Partial cloaking of a gold particle by a single molecule
物质粒子对光的消光源于吸收或散射引起的损失。消光截面通常被视为一个附加量，导致指数定律，支配宏观光衰减。在这项工作中，我们证明了大的金纳米颗粒的消光截面可以大大减少，即，如果将单个分子置于其近场中，则粒子变得更加透明。这种部分隐形效应是由分子和纳米颗粒之间的相干等离子体相互作用引起的，其中每个分子都充当纳米天线来修改另一个分子的辐射特性。
2020-04-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Feasibility of using LSPR on the biased nanotip to realize the atomic-resolution near-field optical detection
提出了一种近场光学探测方法及其理论模型，该方法基于一个基于代数的结论：在局域表面等离子体共振（LSPR）区域，金属纳米球的消光系数是局域电子密度的倍半。十一光谱测试的金，银，铝纳米球被用来验证这个模型。对于金属纳米球，LSPR的频率和强度仅取决于局域电子密度。电子密度可以通过调节偏压来调节，因此偏压可以增强或抑制金属纳米球的LSPR频率。
2015-08-24 physics.optics
Local cross-sections and energy efficiencies in the multiple optical scattering by two conducting particles
在这项工作中，本征电磁（EM）或光学截面（即，本文导出了均匀介质中一对理想导电圆柱的散射（消光、散射和吸收）。入射照明场是轴向极化的电场，其由在极平面中具有任意入射角的平面行波组成。形式主义是基于圆柱坐标系中的多极模态展开法和平移加法定理适用于任何频率范围。一个有效的电磁场，入射到被探测的圆柱体上，首先被定义，它包括从第二个圆柱体的初始和再散射场。随后，它与散射场一起使用，通过应用坡印亭定理，基于在探测对象的表面上积分其相应的时间平均强度，推导出固有/局部截面的数学表达式。数值计算了均匀介质中一对不同半径的导电圆柱的本征消光（或散射）能量效率。重点是改变粒子间的距离，入射角，和无量纲尺寸的气缸。先验计算的结果可以是有用的，在一个多散射系统的许多粒子的充分表征，结合非本征截面的实验数据。
2018-10-25 physics.optics
Intrinsic Optical and Electronic Properties from Quantitative Analysis of Plasmonic Semiconductor Nanocrystal Ensemble Optical Extinction
由杂质半导体纳米晶体（NC）中的局部表面等离子体共振引起的光学消光光谱具有由自由载流子浓度和用于阻尼这些自由载流子的振荡的各种机制确定的强度和线形。然而，当测量系综的光谱时，这些固有性质被非均匀加宽卷积。我们发现，传统的德鲁德近似不配备从一个异质系综的杂质半导体NC拟合光谱，并产生拟合结果，违反米氏散射理论。非均匀系综德鲁德近似（HEDA）模型纠正了这个问题，占系综非均匀性和近地表耗尽。HEDA模型适用于锡掺杂的氧化铟NC的范围内的大小和掺杂水平，但我们希望它可以用于任何各向同性等离子体粒子在准静态政权。它捕获单个NC光学特性及其对系综光谱的贡献，从而能够从系综测量分析固有NC特性。品质因数的平均NC在每个合奏量化，并发现显着高于合奏。载流子迁移率和电导率来自HEDA拟合匹配的散装薄膜文献中测量。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Controlling absorption resonances from sub-wavelength cylinder arrays
亚波长圆柱阵列的吸收谱和消光谱呈现两种不同的共振态。接近瑞利异常，衍射耦合与晶格周期性导致尖锐的峰值在消光光谱与特征Fano线形状的s和p偏振。当材料表现出吸收线或局部表面等离子体/极化激元的存在下，该系统被示出呈现共振吸收与更广泛的和对称的线的形状。对于s偏振，我们的分析预测了50%的吸收的理论极限。有趣的是，对于p-偏振光和适当的参数选择，亚波长圆柱阵列可以呈现完美的（100%）吸收。
2006-06-14 physics.optics
Modified field enhancement in plasmonic nanowire dimers due to nonlocal response
我们研究了非局域光学响应对金属纳米线的光学性质的影响，通过数值实现任意纳米线几何形状的流体动力学Drude模型。我们首先证明了我们的频域有限元实现的准确性，基准它在一个很宽的频率范围内对分析结果的消光截面的圆柱形等离子体纳米线。我们的主要结果涉及更复杂的几何形状，即圆柱形和蝴蝶结纳米线二聚体，可以强烈增强光场。对于这两种类型的二聚体，我们发现，非局域响应可以强烈影响之间的二聚体和各自的消光截面的字段增强。特别是，我们给出的例子附近的杂交等离子体激元二聚体共振，仍然很大，但近两倍小于通常的本地响应描述的最大字段增强。同时，对于固定的频率，场增强和截面也可以显着增强在非局部响应模型。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Information limits of optical microscopy: application to fluorescently labelled tissue section
本文演示了一些鲜为人知的原则，图像建立在衍射显微镜和它们的使用在分析解开最小的本地化信息的原始对象-电磁质心。在荧光中，电磁质心自然位于荧光团的位置。使用一个信息熵变量-一个点发散增益-被证明用于寻找最本地化的位置的对象的表示，一般的体素（3D像素）的大小。这些空间像素可以定性分类，并用于重建的3D结构与电子显微镜的精度相当。
2016-12-13 physics.med-ph physics.optics
An intriguing branching of the maximum position of the absorption cross section in Mie theory explained
可以利用对散射和吸收截面的最大值的位置的潜在控制来更好地定制用于特定光-物质相互作用应用的纳米颗粒。在这里，我们详细解释了一个明显的蓝移的吸收截面峰相对于金属球形粒子的局部表面等离子体共振（LSPR）和剩余的散射和消光截面的机制。这种截面最大值的分支需要尺寸参数x~0.7的某个阈值，并且是获得高荧光增强的先决条件，因为高辐射率增强的光谱区域与高非辐射率增强的光谱区域分离。结果是吸收截面的最大值不能用作x>0.7的LSPR位置的定义。
2020-05-15 physics.optics
Nanoplasmonics beyond Ohm's law
在微小的金属纳米结构中，量子限制和非局域响应改变了集体等离子体行为，具有重要的后果，例如场增强和消光截面。我们报告我们的最新发展的一个真正的空间制定的运动方程，超越了常见的局部响应近似和使用的欧姆定律作为中央本构方程。电子气处理内的半经典流体动力学模型的出现一个新的内在的长度尺度。我们简要地回顾了新的控制波动方程，并给出了应用非局部框架的孤立粒子，二聚体和波纹表面的消光截面和场增强计算的例子。
2012-08-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Degeneracy of cross sections in scattering of light
我们从理论和数值上证明了在线性极化的电磁平面波垂直入射到圆柱形被动散射体时，对于任意的散射系统，无论内部结构、材料参数和尺寸如何，单一的能量图都可以综合吸收、散射和消光截面。对于一个共振阶数确定的系统，沿着能量图的相应边界，不仅散射系数的大小需要相同，而且其相位也需要相同，对应于超吸收或超散射。对于共振阶数较大的系统，能量图的区域可以完全覆盖共振阶数较低的系统。因此，具有不同共振阶数的系统可以提供相同的能量特性，反映了光散射中的能量简并性质。这种简并性可以放松功能设计中的更多自由度，例如能量收集、成像、感测设备。我们展示了基于真实材料的各种系统来支持这一发现。
2020-12-03 physics.optics
Structure of the Nondiffracting (Localized) Waves, and some interesting applications
自从早期关于所谓的无衍射波（也称为局部化波）的工作[1-4]以来，从理论和实验的角度来看，已经发表了大量关于这个重要主题的结果。最初，该理论仅考虑自由空间;然而，近年来，它已扩展到表现出色散[5-7]，非线性[8]，各向异性[9]和损耗[10]等效应的更复杂的介质。这种扩展已经随着获得亚光速、光速和超光速状态中的无衍射光束和脉冲的有效方法的发展而进行[11-18]。本文（部分评论）地址的一些理论方法有关的无衍射解的线性波动方程在无界均匀介质中，以及一些有趣的应用，这样的波。在第二节中，我们分析了局域波的一般结构，发展了所谓的广义双向分解，并用它得到了波动方程的几个光和超光速（特别是X形）无衍射解。在第三节中，我们发展了一种通过不同速度的X形脉冲连续叠加的时空聚焦方法。第四节研究了啁啾X形光脉冲在无边界介质中的传播特性。最后，在第五节中，我们将展示如何使用贝塞尔光束的适当叠加来获得具有静态包络和高横向局部化的定常局部化波场，并且其纵向强度图案可以在传播轴的选定间隔内呈现任何所需的形状。
2007-08-09 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
Nano plasmon polariton modes of a wedge cross section metal waveguide
光学等离子体激元极化激元模式被限制在两个横向尺寸，以显着小于波长的开放式波导结构的尖锐的金属楔。分析揭示了两个独特的模式对应的本地化模式的楔形点和表面模式的传播突然弯曲的接口。这些预测伴随着独特的场分布和色散特性。
2008-04-15 physics.optics
Photo-generated THz antennas: All-optical control of plasmonic materials
导体结构中的局域表面等离子体激元可以增强局部电磁场，提高消光效率。谐振导电结构通常被制造成具有确定其等离子体响应的固定几何形状。在这里，我们通过展示平面半导体层上的等离子体材料（太赫兹等离子体天线）的光生成，通过空间光调制器的结构化光学照明来挑战这种传统方法。自由载流子仅在选定区域上被光激发，这使得能够通过简单地改变照射图案来在相同样品上限定不同的等离子体天线，因此不需要物理地构造样品。这些结果为等离子体表面上共振的全光学空间和时间控制以及THz消光和局部场增强的伴随控制开辟了广泛的可能性。
2013-09-27 physics.optics
Modification of the Absorption Cross Section in the Optical Near-field
光与物质的光学相互作用被建模为平面波中的振荡偶极子。我们用坡印廷矢量的流线描述系统的能流，分析了系统的吸收、散射和消光。取决于振子的耗散阻尼，流线在偶极子中结束。基于流线的图形研究，这表示吸收截面，并形成远场吸收孔径。在振荡器的近场中，观察到孔径的修改。该方案可以适用于与光场相互作用的单个偶极发射器。在单原子吸收的情况下，振子具有圆偶极特性，我们建立了能流模型并导出了孔径。
2014-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Sub-nanometer 3D morphometric precision of polarisation-resolved wide-field optical extinction microscopy determines the roundness of individual gold nanospheres
Cardiff University（卡迪夫大学）；Al-Furat Al-Awsat Technical University（阿尔富拉特阿尔奥萨特技术大学）
通过极化分辨宽场光学消光显微镜，实现了单个金纳米球的亚纳米级三维形态精度测量，精度优于5%，尺寸精确到0.1 nm。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Signature of a Fano-resonance in a plasmonic meta-molecule's local density of optical states
我们目前的测量等离子体激元分子的局部激发下，使用阴极发光显示在相同的频率，其中已观察到一个尖锐的光谱Fano功能的消光截面的局部光态密度（LDOS）的空间再分布。我们的分析模型表明，近场和远场效应的出现，由于相同的两个本征模式的系统的干扰。我们提出了定量的见解，无论是在裸状态，并在一个穿着状态的图片，描述等离子体Fano干涉近场振幅之间的转移三个耦合裸状态，或作为两个非耦合本征模在远场的干扰。我们确定了相同的本征模引起消光下降，强烈增强辐射LDOS，使其成为自发发射控制的一个有前途的候选人。
2011-09-25 physics.optics
Dark Superabsorbers with Dirac-delta-like superdirective radiation
本文揭示在特定消光截面和角动量通道条件下，散射系统可实现吸收最大、散射最小并呈现狄拉克δ型远场辐射，提出暗超吸收体概念，并指出其在能量收集、低可见性接收和超定向光与物质相互作用等领域的应用潜力。
2024-06-29 physics.optics
A Scanning Cavity Microscope
除了荧光之外，对单个纳米系统的光学性质进行成像可以提供丰富的信息。然而，用于吸收和分散的微小信号是具有挑战性的观察，并且只有需要复杂噪声抑制的专门技术可用。在这里，我们使用扫描光学微腔中的信号增强来演示超灵敏成像。利用探测光与光学谐振器内的样品的多次相互作用，我们实现了1700倍的信号增强衍射极限显微镜相比。我们证明了定量成像的消光截面的金纳米粒子的灵敏度低于1纳米2，我们展示了一种方法，以提高空间分辨率可能低于衍射极限，通过使用高阶腔模式，我们提出了测量的双折射和消光对比度的金纳米棒。所展示的吸收和色散信号的同时增强，为纳米材料、分子和生物纳米系统的光学研究提供了诱人的潜力。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Shape sensitive Raman scattering from Nano-particles
我们调查的相互作用的形状变化和局部表面等离子体在小的金属颗粒与潜在的一个大的增强拉曼信号从粒子自身的振动。该框架是一个几何的，我们研究的振动运动过程中的几何因素的变化。所得到的横截面被发现是一个可检测的数量级，但远小于弹性横截面。
2016-01-24 physics.optics
Optical extinction and near-field properties of plasmonic dimers: Role of particle shape and separation
Max-Born-Institut（马克斯·伯恩研究所）；Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学物理研究所）；Institute of Condensed Matter Theory and Optics, Friedrich-Schiller-University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学凝聚态理论与光学研究所）
本研究采用贝塞尔型角参数化与不连续伽辽金时域有限元法，探究线偏振光激发下蝴蝶结纳米线二聚体的光学特性，对比不同几何结构与模型，分析几何参数对LSP及近场增强的影响，提出用雷达图评估非线性光学效应增强能力。
2026-08-27 physics.optics
Absorption by an optical dipole antenna in a structured environment
我们计算了结构化环境中光偶极纳米天线的广义吸收和消光截面。该表达式明确显示了辐射反应和局域态密度对天线的本征吸收特性的影响。对环境进行工程设计可以允许修改谐振天线的总体吸收以及频率和线宽。相反，偶极天线可以用来探测光子环境，其方式与量子发射器类似。
2012-03-16 physics.optics
Triangular Quantum Photonic Devices with Integrated Detectors in Silicon Carbide
三角形截面的SiC光子器件已经被研究作为一种有效的和可扩展的路线，用于将色心集成到量子硬件中。在这项工作中，我们探索了有效的收集和检测色心发射的三角形截面的SiC波导通过引入一个光子晶体反射镜在其一侧和超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的其他。我们的模型化的具有随机定位的发射器的三角形横截面器件具有89%的到期望的光学模式的最大耦合效率，并且在超过一半的配置中具有高耦合效率（> 75%）。首次在4 H-SiC上溅射了NbTiN薄膜，并测量了该薄膜的电学和光学性能。我们发现，输运性质类似于SiO2衬底上的NbTiN的情况，而消光系数对于1680 nm波长高出50%。最后，我们进行了三角形横截面波导集成SNSPD的差分时域模拟，以确定最佳的纳米线几何形状，用于有效地检测TE和TM偏振模式的光。
2022-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cavity solitons in vertical-cavity surface-emitting lasers
我们研究了在大面积非线性光学系统的横截面中通过延迟反馈来控制光的局域结构运动。延迟反馈被发现诱导一个孤立的本地化结构，是固定和稳定的反馈的情况下，自发运动。我们的分析集中在实验相关的系统，即垂直腔面发射激光器（VCSEL）。在没有延迟反馈的情况下，我们提出了实验证据的固定本地化结构在80 $μ$ m孔径VCSEL。局域结构的自发形成发生在激光阈值以上和光注入下。然后，我们考虑了时间延迟的光反馈的影响，并分析研究反馈的相位和载流子寿命对局域结构的自迁移率特性的作用。我们表明，这两个参数强烈影响的二维局域化结构的时空动力学。我们推导出了与局域结构的漂移不稳定性相关的阈值的解析公式和描述移动结构速度随时间缓慢演化的标准形方程。
2014-08-20 nlin.PS physics.optics
Equivalence of Optical Theorems
本文在电磁场完整矢量框架下证明消光光学定理具有多种等价探测器形式，并用逆源问题非唯一性与等价原理解释其非唯一性。
2025-06-10 math-ph math.MP physics.optics
