耦合器中的传输，导出了各种光学模式的解析形式。结果表明，对称双通道波导中的保模模由于双通道波导的非对称性而发生变形，但这种耦合器支持保模破坏模。色散关系表明，具有自聚焦非线性响应的系统支持简并模，而自散焦介质不支持简并模。此外，通过将双通道波导中的光模发射到非线性均匀介质中，研究了非线性操纵。
2011-09-29 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
Animations obtained by the finite-difference time-domain method showing the backward wave propagation in double-negative single-layer waveguides
具有负介电常数和负磁导率的材料被称为双负（DNG）材料，由于其不同于传统双正（DPS）材料的特殊物理性质而引起人们的广泛关注。通过时域有限差分法（FDTD）获得的动画显示如何在t=0开始的瞬态正弦信号在DPS和DNG波导中传播。三种类型的波导被认为是：板或接地板内的包层介质和平行板波导填充的平板。还提供了归一化参数的色散曲线。
2011-09-22 physics.optics
Lasing in localized modes of a slow light photonic crystal waveguide
我们演示了以InAs量子点为增益介质的GaAs光子晶体波导中的激光。结构无序是由于制造缺陷而存在的，并且导致光的多次散射和光的局部化。激光模式具有不同的空间扩展观察到在随机位置沿波导。激光频率由局部结构决定，并且发生在与波导模式的慢光区一致的窄频带内。三维数值模拟结果表明，远离波导端的激光模的主要损耗通道是结构无序引起的面外散射。
2011-05-03 physics.optics
Quasidiscrete spectrum Cherenkov radiation by a charge moving inside a dielectric waveguide
该研究通过电磁场格林张量分析介质通道内运动电荷的切伦科夫辐射，揭示了介电常数条件下谱分布强窄峰的特性与解析估算方法。
2024-06-19 physics.optics
Nanoscale Metamaterial Optical Waveguides with Ultrahigh Refractive Indices
提出了一种基于金属-介质多层无限异向介质的深亚波长光波导。基于金属-介质多层结构和有效介质方法，对不同模阶的波导模式进行了系统的数值模拟。研究了不同模式阶数、自由空间波长和波导截面尺寸对波导模式折射率、传播长度和模式面积的影响。此外，波导模式也示出了在波矢空间中的等频率轮廓，以研究波导模式截止高阶模式的机制。实现了尺寸小于λ0/50、模面积为10-4 λ 0 2量级的深亚波长光波导，在通信波长处的有效折射率达62.0。这种新型的超材料光波导为增强光-物质相互作用的各种应用开辟了机会。
2012-03-18 physics.optics
Actively coupled optical waveguides
我们考虑光通过一对有吸收的非线性光波导的传播，该波导放置在具有功率增益的介质中。有源介质增强波导的重叠倏逝场的同相分量，而波导的非线性将其耦合到阻尼异相分量，从而创建反馈回路。其结果是，该结构在很宽的增益-损耗比范围内表现出稳定的稳态和振荡状态。我们表明，对有源耦合（$\mathcal{AC}$）波导可以作为一个固定的或集成和消防比较器在其输入功率的微小差异敏感。
2013-08-27 nlin.CD physics.optics
Atomic decay near a quantized medium of absorbing scatterers
利用量子电动力学模型研究了受激原子在既散射又吸收辐射的介质中的衰变。介质由填充有随机分布的一组非重叠球体的半空间表示，所述球体由线性吸收性介电材料组成。的吸收效应描述通过一个量子化的阻尼极化激元理论。据发现，有效的磁化率的散装不完全占介质引起的原子衰变率的变化。事实上，表面效应也有助于改变衰变特性。讨论了散射和吸收在总衰变率中的相互作用。
2010-04-26 physics.optics quant-ph
Surface polaritonic solitons and breathers in a planar plasmonic waveguide structure via electromagnetically induced transparency
提出了一种在由透明层、金属层和三能级原子介质层组成的平面等离子体波导结构中无耦合器激发表面极化激元孤子和呼吸子的方案。在所提出的系统中，增强的克尔非线性是通过在底部原子介质中的电磁感应透明（EIT），这可以通过适当的调制的频率失谐和拉比频率的驱动激光场来控制。这种非线性平衡了系统中的色散，从而为激发极化激元孤子提供了必要条件。结果，系统产生了横向自陷的亮、暗表面极化激元孤子，它们在金属和EIT介质的界面处被紧密引导。此外，我们调查的激发表面极化激元Akhmediev呼吸在金属EIT介质界面的建议系统。在所提出的平面等离子体波导结构中，通过适当地选择参数，实现了表面极化激元Akhmediev呼吸子的稳定传播。这种实验上可行的方案可能是非常重要的高度紧凑的纳米光子器件的光学制度的发展。
2019-06-05 physics.app-ph physics.optics
Coupling of evanescent waves into propagation channels within two-dimensional random waveguides
倏逝波向传播波的转换是实现某些超分辨成像方法的关键机制。利用递归格林函数和散射矩阵理论，详细研究了倏逝波在随机介质中的传输，定量分析了倏逝信道与传播信道的耦合。通过数值计算，我们发现入射倏逝波信道的透射率由散射矩阵的本征值和随机介质中与相应信道的耦合强度共同决定，而随机介质的无序强度对这两者都有影响。
2017-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical characterisation of ilmenite by reflectance spectroscopy
针对双向反射光谱法表征钛铁矿光学特性时的n/k提取、K-K约束弱化及强吸收处理问题，结合平板方向半球反射和分层介质发射/吸收信息，改进方法并确定其波长相关内部散射系数与n/k特性，提升了表征准确性。
2024-11-27 physics.app-ph physics.optics
On the breathing modes at the interfaces of two medium leading to radiation and guiding of spin waves
本文研究了太赫兹频段回转电波导中自旋波的传播与辐射，发现磁偏置半导体InSb的回转性可打破自旋-动量锁定实现单向传播，并揭示了呼吸、双曲及截止等模式，为开发先进非互易器件提供了物理基础。
2025-03-02 physics.optics
Surface-polaritonic phase singularities and multimode polaritonic frequency combs via dark rogue-wave excitation in hybrid plasmonic waveguide
材料特性和输入场特性限制了非线性电磁场相互作用的可控性。由于这些非线性相互作用可以用来产生强烈的局部亮波和暗波，例如非线性表面极化激元，因此改善这种限制是很重要的。我们提出了我们的方法来改善，这是基于表面极化激元波导重新配置，使激发，传播和相干控制耦合的黑暗流氓波具有正交偏振。我们的控制机制是通过微调激光场强度和它们各自的失谐在原子介质和超材料层之间的界面。特别是，我们利用可控的电磁感应透明（EIT）窗口相称的表面极化激元偏振调制不稳定性，以创建对称和不对称的极化激元频率梳与暗局域波。我们的方法利用原子的自散焦非线性和暗Rogue波的传播，得到一个产生相位奇异性的充分条件。这种方法的基础是我们的理论，该理论考虑了原子介质与非线性表面极化激元波~（SPW）耦合引起的耗散和色散。因此，我们的波导配置作为一个双峰极化激元频率梳发生器和高速相位旋转器，从而打开了纳米光子和量子通信设备中的相位奇点的前景。
2020-03-16 physics.optics
Switching and propagation of magneto-plasmon-polaritons in magnetic slot waveguides and cavities
本文导出了磁光有源介质金属-绝缘体-金属波导中Voigt几何中表面等离子体激元-极化激元的色散关系。通过引入磁场，打破了上下界面之间的对称性;两个界面上的场分布之间的平衡可以通过施加的场来控制。这种控制是由有限元法数值模拟的场分布周围的点偶极子放置在短波导的中心，它示出了从腔体的辐射的总发射和远场辐射的分布可以强烈修改通过调谐的磁化的波导。这提出了使用磁场来控制纳米结构中的光传播的新可能性。
2013-08-03 physics.optics
Poynting Vector Spin in Gyromagnetic Medium and its Impact on Backward Power Flow in Waveguiding Structures
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
该研究揭示了gyromagnetic介质中Poynting向量的自旋特性及其对波导中反向功率传播的影响，并提供了确定正反向功率传播交叉点的解析表达式。
2026-01-20 physics.class-ph physics.optics
Radiation processes in dielectric cylindrical waveguides
Yerevan State University（耶烈万国立大学）；Institute of Physics, Yerevan State University（耶烈万国立大学物理研究所）；Institute of Applied Problems of Physics NAS RA（亚美尼亚国家科学院应用物理问题研究所）
本文研究了介电圆柱波导中电磁场格林函数的递推方法，推导了不同区域内的格林张量分量，并分析了电荷粒子绕介电柱旋转时的辐射过程，包括同步辐射和表面极化子模式辐射。
2026-04-24 physics.optics
Light control in a hemicylindrical whispering gallery microcavity-parallel plate waveguide system
我们已经表明，由半导体半圆柱体和介电波导组成的结构由薄金属层分离，允许有效和容易的光控制。在这样的系统中，可以确保低折射率波导的TE和TM模式与较高折射率的半圆柱体的对应回音壁模式之间的匹配，这种情况允许将谐振器尺寸减小到真空中的激发波长的量级，仍然具有大约2*10^4的相当高的Q因子。由于谐振器介质的显著电光特性，能够通过以10^（-4）的量级改变半圆柱体的折射率来有效地控制输出光强度。
2020-05-31 physics.optics
Thin liquid film as an optical nonlinear-nonlocal medium and memory element in integrated optofluidic reservoir computer
了解光-物质相互作用，可以利用物理效应转化为现代集成光子学平台实现的新功能。在这里，我们介绍了集成光子学平台中光流体组件的设计和表征，并数值预测了一系列新型物理效应，这些效应依赖于热毛细作用驱动的波导模式之间的相互作用来改变光学薄液体介电膜的形貌。我们的研究结果表明，这种耦合引入了大量的自感相变在一个单一的通道波导，通过布拉格光栅波导和相邻波导之间的非局域相互作用的透射率。然后，我们采用的自诱导相变连同固有的内置的有限弛豫时间的液体膜，以证明其光驱动的变形可以作为一个水库计算机能够执行数字和模拟任务，其中的气液界面操作作为一个非线性致动器和光学存储元件。
2022-07-27 physics.flu-dyn physics.optics
Dyakonov-like surface waves in anisotropic cylindrical waveguides
Dyakonov表面波是沿各向同性和各向异性介电介质之间的平面界面传播的表面电磁波的公知示例。在这里，我们研究的频谱和辐射损失的Dyakonov波在弯曲的界面考虑两种情况下的“正”和“负”的曲率各向异性介质。我们证明了Dyakonov波在平面界面上如何连续地转换为各向异性圆柱波导的漏模或导模，并简单地导出了辐射损耗的渐近方程。通过数值求解色散方程，验证了上述分析结果。我们相信我们的工作扩展了Dyakonov波在光学和光子器件中的潜在实际应用。
2019-12-27 physics.optics
Complex-k modes of plasmonic chain waveguides
采用通用的三维有限元布洛赫模求解器求解纳米颗粒链波导的复传播常数（$k$），研究了基于负折射率材料的纳米颗粒链波导。我们的研究从非色散材料制成的波导开始，这不仅突出了“波导色散”，而且激发了寻找新材料以实现非常规波长的引导。然后评估金或银链波导的性能;这两种类型的链波导的简要比较以前已经失踪。除了这些单等离子体激元链波导，我们研究了一个异质等离子体激元链系统与交错的金和银粒子，最近的建议的启发，声称增强的能量转移之间的金粒子似乎是一个片面的看法，其杂交波导行为-能量转移之间的银粒子的光。通过多功能的数值方法，我们还讨论了粒子间的间距，背景介质，和基板的存在的影响。我们广泛的分析表明，降低例如金链波导的传播损耗的一般途径是通过适当的几何形状（例如较小的颗粒间距）和背景材料设置（例如高介电常数背景或甚至外来纳米颗粒）来降低链模频率。最后，基于数值模拟，讨论了用掺杂硅制作中红外链波导的可能性。
2019-11-07 physics.optics
Coherent virtual absorption for discretized light
相干虚吸收（CVA）是最近引入的现象，其中指数增长的波入射到保守的光学介质上既不被反射也不被透射，至少是瞬时的。CVA与散射矩阵的复零点相关联，可以看作是光学介质中准模衰减过程的时间反演。在这里，我们考虑CVA耦合谐振腔光波导或波导阵列中的离散光传输，并表明，一种独特的CVA，这是不相关的复杂的零激发准模式，可以观察到。这一结果表明，散射矩阵分析不能完全捕获CVA现象。
2018-03-27 physics.optics
Negative Group Velocity and Spin-Flip in Microwave Adaptors
一个法布里-珀罗干涉仪与两个微波导适配器作为反射器创建一个被动的介质与负群延迟时间由于偏振移位。其中一个适配器的偏振矢量的旋转应变与剧烈的负群速度耦合。适配的矩形和圆形波导具有相同的色散。输入矩形波导模式是线性偏振的，而适配的圆形波导的基本模式是圆偏振的。一个667波长长的圆形波导连接输入和输出适配器。在频域和时域中进行实验。我们描述了两种不同的圆波模的螺旋偏振变化和自旋翻转是如何产生所观察到的负群速度的。
2012-05-04 physics.optics
Optical switching in graded plasmonic waveguides
提出了一种新的机制，通过耦合等离子体激元模式的纵向限制光能嵌入在一个梯度介质中的贵金属纳米颗粒链，这是类似于半导体量子阱中的电子的限制。在这些系统中，可以通过改变主介质的梯度折射率或纳米颗粒之间的间隔来控制光能的传输，以实现电子晶体管的光子模拟。可能的通带可调谐纳米粒子间距和调制的折射率在主介质中已明确提出，并有利地与数值计算相比。
2006-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
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
Control of planar nonlinear guided waves and spatial solitons with a left-handed medium
具有有效负介电常数和有效负磁导率的双负介质可以制造成在从微波到光学的频率范围内工作的证据正在开创超材料的新时代。他们在这里被称为“左撇子”，即使各种各样的名字是从文献中显而易见的。在预期的高度结构化的集成实用波导的需求，本文讨论了这种类型的介质后，波导，也可以是非线性的影响。在一个有趣的历史回顾和一些简单的概念曝光后，平面波导进行了研究，其中波导是一个由左手介质夹在一个简单的衬底和包层之间的平板。基板和包层显示克尔型的非线性响应。由于克尔介质的非线性特性，功率流的方向可以通过电场的强度来控制。一个全面的时域有限差分（FDTD）分析，集中在空间孤子行为。一个有趣的孤子透镜的安排进行了调查，本身一种新颖的抵消效果。
2006-03-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical precursors in waveguide quantum electrodynamics
本文从微观机制上证明，在波导量子电动力学中，仅用两个量子比特甚至单个qutrit即可在电磁感应透明条件下产生光学前驱波，为少量子比特色散工程奠定基础。
2023-04-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Electromagnetically induced transparency in an entangled medium
本文从理论上研究了准一维气体中光的传播和电磁感应透明现象，其中原子通过交换相互作用相互作用。我们专注于的情况下，气体最初准备在一个多体状态，包含一个单一的激发，并进行详细的研究，这样的介质的吸收和色散特性。这种情况下实现的里德伯原子与两个相关的$S$ -通过交换耦合的状态相互作用的气体。特别令人感兴趣的是介质在纠缠自旋波状态下制备的情况。这与交换相互作用相结合，产生了一个非本地的易失性-在传统的里德伯EIT相比-定性地改变了弱探测光的吸收和传播，导致非本地传播和增强的吸收。
2014-04-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Coherent perfect absorption of path entangled single photons
我们研究了单光子的相干完全吸收（CPA）的问题，更一般地说，量子场的{ \it宏观}介质。本文研究了路径纠缠单光子在含有吸收介质的法布里-珀罗干涉仪中的CPA。完全吸收的频率可以通过改变干涉仪参数如材料的反射率和复介电常数来控制。我们表现出类似的结果，微环谐振器中的路径纠缠光子。对于纠缠场，如由下变频器产生的纠缠场，CPA方面在相敏检测方案中是明显的，例如在压缩谱的测量中。
2014-08-22 physics.optics quant-ph
Radiation pressure and the linear momentum of light in dispersive dielectric media
本文导出了准单色平面波从自由空间入射到半无限介质平面上的辐射压力的精确表达式。为了解释传输到电介质的总光学动量（入射加反射），必须将介质获得的机械动量添加到电介质内部的电磁动量（所谓的亚伯拉罕动量）的流速中。我们证实了电磁动量在介质中以光的群速度传播。光子拖曳效应，在半导体中捕获的光子似乎有闵可夫斯基动量，通过分析一个模型系统，包括一个薄的吸收层嵌入在一个透明的电介质解释。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
Magneto optical rotation in a GaAs Quantum Well Waveguide
研究了正交偏振光束与四能级GaAs量子阱波导的相互作用。结果表明，通过施加一个垂直于驱动光束传输方向的静态磁场，可以在量子阱波导中产生双折射。此外，还证明了量子阱波导的两个基态之间的退相速率使其成为二色性介质，并且还可以减小诱导双折射。结果表明，通过调节磁场的强度和量子阱波导的长度，可以在量子阱波导中获得大的和完全的磁光旋转。
2016-05-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
All-optical Realization of Quantum Ratchets
提出了一种在耦合波导阵列介质中实现全光量子棘轮的理论方法。通过将光耦合到两个相邻的波导中，并计算位置空间算符的期望值，我们证明了该光学系统的量子棘轮行为。
2011-03-16 physics.optics quant-ph
Slow light, open cavity formation, and large longitudinal electric field on slab waveguide made of indefinite permittivity materials
研究了由介电常数不定（$\vep$）材料（IEM）制成的平板波导的光学特性。在这种介质中，横向介电常数为负，而纵向介电常数为正。在任何给定的频率下，波导支持无限数量的横向磁（TM）本征模。对于固定厚度的平板波导，最多只有一个TM模是前向波。其余的是可以具有非常大的相位指数的后向波。在临界厚度下，波导支持具有零群速度的简并前向和后向波模式。在临界厚度以上，波导支持复共轭衰减模式而不是传播模式。IEM中损耗的存在将提升简并度，导致具有有限群速度的模式。提出了可行的实现方案。分析了IEM波导的性能，讨论了其可能的应用，并通过数值计算得到了支持。这些平板波导可用于制作光缓冲器中的光延迟线，以减慢和捕获光，形成开放腔，产生强纵向电场，以及用作光集成电路中的移相器。
2010-01-07 physics.class-ph physics.optics
Substrate Integrated Bragg Waveguide: an Octave-bandwidth Single-mode Functional Transmission-Line for Millimeter-Wave and Terahertz Applications
本文提出一种用布拉格反射器替代金属壁或过孔的基片集成空芯波导，通过模式滤波实现倍频程单模传输，并在20–45 GHz验证了低损耗和零群速度色散特性，面向宽带毫米波与太赫兹功能组件应用。
2019-09-02 physics.app-ph physics.optics
Multimode waveguide crossing based on square Maxwell's fisheye lens
模分复用（MDM）是一种新兴的大容量数据通信技术，利用正交导模作为独立的数据流。MDM系统中多模波导路由的挑战之一是减少波导交叉点的模式泄漏。本文基于准共形变换光学原理，设计了一种方形麦克斯韦接目镜作为波导交叉介质，并在绝缘体上硅平台上实现。采用两种方法实现了所设计的透镜：渐变光子晶体和改变硅平板波导的厚度。三维数值模拟结果表明，所设计的多模波导交叉点具有1260 ~ 1675 nm的超宽带宽，占用空间仅为$3.77 \times 3.77 μm^2$。对于前三个横电模式$(TE_0, TE_1, \: and \: TE_2)$，所设计的波导交叉分别表现出0.24、0.55和0.45 dB的平均插入损耗和小于-72、-61和-27 dB的串扰，以及54、53和30 dB的最大回波损耗。所设计的波导交叉支持低失真脉冲传输，高保真度因子为0.9857。此外，所提出的方法可以扩展到通过增加透镜的尺寸来设计具有更高数量的支持模式的波导交叉。
2019-06-05 physics.app-ph physics.optics
Magnetostatic waves in metallic rectangular waveguides filled with uniaxial negative permeability media
本文研究金属矩形波导中填充单轴负磁导率超材料板的静磁波传播特性，给出了色散关系、模式图样、截止频率等解析与数值结果，有助于负磁导率材料的开发。
2023-11-09 physics.class-ph physics.optics
Surface polariton excitation and energy losses by a charged particle in cylindrical waveguides
本文研究了带电粒子在浸没于负介电常数介质中的介电圆柱波导内运动时激发表面极化激元的现象，给出了电磁场表达式并分析了相对论效应对辐射能量、场限制及频率范围的影响，利用Green张量评估了粒子总能量损失。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall physics.acc-ph physics.optics
