Tabletop Nanometer Extreme Ultraviolet Imaging in an Extended Reflection Mode using Coherent Fresnel Ptychography
我们证明了高分辨率极紫外（EUV）相干衍射成像在最一般的反射几何形状相结合的重叠关联与倾斜平面校正。该方法使得可以以任何入射角对扩展表面成像。来自桌面相干高谐波光源的29 nm的重聚焦光以45度入射角照射纳米图案化表面。重建的图像包含定量的振幅和相位（在这种情况下，图案高度）的信息，比较有利的扫描电子显微镜和原子力显微镜图像。在未来，这种方法将使复杂表面和纳米结构的成像具有亚10 nm的空间分辨率和fs-时间分辨率，这将影响广泛的纳米科学和纳米技术，包括直接应用于支持EUV光刻的光化检测。
2013-12-07 physics.optics
Fresnel laws at curved dielectric interfaces of microresonators
本文讨论了非平面折射率边界上光的反射和透射对菲涅耳定律的曲率修正。反射系数是从介质盘的共振序列反射模型中获得的。平面界面处弯曲光阵面的古斯-汉欣效应可以用来提供光线模型的定性和定量扩展，解释观察到的偏离菲涅耳定律的现象。
2001-11-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Model for reflection and transmission matrices of nanowire end facets
纳米线在各种光电器件中显示出巨大的潜力，例如发光二极管、太阳能电池和纳米线激光器。本文提出了一种直接计算任意截面波导端面模反射和模透射矩阵的方法，得到了广义的菲涅耳方程。反射可以方便地使用快速傅立叶变换计算。我们证明了反射定性描述的两个主要参数，模式场限制和平均菲涅尔反射的平面波构成的波导模式。
2011-04-04 physics.optics
Observation of OAM sidebands due to optical reflection
我们研究了近轴光束在平面界面上反射时的轨道角动量（OAM）。理论上，（近轴）光束的不可避免的角扩展导致OAM边带，其被发现对于适度的光束扩展（0.05）已经是显著的。在类比的偏振菲涅耳系数，我们开发了一个理论的基础上，空间菲涅耳系数，这允许直接预测的边带的强度。我们通过实验证实了这一点。
2012-04-18 physics.optics
Enhanced Spin-Orbit Interaction of Light through Complex Fresnel Reflection
School of Physics, University of Hyderabad（海德拉巴大学物理学院）
本研究通过多层介质反射镜后向反射非傍轴聚焦光束，显著增强了光的自旋-轨道相互作用，同时增强了涡旋光束振幅和自旋霍尔效应，并展示了多种偏振奇点拓扑特征。
2026-09-15 physics.optics
The magnetic permeability in Fresnel's equation
推导出的磁导率为无限的，周期性的介质中使用的菲涅耳方程计算从相应的半无限介质的反射。通过比较有限差分时域（FDTD）模拟，我们发现，菲涅耳方程给出了准确的结果，为二维超材料，模仿自然磁性，在频率范围内的磁矩密度占主导地位的$\mathcal O(k^2)$部分的总朗道-Lifshitz介电常数。对于1D分层结构，或对于大频率，对应性差。我们还表明，即使一个介质是准确地描述了当地的介电常数和磁导率，菲涅耳方程不一定是有效的。
2018-12-13 physics.optics
Explicit Fresnel formulae for the absorbing double-negative metamaterials
研究了耗散双负超材料（DNMM）的光学性质，得到了全反射角的显式表达式，以及描述电磁波斜入射到界面上时DNMM对\textit{TE}和\textit{TM}电磁波偏振的反射和折射的正确的菲涅耳公式.研究了DNMM薄膜在正折射率（PIM）环境中的反射率和透射率。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci 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
Electrical Tuning of Fresnel Lens in Reflection
光学超颖表面已被广泛研究，展示了不同的和多个功能，完全控制传输和反射场。然而，大多数光学超颖表面是静态的，只有少数配置提供（相当有限的）电气控制，从而危及其在新兴的平面光学技术中的应用前景。在这里，我们提出了一种方法来实现电调谐光学超颖表面，演示动态菲涅尔透镜聚焦。有源菲涅耳透镜（AFL）利用电光普克尔斯效应在300 nm厚的锂的锂酸盐层夹在连续厚和纳米结构的金膜作为电极。我们制作和表征的AFL，聚焦800-900 nm的辐射在40 $\mathrmμ$ m的聚焦效率为15%，并展示了1.5%的调制深度与$\pm 10$ V的驱动电压在$\sim\! 4$ MHz的带宽。我们相信，介绍的电光超颖表面的概念是有用的设计动态平面光学元件。
2021-04-12 physics.app-ph physics.optics
Fresnel filtering of Gaussian beams in microcavities
我们研究了准体育场微腔中高斯光束叠加所描述的模式的输出。实验观察到当高斯光束入射到腔界面的角度接近全内反射的临界角时，输出偏离了斯涅耳定律，为菲涅耳滤波提供了直接的实验证据。本文给出了平面界面菲涅耳滤波的理论，定性地再现了实验数据，并对实验数据与理论的微小偏差进行了讨论。
2011-03-15 physics.optics
Fresnel reflection boundary for radiative transport lattice Boltzmann methods in highly scattering volume
格子玻尔兹曼方法（LBM）起源于动力学理论，它不仅可以用来求解复杂的流体流动，而且可以用来求解辐射输运问题。基于菲涅耳方程，推导了一种新的菲涅耳边界格式，该格式描述了表面部分反射的辐射输运。从边界模型出发，结合菲涅耳方程，建立了介观辐射输运LBM的边界模型。在中间步骤中，菲涅耳方程与众所周知的偏微分（Robin）方程相关，基于自下而上的方法，其中部署了P1近似。为了连接新的边界计划，所以派生的目标方程，Chapman-Enskog扩展检查。这两种技术结合起来，指出了如何通过宏观表达式解释微观建模，从而如何根据特定的边界选择模拟参数。数值试验表明，该边界是一阶收敛的。本文最后展示了一个新的边界辐射传输LBM方法应用于多个LED点的设置。
2021-07-20 physics.comp-ph physics.optics
Fresnel coefficients as hyperbolic rotations
我们用传递矩阵描述了两个半无限介质之间的平面界面的作用。我们发现这个矩阵的一个非常简单的因式分解，这使我们能够表示为双曲旋转的菲涅耳系数。
2001-05-04 physics.optics
Correcting ray optics at curved dielectric microresonator interfaces: Phase-space unification of Fresnel filtering and the Goos-Haenchen shift
我们开发了一个修正的射线光学描述的反射在弯曲的介质界面的光学微谐振器，提高了约一个数量级的协议与波动光学。修正被分成两个贡献相似的幅度，对应于光线位移在独立的量子相空间方向，这可以识别与菲涅耳滤波和古斯-Haenchen位移，分别。因此，我们统一的两个影响，只有在过去被单独研究。
2006-06-05 physics.optics
Analytical Fresnel laws at generic curved interfaces
菲涅耳定律是光线光学的核心，它描述了从平面界面反射的光量与入射角的关系。然而，这些公式在弯曲界面处不成立，并且当波长和曲率半径相当时，偏差是明显的。这是特别感兴趣的光学微腔，在许多现代研究领域和应用中发挥重要作用，如微激光器。它们的凸曲面界面以一种特有的方式修改了菲涅耳定律：全内反射的开始位置被转移到大于临界角的角度。在这里，我们推导出凹弯曲的折射率边界的菲涅耳定律，使光在复杂的介观光学结构，这将是重要的，在未来的纳米和微光子应用的分析描述。
2019-07-10 physics.optics
Fresnel reflection and transmission in the presence of gain media
当单色电磁平面波到达其透明主体（即，入射介质）和放大（或增益）第二介质，入射光束分裂成反射波和透射波。一般来说，存在与透射光束的k向量有关的符号模糊性，这需要在开始时决定透射光束在从界面后退时是应该增长还是衰减。在从高折射率的电介质到低折射率的增益介质的大角度入射的上下文中，已经提出并最突出地解决了这个问题。这里，传输的k矢量的相关符号确定增益介质内的类倏逝波是指数增长还是远离界面衰减。我们研究这一点和相关的问题，在一个更一般的设置，入射光束被视为一个有限持续时间的波包，其足迹在界面平面有一个有限的宽度。将考虑从有限厚度增益板反射和透射的情况以及与半无限增益介质相关的情况。我们入射波包的时空谱的宽度要求我们开发一种通用策略来决定进入增益介质的所有k矢量的符号。这样的策略出现从因果关系的约束，自然是强加在反射和透射波包的考虑。
2021-08-11 physics.optics
Are Fresnel filtering and the angular Goos-Hänchen shift the same?
反射定律和斯涅耳定律是几何光学的基本原理。在波动光学中对这些定律的修正分别被称为古斯-汉兴角位移和菲涅耳滤波。在本文中，我们给出了一个肯定的答案的问题，这两种效果是否是共同的性质，我们研究这两种效果在更一般的情况下，光束移位。我们发现，这两种效应都是由相同的原理引起的，但定义不同。我们确定并讨论了不同定义所产生的相似性和差异。
2012-11-01 physics.optics
Generalizing Thermal Transport in High-Contrast Metamaterials through Interfacial Fresnel Reflection
Chonnam National University（全南国立大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
针对生成式AI发展带来的散热需求，该研究推广有效介质近似，引入含菲涅耳反射系数形式的校正系数，将热流的类反射行为纳入几何光学框架，拓展了高对比度热超材料的热输运预测能力。
2026-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Light propagation in local and linear media: Fresnel-Kummer wave surfaces with 16 singular points
已知透明双轴介质的菲涅耳波面有4个奇点，分别位于两个特定的方向上。我们表明，在更一般的媒体，奇点的数量可以超过4。事实上，提出了一种高度对称的线性材料，其菲涅耳表面呈现出16个奇点。因为对于每一种线性材料，色散方程都是四次的，所以我们得出结论，16是孤立奇点的最大数量。菲涅耳和库默尔表面的身份，这适用于具有一定对称性（零skewon片）的媒体，提供了一个优雅的解释的结果。我们描述了一个超材料实现我们的线性介质与16个奇点。结果发现，金属棒，开口环谐振器，和磁化粒子的适当组合可以产生正确的介电常数，磁导率和磁电模量。最后，我们讨论了根据Kummer的（16，6）-点和平面的配置的奇点的安排。平行于我们的调查，但在线性弹性，建议为今后的研究。
2015-12-24 gr-qc math-ph math.MP
Fresnel polarisation of infra-red radiation by elemental bismuth
我们重新讨论了经典的电磁波从无损耗介质折射到有损耗导体的问题，其中两种介质都被认为是非磁性的，线性的，各向同性的和均匀的。推导出系统的菲涅耳系数和界面处的坡印廷矢量，计算出系统的反射率和透射率。我们使用一个特定的参数化的菲涅耳系数，以便使连接与两个无损耗介质之间的界面的折射获得。这种分析允许讨论的实际应用，即菲涅耳偏振的红外辐射元素铋，基于伪布鲁斯特角的概念。
2020-06-26 cond-mat.str-el physics.optics
Huygens-Fresnel wavefront tracing in non-uniform media
我们提出了一种新的数值方法描述波在非均匀介质中的传播的初步结果。根据惠更斯-菲涅耳原理，我们将波前建模为发射子波的点源阵列，这些子波干涉。然后，我们确定一组新的点，其中电场具有相等的相位。事实上，不失一般性，我们找到零点的电场，通过二分法。这显然对应于特定的相位超前，但容易推广，例如通过相移所有源。找到的点形成新的波前。该方法的优点之一是它包括衍射。所提供的两个例子是围绕障碍物的衍射和聚焦高斯光束的有限束腰。折射也成功地模拟，无论是在缓慢变化的介质，以及在存在的不连续性。计算是在二维中进行的，但可以很容易地扩展到三维。我们还讨论了各向异性，双折射，吸收介质的扩展。
2016-06-12 physics.comp-ph physics.geo-ph physics.optics
On Fresnel-Airy Equations, Fabry-Perot Resonances and Surface Electromagnetic Waves in Arbitrary Bianisotropic Metamaterials, including with Multi-Hyperbolic Fresnel Wave Surfaces
我们介绍了一个理论的光学响应的双各向异性层与任意有效介质参数，这导致广义Fresnel-Airy方程的反射和透射系数在所有入射方向和偏振。这些方程的极点提供了双各向异性层和界面中法布里-珀罗共振和表面电磁波色散的显式表达式。这些共振的存在条件与体双各向异性材料的高k特征函数h（k）=0的零点和Durach等人根据双曲拓扑类对双各向异性介质的分类[Applied Sciences，10（3），763（2020）; Optics Communications，476，126349（2020）]拓扑相关。
2021-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical microcavities as quantum-chaotic model systems: Openness makes the difference!
光学微腔是光的开放台球，然而，电磁波可以被限制在介质边界处的全内反射。这些共振器丰富了量子混沌领域的模型系统，是光线和波动动力学对应关系的理想测试场，通常被认为是理所当然的。使用相空间方法，我们表明，这一假设必须对长波长的限制进行校正。将Husimi函数的概念推广到介电界面，我们发现弯曲的界面由于干涉效应（称为Goos-Haenchen位移）需要对菲涅耳定律进行半经典校正。它伴随着所谓的菲涅耳滤波，这反过来又修正了斯涅耳定律。这两个贡献在临界角附近尤其重要。它们具有类似的幅度，并且对应于可以被并入调整后的反射定律中的独立相空间方向上的射线位移。我们表明，从射线波对应的偏差可以直接理解与调整后的反射法，并讨论其后果的相空间动力学在光学台球。
2009-01-08 physics.optics
Fresnel filtering in lasing emission from scarred modes of wave-chaotic optical resonators
研究了非对称谐振腔GAN微激光器的激光发射。通过比较微激光器的远场光强分布图和图像，我们发现激光模式集中在三次反弹的不稳定周期射线轨道上，即模式是疤痕的。这些伤痕模式的高强度发射方向与将斯涅耳定律应用于射线轨道所预测的方向完全不同。这种效应是由于"菲涅耳滤波“过程造成的，该过程发生在有限角展度的光束以全内反射的临界角入射时。
2001-07-25 nlin.CD physics.optics
Why history matters: ab initio rederivation of Fresnel equations confirms microscopic theory of refractive index
我们提供了一个系统的理论，实验和历史的批评菲涅耳方程的标准推导，特别是这些行之有效的方程实际上矛盾的传统，宏观的方法电动介质。随后，我们给出了完全基于微观麦克斯韦方程组的菲涅耳方程的重新推导，从而符合现代第一性原理材料物理学。特别是，作为一个更普遍的兴趣，我们提出了最一般的边界条件，电场和磁场，这是有效的微观水平上的分析的主要成果。
2017-12-16 physics.class-ph physics.optics
Numerical simulation of gliding reflection of X-ray beam from rough surface
本文基于准光学方程的数值积分，提出了一种研究X射线在粗糙窄介质波导中传播的新方法。在计算中，使用具有给定统计特性的模型粗糙表面。结果表明，窄波导中的损耗强烈地依赖于壁面粗糙度和输入角。如果波导的宽度较小或约为1 mkm，则即使在零输入角下损耗也不为零。该效应被解释为衍射的影响。透射的X射线辐射的角展度比全外部反射的菲涅耳角窄得多。
1998-10-06 physics.optics
Complex-angle analysis of electromagnetic waves on interfaces
电磁波在界面处发生反射和折射，满足能量和动量守恒所要求的菲涅耳-斯涅耳定律。当入射角小于临界角时，我们可以使用该菲涅耳-斯涅耳定律，但在存在耗散（$\tilde{n} = n + iκ, κ> 0$）或全内反射的情况下，菲涅耳-斯涅耳定律被修正。在这种情况下，我们必须将折射角从实数扩展到复数（$θ\rightarrow \tildeθ = θ+ iψ, ψ\neq 0$）。本文用复角法分析了电磁波在介质-介质系统、耗散介质-介质系统和金属-介质系统中的行为。我们发现，在波数空间中的等频曲线是开放的情况下，$n, κ> 0$，并关闭时，$n \rightarrow 0$或$κ\rightarrow 0$（“Lifshitz过渡”的电磁波）。我们还讨论了随跃迁出现的过剩动量（波数）和反常自旋（圆极化）。
2018-06-29 physics.optics
Beyond Fresnel Wave Surfaces: Off-Shell Photonic Density of States and Near-Fields in Isotropy-Broken Materials with Loss or Gain
本文将菲涅耳波面理论扩展至含损耗、增益或非互易性的介质，利用Om势方法将近场视为离壳模式，揭示非互易介质中光子态密度的洛伦兹展宽及其与比尔-布格-朗伯定律的联系，并阐明近场中动量表征的转变，为6G通信、光子态密度工程及非厄米光子学提供统一框架。
2025-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plane-Wave Reflection and Transmission at Arbitrarily Oriented and Charged Planar Interfaces between Lossy Isotropic Media
本文提出了一种计算带电平面界面处平面波反射和透射的通用算法，通过复波矢量分解和复角定义，实现对复波矢量和电场的快速准确计算，并应用于遥感和电磁波吸收领域。
2026-02-21 physics.optics
Zero reflection and transmission in graded index media
梯度折射率介质的电极化率满足空间Kramers-Kronig关系，已知对于所有入射角，对电磁辐射是单向无反射的。我们演示了如何一个家庭的这些媒体，除了被反射，也有可以忽略不计的传输。为此，我们讨论如何通过介质的介电常数是建立从极点在复杂的位置平面，与剩余的总和为无穷大的波的传播的传输系数，可以通过调整的位置和剩余的极点控制。特别是，我们已经展示了如何使传输任意小，从而最大限度地吸收波的能量。数值模拟证实了这种行为。
2017-07-18 physics.optics
Measuring large optical reflection matrices of turbid media
本文报道了一种高度无序介质的大光学反射矩阵的测量方法。入射到混浊样品上的光场由空间光调制器控制，并且从样品反射的相应场使用全场迈克尔逊干涉法测量。测量的RM中的模式的数量被设置为超过散射介质中的可分辨模式的数量。我们成功地研究了RM中的细微的内在相关性，这与随机矩阵理论的理论预测一致，当考虑到有限的数值孔径对RM的本征值分布的影响时。入射能量进入散射介质的增强传递的可能性也检查从本征值分布，这保证了有效的光治疗应用。
2015-03-06 physics.optics
Chiral molecules split light: Reflection and refraction in a chiral liquid
当光束与另一种介质（例如空气）成一定角度进入液体时，它会改变方向。如果液体中含有缺乏镜像对称的分子，那么菲涅耳预测光束不仅会改变方向，而且实际上会分裂成两个单独的光束，各自的折射角相差很小。在这里，我们报告观察到这种现象。我们还证明了反射角不等于手征介质中的入射角。与传统的旋光，这取决于通过样品的路径长度，报告的反射和折射现象出现在几个波长的界面，从而提出了一种新的方法，可用于微流体体积的偏振。
2006-08-10 physics.chem-ph physics.optics
Soliton generation through temporal reflection in media with a frequency-dependent nonlinearity
本研究揭示频率相关非线性介质中弱色散脉冲对孤子的时间反射可产生数量可控的新孤子，关键在于拉曼散射与零非线性波长的协同作用。
2024-12-04 physics.optics
Minimum reflection channel in amplifying random media
本文用数值方法研究了无序波导中的最小反射通道，以及光的相干放大对最小反射通道的影响。随机介质前表面准简正模的相消干涉形成最小反射通道。虽然在大多数随机实现中最低反射特征值随增益而增加，但最小反射通道可以调整其模式组成以增强相消干涉并减缓反射率随增益的增长。一些随机实现显示通过添加光学增益进一步减小最小反射率。模式的差分放大可以使它们的相消干涉如此有效，以至于它在模式的幅度增长上占主导地位，从而导致反射率随增益下降。因此，干涉和放大之间的相互作用使得可以通过引入光学增益来进一步最小化来自强散射介质的光反射。
2015-08-19 physics.optics
The Relation Between Optical beams Propagation in Free Space and in Strongly Nonlocal Nonlinear Media
利用变量变换的方法，论证了光束在强非局域非线性（SNN）介质中的传输与在自由空间中传输的关系。自由空间中的控制方程、积分解和解析解以及传播特性可以通过一一对应的方式直接转换到SNN介质中。一对一的对应关系与惠更斯-菲涅耳积分一起产生一个有效的数值方法来描述SNN的传播。通过对SNN介质中孤子和呼吸子的传输特性与自由空间中孤子和呼吸子传输特性的比较，统一描述了SNN介质中孤子和呼吸子的存在条件和可能结构。这些结果可以应用于波演化的控制方程与SNN介质中的控制方程等价的其他情况，例如二次梯度折射率介质，或非相互作用极限下的谐波捕获玻色-爱因斯坦凝聚体。
2010-03-10 physics.optics
Enhancing the sensitivity of mesoscopic light reflection statistics in weakly disordered media by interface reflections
对于平均折射率与周围介质折射率不匹配的光学随机介质，反射统计还没有得到很好的研究。本文从理论上研究了在弱无序极限下，当折射率的涨落部分（dn）远小于一维光学样品与其周围介质的折射率失配以及样品的平均折射率（dn <<）时，样品与其周围介质的折射率失配对反射统计的<n>影响。在理论推导中，我们进行了详细的计算，结果的平均值和标准偏差（STD）的反射率的无序参数（dn和LC）的折射率失配的后向散射系统的解析形式。特别地，折射率失配系统的反射率STD中无序参数的阶数（<dn^2> lc）比匹配系统的（<dn^2> lc）低（（<dn^2> lc）^1/2）。通过比较折射率匹配和非匹配系统的反射系数的STD，我们发现折射率非匹配系统中样品边界处的反射率可以增强STD对反射率无序参数的信号。在生物光子学应用方面，这一结果可以导致潜在的技术，有效地提取样品的无序参数，通过操纵指数失配条件。在单细胞水平的癌症检测的灵敏度增强的技术的潜在应用进行了讨论。
2015-12-30 physics.optics
Exploring anti-reflection modes in disordered media
在从深层组织光学成像到激光手术的应用中，检测和操纵隐藏在散射介质下的目标是普遍存在的问题。这些应用中的一个主要问题是由反射大部分入射光的多重散射引起的浅光穿透。虽然已经取得了进展，以消除图像失真的散射介质，处理光反射仍然没有受到挑战。在这里，我们提出了一种方法，以最大限度地减少反射强度，通过寻找和耦合光到抗反射模式的散射介质。在这样做的过程中，我们实现了光穿透率增加3倍以上。我们控制反射波的方法使其易于适用于体内应用，其中检测器传感器只能位于照明的同一侧，因此将为推进许多现有光学成像和治疗技术的工作深度奠定基础。
2013-08-29 physics.optics
Generalized Total Internal Reflection at Dynamic Interfaces
时空超材料结构和系统领域的最新研究进展提出了新的问题，即在时空调制的存在下，基本现象的物理学如何改变。在这种情况下，我们提出了一个广义的和比较的全内反射（TIR）的现象在不同的动态接口的描述。除了对应于运动体边界的经典界面（运动界面-运动物质系统）之外，这种界面包括由电磁参数的行波阶跃调制形成的界面（例如，折射率）（运动界面-静止物质系统）和运动物质介质之间的固定界面（静止界面-运动物质系统）。我们首先解决这个问题，使用的透射波的倏逝作为TIR的标准，并应用传统的技术相对帧跳跃（实验室和休息帧之间），从而导致在封闭形式的公式相关的临界（入射，反射，相位折射和功率折射）角。然后，我们引入动态界面和透射波之间的追赶极限的概念作为临界角的替代标准。我们使用这种方法来分析验证的临界角公式，进一步验证全波（FDTD）分析，并解释相关的物理，使用Fresnel-Fizeau阻力和时空频率转换的考虑。这些结果可能会在超快光学、重力模拟和量子处理中找到各种应用。
2022-08-17 physics.optics
Bound States in the Continuum Based on the Total Internal Reflection of Bloch Waves
光子晶体板可以支持具有无限寿命但嵌入自由空间中的光学模式的连续谱中的连续谱中的束缚态（BIC）。BIC的形成需要在板和自由空间之间的两个界面处的全内反射（TIR）条件。在这里，我们表明，TIR的布洛赫波可以直接获得广义菲涅耳方程的基础上提出的。如果这些布洛赫波中的每一个都拾取了一个具有2 π的整数倍的相位来进行往返旅行，那么光可以在板中被完美地引导，即形成BIC。开发了一种计算复杂度低、收敛速度快的BIC求解器，该求解器还可以在多辐射通道存在的衍射极限之外的高频下有效工作。给出了两个多通道BIC的例子，并揭示了它们在动量空间中的拓扑性质。这两种情况都可以归因于不同辐射通道的远场辐射的拓扑荷的重合。广义TIR的概念和基于TIR的BIC求解器的开发提供了高效的方法来探索BIC，这可能有许多潜在的应用在导波动光学和增强的光-物质相互作用。
2022-09-26 physics.optics
Reflection and refraction of electromagnetic waves at the plane boundary between two chiral media
本文研究了电磁波在各向同性手征媒质中的传播以及两媒质之间平面边界的影响。类比于平面电磁波在普通介质中的反射和折射现象，研究了这些现象的运动学和动力学方面，如各种波分量的强度和波穿过边界时极化的变化。作为一个先决条件，这一点，我们表明，平面波的解决方案必须写为一个适当的叠加的圆形振幅两侧的接口，我们阐明这是适当的一组条件，解决方案必须满足在边界上，我们设置了最小的，完整的，一组方程，必须解决的系数振幅，以满足边界条件。对于某些特定情况和配置（例如，正入射）时，详细分析了这些解的特点，并给出了方程的通解。
2003-02-20 physics.optics
Deriving real delay time statistics from the complex delay time statistics in weakly disordered optical media
考虑光波的复反射幅度R= |R| exp（iθ），实际延迟时间τ_r（即，在弱无序和短长度区域，实相位的能量导数（τ_r =dθ/cdk）和反射系数的能量导数（τ_i=dθ_i/cdk，|R| =r^1/2=exp（-θ_i））的复延迟时间τ_i具有相同的统计形式和随时间移动的镜像。从反射系数获得的实时延迟时间统计数据可以归因于反射系数与其相位之间的强相关性。
2016-12-31 physics.optics
Phase statistics of light wave reflected from one-dimensional optical disordered media and its effects on light transport properties
光波在光学无序介质中的反射往往与其相位有关，相位统计特性影响反射统计特性。我们报告了一个详细的数值研究的反射系数RR* 和其相关的相位（θ）的平面电磁波从一维（1D）高斯白噪声光学无序介质反射的统计，从弱到强的无序制度。我们数值求解完整的Fokker-Planck（FP）方程的RR* -相位（θ）空间中的联合概率分布的不同长度的样品具有不同的无序强度。利用全FP方程数值计算了一维光学无序介质的统计光学输运性质。这构成了一个完整的解决方案的反射相位统计及其对光输运性质的影响，在一维高斯白噪声无序光学势。我们的研究结果表明，该政权的验证随机相位近似（RPA）或均匀的相位分布，在玻恩近似，以及贡献的相位统计强无序制度的不同的反射平均值。对文献中报道的与本工作相关的先前工作的结果也进行了回顾和讨论
2015-12-28 physics.optics
Effect of experimental parameters on optimal reflection of light from opaque media
在此之前，我们考虑了实验参数对使用基于空间光调制器（SLM）的波前整形通过不透明介质的优化传输的影响。在这项研究中，我们考虑相反的几何形状，其中我们优化反射从一个不透明的表面，使后向散射光聚焦到一个点上的成像检测器。通过系统地改变不同的实验参数（遗传算法迭代，箱大小，SLM有效面积，目标面积，光斑大小和样品相对于光轴的角度）和优化反射光，我们确定每个参数如何影响强度增强。我们发现，实验参数对增强的影响是类似的透射几何测量，但由于不同的几何形状和使用的遗传算法，而不是迭代算法的确切的功能形式改变。此外，我们发现了比随机矩阵理论预测的更大增强的初步证据，这表明在未来的工作中可能会研究一种新的物理机制。
2016-04-22 physics.optics
Homogenization of Layered Media: Intrinsic and Extrinsic Symmetry Breaking
周期性电磁结构的一般均匀化过程，当应用到分层介质与非对称晶格细胞，产生一个有效的磁电耦合张量。即使在经典有效介质理论失效的情况下，也能得到透射和反射的精确结果。当从两个相对侧照射非对称结构时，磁电耦合占反射和透射中的对称性破缺。
2020-03-18 physics.optics
Optical design of reflectionless complex media by finite embedded coordinate transformations
变换光学为控制电磁场提供了一种非传统的方法。变换光学结构的设计是通过首先将形状不变的坐标变换应用于麦克斯韦方程组，其中部分自由空间以某种期望的方式变形。然后将坐标变换应用于介电常数和磁导率张量，以产生具有所需功能的复杂介质的规格。迄今为止提出的转换光学结构，如电磁“隐形”斗篷和集中器，本质上是无反射的，并且不受传输波的干扰。在这里，我们通过引入有限的、嵌入的坐标变换来扩展变换光学结构的类，该坐标变换允许电磁波被操纵或聚焦。我们将该方法应用于几个设备的设计，包括一个平行的光束移位器和分束器，这两者都表现出不寻常的电磁行为，证实了二维全波模拟。这些设备被设计为无反射，根据一个简单的拓扑标准。
2007-12-04 physics.optics
Frequency correlations in reflection from random media
本文从理论上研究了随机散射介质后向散射光的频率相关性。这个统计量提供了深入了解多重散射过程的动态访问，在理论和实验研究。对于场振幅之间的频率相关性，我们推导出一个简单的表达式的基本后向散射过程的路径长度分布。在第二步中，我们应用这个关系来描述弱无序状态下强度之间的频率相关性。由于，随着无序强度的增加，一个无法解释的故障的角度结构的频率关联函数最近已在实验研究中报道，我们探索我们的模型扩展到更强的无序制度。特别是，我们表明，封闭的散射轨迹往往会抑制频率关联函数的角度依赖性。
2015-01-30 physics.optics
Controlling transmission eigenchannels in random media by edge reflection
传输本征通道和相关本征值是随机介质中波传播的一个完整的理论依据，近年来已成为理论光学和应用光学的一个重要课题。在这里，我们证明，无论是分析和数值，在准一维（$1$ D）扩散样品，其行为主要是由样品边缘的反射，而不是由反射系数本身的绝对值的不对称性。我们发现，存在着一个阈值的不对称参数，低于该阈值存在高传输本征信道，引起的传输本征值，$ρ({\cal T}\rightarrow 1)\sim(1-{\cal T})^{-\frac{1}{2}}$的分布中的奇异性。在阈值处，$ρ({\cal T})$表现出具有明显奇异性$\sim(1-{\cal T})^{-\frac{1}{3}}$的临界统计;在阈值以上，高传输本征信道消失，并且对于超过最大传输本征值的${\cal T}$，$ρ({\cal T})$消失。我们表明，这种统计行为的传输本征值可以解释的有效腔（谐振腔），类似于那些在其中的状态被困在$1$ D强安德森局域化。特别地，$ρ( \mathcal{T}) $ -跃迁可以映射到具有从样品中心到具有较强反射的边缘的完美透射率的谐振器的洗牌上。我们还发现了一个类似的过渡在$1$ D分层样品的共振透射率的分布。这些结果揭示了扩散系统中高透射本征通道与$1$ D强安德森局域化之间的物理联系。它们为实际有用的应用开辟了一个新的机会：通过调整不透明介质与环境的耦合来控制其透明度。
2015-06-11 physics.optics
Quasi-specular reflection from particulate media
已知镜面反射在散射应用的许多领域中起重要作用，在遥感，计算机图形学，优化工业产品的视觉外观。通常可以假设对象具有实体表面，并且表面的属性将决定镜面反射组件的行为。在这项研究中，我将表明，由波长大小的颗粒组成的介质也可以有准镜面反射的情况下，有秩序的结构中的媒体。我还将表明，在颗粒介质中的准镜面反射不仅仅是一个表面效应，和平面颗粒排列下的非常表面可以引起准镜面反射。这项研究表明，准镜面反射可能有助于在某些情况下，在后向散射方向，以及相干后向散射和阴影隐藏的效果。
2013-10-02 astro-ph.EP physics.optics
Propagation Maps, Maradona Exceptional Points, and Pele Singularities in Anisotropic, Tellegen, Chiral, Moving-Medium, Omega and Other Isotropy-Broken Materials
Georgia Southern University（佐治亚南方大学）
本文通过引入传播图概念，将各向异性等破缺各向同性光子介质中的波传播组织为正负相速度传播及衰减放大，发现米开朗基罗轮廓分界线（厄米介质中的马拉多纳异常点连续轨迹）和卡拉瓦乔明暗分界线（非厄米介质中的贝利奇点），揭示了非厄米动量分辨态密度洛伦兹线宽坍塌导致的增益-损耗奇点。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological phase singularities in light reflection from non-Hermitian uniaxial media
该研究理论分析吸收性单轴电介质中 p 偏振光完美透射伴随的反射相位奇点，推导解析判据并揭示其拓扑荷及参数动力学。
2023-12-06 physics.optics
Transmission channels for light in absorbing random media: from diffusive to ballistic-like transport
虽然光的吸收在自然界和应用中无处不在，但问题仍然是吸收如何改变随机介质中的传输通道。数值研究了光吸收对二维无序波导中最大透射通道和最小反射通道的影响。在弱吸收区，当系统长度小于扩散吸收长度时，最大透射通道由扩散输运主导，并且它相当于最小反射通道。它的频率带宽由潜在的准模宽度决定。然而，当吸收较强时，光在最大透射通道中的输运经历急剧转变，成为弹道式输运。它的频率带宽随着吸收而增加，并且精确的缩放随着样品的实现而变化。最小反射通道变得不同于最大透射通道，并且变得由吸收主导。与直觉相反，我们在一些样品中观察到最小反射本征值随吸收而增加。我们的结果表明，强吸收将随机介质中的开放通道从扩散型转变为弹道型。
2014-01-22 physics.optics
Derivation of statistics of real delay time from statistics of imaginary delay time using spectroscopic technique in weakly disordered optical media
延迟时间定义为波在逃逸之前在散射介质中所花费的时间，并且这可以由散射波的相位的能量导数导出。考虑到光波的复反射振幅R= |R| exp（iθ），实际延迟时间τ_r（即，在弱无序和短长度区域，实相位的能量导数（τ_r =dθ/cdk）和反射系数的能量导数（τ_i=dθ_i/cdk，|R| =r^1/2=exp（-θ_i））的复延迟时间τ_i具有相同的统计形式和随时间移动的镜像。从反射系数获得的实时延迟时间统计数据可以归因于反射系数与其相位之间的强相关性。本文还讨论了该方法在弱无序介质特性研究中的应用。
2018-12-28 physics.optics
Spatiotemporal Co-reflection with Spacetime Discontinuities at Moving Interfaces
School of Physics, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学物理学院）；Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Plasma Physics and Application Technology（黑龙江省等离子体物理及应用技术重点实验室）
研究通过时空共反射实现无反向散射的负折射，提出时空平板透镜用于非互易电磁波聚焦，为发展先进时空超材料提供框架。
2026-04-09 physics.optics
Brewster's angle for anisotropic material from the extinction theorem
利用消光定理，研究了电磁波在各向异性介质（包括超材料）内外反射时的布鲁斯特效应。给出了菲涅耳系数和布儒斯特角条件，并从分子光学的角度给出了微观解释。布鲁斯特角是各向异性材料中所有电偶极子和磁偶极子对反射场的贡献变为零的入射角。与各向同性介质不同，由于材料的各向异性，各向异性材料可以对TE和TM波表现出布鲁斯特角。
2006-10-16 physics.gen-ph physics.optics
Goos-Haenchen lateral displacements and angular deviations: When these optical effects offset each other
对于通过直角棱镜传输的光束，古斯-汉兴位移永远不能被看作是一个纯粹的效应。实际上，由全内反射引起的横向位移将总是伴随着由通过入射界面和出射界面的透射产生的角度偏差。这种组合效应可以通过使用菲涅耳系数的泰勒展开来分析。的解析表达式发现的透射光束允许确定的光束参数，入射角，和轴向距离的横向位移补偿角偏差。还简要讨论了优化实验实现的建议。
2022-09-08 physics.optics
