Terahertz generation by optical rectification in uniaxial birefringent crystals
双折射晶体的太赫兹（THz）辐射的角度依赖性与立方晶体有很大不同。在这里，我们考虑在单轴双折射材料，如黄铜矿晶体的光整流。在（110）切ZnGeP_2中验证了该分析，并与（ZnGeP）GaP进行了比较。虽然晶体共享相同的非零二阶张量元素，黄铜矿晶体中的双折射导致泵浦脉冲偏振在其通过晶体传播时演变，导致黄铜矿晶体中的角度依赖性显著不同。分析扩展到{012}-和{114}-切割黄铜矿晶体，并预测{114}晶体切割比{012}-和{110}-切割更有效的转化。
2012-07-12 physics.optics
Transmission matrix of a uniaxial optically active crystal platelet
给出了光轴平行于和垂直于界面平面时单轴光学活性晶体薄片透射率的表达式。由于电磁波的路径，通过晶体介质响应的一致多极展开来考虑旋光性。的光学活性的效果的数值例子给出所选厚度的石英片。本文还研究了旋光性对石英片透射率随入射角变化的影响。
2005-06-10 physics.optics
Propagation of the angular spectrum of electromagnetic fields in uniaxial crystals of finite length in the regime of the paraxial approximation
本文将分析电磁场角谱通过有限长单轴晶体的传播。我们解决了在各向同性介质和单轴各向异性介质的界面处的场的边界条件，其中光轴在任意方向上，并且不久之后，我们在由传播方向（z轴）和x轴形成的平面中选择光轴。我们展示了场的分量之间的耦合是如何发生的，以及在什么情况下我们可以对传播进行矢量或标量处理
2021-04-26 physics.optics
Electromagnetic waves in uniaxial crystals: General formalism with an application to Bessel beams
本文提出了一种描述双折射介质中完全一般的电磁波传播的数学形式。得到了平面界面折射和反射的解析公式。作为一个特例，详细分析了贝塞尔光束以任意角度入射的情况。给出了一些数值计算结果，显示了光学涡旋的形成和破坏。
2008-11-26 physics.optics
Realizing polarization conversion and unidirectional transmission by using a uniaxial crystal plate
我们发现，电磁波的偏振态可以很容易地使用一个单一的薄单轴晶体板操纵。通过对坐标系进行旋转变换和控制平板厚度，可以实现TE波和TM波在一个谱段内的完全偏振转换。我们表明，非对角元素的介电常数是极化转换的关键。我们的分析可以清楚地解释实验中发现的结果与超材料。最后，我们提出了一种简单的基于偏振转换和表面等离子激元激发的单向传输装置。
2017-03-01 physics.optics
Subwave spikes of the orbital angular momentum of the vortex-beams in a uniaxial crystal
我们从理论上预言了垂直于晶体光轴传输的椭圆涡旋光束的圆偏振分量中，中心光涡旋的转换过程所引起的轨道角动量的巨大尖峰。我们在实验上观察到了晶体长度亚波长偏差内的转换过程。我们发现光束的轨道总角动量是守恒的。
2011-08-11 physics.optics
Rotational spin Hall effect in a uniaxial crystal
研究了相位匹配奇异光束阵列通过单轴晶体的传输过程。我们已经发现，在阵列中的本地光束旋转时，传播。然而，右旋转和左旋转是不相等的。至少有两个过程负责阵列旋转：本地光束的干涉和空间去极化。干涉发生在形成旋转对称部分的涡旋诞生和湮灭事件中。退极化过程有助于旋转的不对称性，这被称为旋转自旋霍尔效应。这是由于角位移随局域光束倾角或晶体长度达到某一角度时的包络线不同而引起的。附加阵列旋转的方向仅由初始波束阵列中的圆偏振的旋向性限定。
2011-11-27 physics.optics
Spin-Hall effect and circular birefringence of a uniaxial crystal plate
单轴晶体板的线性双折射自17世纪以来就被人们所知，并且它被广泛地应用于许多光学装置和设备中。在这里，我们证明，在理论和实验上，这样的晶体板的一个罚款横向圆双折射。这种效应是光的自旋霍尔效应的一个新例子，即，透射通过板的近轴光束的横向自旋相关偏移。众所周知的线性双折射和新的圆双折射形成了一个有趣的类比与古斯-汉兴和Imbert-Fedorov光束位移出现在光反射在介质界面。我们报告的效果在一个非常简单的系统中的倾斜半波片和偏振器使用偏振和量子弱测量技术的光束位移测量的实验观察。考虑到自旋-轨道相互作用现象最近引起的极大兴趣，我们的结果可以在现代偏振光学和纳米光子学中找到应用。
2016-08-11 physics.optics
Non-canonical propagation of high-order elliptic vortex-beams in a uniaxial crystal
我们导出了非傍轴和傍轴光束的相应方程，并找到了它们的解。本文给出了广义厄米-高斯光束垂直于单轴晶体光轴传输的傍轴解。我们还构造了z=0平面上的广义拉盖尔-高斯光束，并分析了它们在均匀各向同性介质中的演化。通过与标准拉盖尔-高斯光束在晶体中的演化比较，我们发现，由于中心简并光涡旋和锥光图案产生的涡旋行的不同旋转速率，非寻常光束的附加椭圆变形导致了场结构的拓扑反应。我们预测了涡旋拓扑电荷在光束轴上的转换类似于在光学透镜中的转换，并分析了与此过程的根本区别。我们揭示了自旋角动量的同步振荡和涡旋拓扑荷在束轴处的符号。
2011-01-29 physics.optics
Equilibrium positions of optically-trapped single-crystal uniaxial calcite
本研究展示了光镊对无双折射对称轴的方解石单晶在三维平移和旋转自由度上的控制，基于感应极化与入射电场相互作用的扭矩模型，确定了晶体在平衡状态下的位置，计算结果与实验观察一致。
2025-07-01 physics.optics
Fractional optical vortices in a uniaxial crystal
本文分析了无界单轴晶体中横电（TE）和横磁（TM）模光束传输圆偏振分量中分数光学涡旋时矢量傍轴波动方程的解。结果表明，TE光束和TM光束在光束截面上的局部椭圆偏振态分布具有非对称性，并根据自由K参数的实部或虚部形成两组奇异光束。我们发现，具有实K参数的光束的左手圆偏振分量中产生的分数光学涡旋可以在比Rayleigh小得多的小晶体长度内以整体结构的形式存在，而具有虚K参数的光束则无法保持分数光学涡旋处于自由状态。然而，这样的光束类型可以在远场产生单电荷光学涡旋。我们还发现，能量效率和自旋轨道耦合定义的角度谱的光束。具有实K参数的光束的特征在于与晶体光轴成小角度传播的宽谱平面波。具有虚K参数的光束由两个平面波的锥形扇形体整形。正是这种情况定义了非常高的能量效率值。
2012-10-24 physics.optics
Magneto-electric Uniaxial Metamaterials as Wide-angle, Polarization-insensitive Matching Layers
抗反射或阻抗匹配是在过去的一个世纪里直到今天一直被光学和微波界广泛研究的主题。然而，由于TE（s）和TM（p）偏振的波阻抗随着入射角的增加而发散，因此不可能利用单个常规匹配层在倾斜入射角处同时实现两种偏振的完美匹配。在本文中，我们表明，同时完善匹配的任意基板在任意入射角从空气中是可能的，具有特定的介电常数和磁导率张量的单轴超材料匹配层（UMML）。我们通过合成一个物理UMML来匹配45°下的高折射率（εr= 10.2）衬底来证明这一概念。所需的介电常数和介电常数张量的UMML实现通过明智的控制的切向和纵向的电和磁响应。在设计角度下，两种偏振都观察到约-30dB的反射。基于UMML的概念，我们设计了一种新型的天线罩在微波区与近全向匹配的性能。对于0°-85°的入射角，两种偏振的反射保持低于-14 dB。据我们所知，这是已经实现的最宽的角度范围，同时保持两个偏振的功率反射小于5%。UMML概念为设计高性能微波、太赫兹和光学器件提供了一种新的范例。
2018-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Mechanical tunability of an ultra-narrow spectral feature with uniaxial stress
稀土掺杂晶体具有从频率计量到量子信息处理的许多应用。为了充分受益于其特殊的相干特性，需要考虑机械应变对掺杂剂的能级的影响-无论是源还是扰动。我们证明，通过施加单轴应力的稀土掺杂晶体含有光谱孔，我们可以通过一个受控的量，是大于孔的宽度移动孔。我们推导出的灵敏度$\rm Eu^{3+}$离子在$\rm Y_2SiO_5$矩阵作为一个功能的晶体网站和晶轴沿施加应力。
2019-12-18 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Analysis and design of transition radiation in layered uniaxial crystals using Tandem neural networks
随着纳米光子学的蓬勃发展，通过对高速粒子周围的光子晶体（PC）等超材料的性质进行微调，可以设计出性能优越的Cherenkov辐射模式用于粒子探测。然而，辐射方向图可以是敏感的PC的几何形状和材料特性，如周期性，单位厚度，和介电分数，直接分析和逆向设计困难。在这篇文章中，我们提出了一种系统的方法来分析和设计基于PC的过渡辐射，这是由深度学习神经网络辅助。通过匹配界面处的边界条件，多层结构的类切伦科夫辐射可以使用级联散射矩阵方法解析地解决，尽管光轴不与快速电子轨迹对齐。一旦经过良好训练，前向深度学习神经网络可以用于预测辐射模式，而无需进一步的直接电磁模拟;此外，已经提出了串联神经网络来逆向设计所需切伦科夫辐射模式的几何形状和/或材料特性。我们的建议展示了一个很有前途的策略，用于处理基于分层介质的切伦科夫辐射探测器，它可以扩展到其他新兴的超材料，如光子时间晶体。
2022-11-28 physics.optics
Theoretical and real-time study of uniaxial nematic liquid crystal phase transitions using Fresnel diffraction
液晶（LC）在现代技术中起着基础和重要的作用。最近，它们还被用于有源开关、自适应光学以及用于增强和虚拟现实的下一代显示器。这是由于它们的不同相的不同性质和对LC的物理理解不断增长。我们的目标是研究一种新的方法，在确定这些数量的热致单轴向液晶（NLC）的适用性，即使几乎所有的理论和实验的努力都集中在一个更深层次的理解依赖于温度的自由能行为和其他相关的数量，特别是在附近的第一和第二阶相变的液晶。所讨论的方法是基于相位物体的菲涅耳衍射（FD），在过去的二十年中，它已经得到了广泛的精确的衍射应用。衍射法是一种非常灵敏、准确和免疫的技术，它可以将作为温度函数的LC阶数的任何变化转换为光学相位的变化，从而从相位阶跃中记录光衍射图案的可见度变化。这与干涉测量法形成对比，干涉测量法对环境变化非常敏感。理论研究，数值计算，并与实验观测结果的比较，反过来证明了非常高的符合其他现有方法的输出。正如我们将看到的，这种方法不仅有可能通过解决现有方法的一些缺陷和缺点来加强现有方法，而且还可以取代现有方法。
2022-08-10 physics.optics
Phase Angle and Effective Second-Harmonic Generation Coefficient
Chongqing Normal University（重庆师范大学）
研究单轴晶体中相角与有效SHG系数，借助优化理论给出计算公式，进而得出最佳相角、方位角及有效SHG系数，且计算仅依赖二阶极化率张量主分张量。
2026-07-15 physics.optics
Magnetic-polarization-dependent spectroscopy of lanthanide-doped anisotropic crystals
Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)（莱布尼茨晶体生长研究所）；Fraunhofer Institute of Optronics, System Technologies and Image Exploitation (IOSB)（弗劳恩霍夫光电子、系统技术和图像利用研究所）
实验证明镧系掺杂各向异性晶体的吸收和发射光谱存在显著的磁极化依赖性，需引入第三种偏振（α偏振）进行完整表征。
2026-06-18 physics.optics
Reorientational solitons in nematic liquid crystals with modulated alignment
在具有重取向非线性的单轴软物质（如液晶）中，非寻常偏振态的光束由于双折射而偏离波矢，同时由于折射率的增加而发生自聚焦，最终形成空间孤子。据此，分析了在光轴横向取向线性变化的情况下，孤子在液晶中的轨迹演化。在这项研究中，我们使用和比较两种方法：i）一个缓慢变化的（绝热）近似的基础上的动量守恒的孤子在哈密顿意义上; ii）的Frank-Oseen弹性理论耦合一个完全矢量和非线性光束传播方法。该模型提供了可比的结果，在这样一个非均匀取向的单轴介质和预测弯曲孤子路径的单调或非单调曲率。在均匀和调制情况下，通过重新定向激发孤立波所需的最小功率基本相同。
2017-07-12 physics.comp-ph physics.optics
Experimental realization of photonic topological insulator in a uniaxial metacrystal waveguide
实现稳健的传输在电子和光子系统中都引起了广泛的关注。时间反演不变的光子晶体可以实现不受后向散射影响的手征态，但手征态的带隙在拓扑上是平凡的。在这里，我们设计并制造了一个亚晶，包括非共振的亚原子夹在两个金属板和系统表现出拓扑相变建立的组分类。通过实验测量的透射谱、计算的非零自旋Chern数和Z2指数证实了非平凡带隙的存在。通过测量场的大小和相位，实验证明了无带隙自旋过滤边缘态。当在边缘附近引入障碍物时，还观察到边缘状态的transsort鲁棒性。
2014-01-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Domain Walls and Anchoring Transitions Mimicking Nematic Biaxiality in the Oxadiazole Bent-Core Liquid Crystal C7
我们调查的起源二次向错，最近被描述为一个新的证据的双轴向列相在恶二唑的双核热致液晶C7。与分类的光学技术，如偏光光学显微镜，LC PolScope，荧光共聚焦偏光显微镜，我们证明，二次向错代表非奇异域壁形成在单轴晶在表面锚定过渡，其中表面取向的董事从切向（平行于边界板）倾斜。每个畴壁分隔两个区域，其中指向矢在相反的方位角方向上倾斜。在墙的中心，指向矢保持与粘结板平行。通过施加适度的电场可以容易地去除畴壁。的锚定过渡解释的平衡（a）的聚酰亚胺取向层产生的固有的垂直表面锚定和（b）的切向排列所造成的离子杂质形成双电层。该模型是支持的事实，即切线倾斜锚定过渡的温度降低细胞厚度的增加和离子物种（添加盐）的浓度增加。我们还表明，表面对齐的样品的热降解的强烈影响。该研究表明，C7只表现出单轴向的双相，并证明了另一种机制（形成二次向错），通过这种机制，单轴向双相可以模拟双轴向双相行为。
2015-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
