Propagation through metamaterial temporal slabs: transmission, reflection and special cases
本文研究时变超材料时间平板的散射特性，推导散射系数与折射率及施加时间的关系，证明可用时间维度控制响应，为时间匹配网络、布拉格光栅等零空间占用器件奠定基础。
2025-02-05 physics.class-ph physics.optics
Temporal metamaterials with passive switching as impedance-matched absorbers
Koç University（科奇大学）
本文提出了一种具有被动开关的时域超材料，通过有效介质理论实现宽频带吸收，其性能超越Rozanov界限，并通过仿真验证了其作为一维完美匹配层的潜力。
2026-09-01 physics.app-ph physics.optics
Photon Transitions in Arbitrary Time-Varying Metamaterials
本文提出利用含时粒子数算符本征态计算任意时变超材料中光子跃迁的通用理论，并在 logistic 与线性介电常数分布下验证，可扩展至时空调制并催生新量子效应。
2024-03-25 physics.optics quant-ph
Multiple actions of time-resolved short-pulsed metamaterials
最近，它已被证明，时间的超材料的本构参数的脉冲调制的基础上（持续时间远小于一个特征电磁时标）可能会表现出一个非本地的响应，可以利用，以便执行基本的模拟计算上的冲击波包。这些短脉冲超材料可以被视为传统（空间）超表面的时间模拟。在这里，受级联超材料表面类比的启发，我们利用这一概念并进一步说明短脉冲超材料可以用作更复杂计算的基本砖块。为此，我们开发了一种简单的，近似的方法来系统地模拟时间分辨短脉冲超材料的多个动作。通过一些有代表性的例子，我们说明了这种方法的计算能力，在简单和组成的操作，并验证它对严格的数值解。我们的研究结果表明，时间维度可以提供新的自由度和设计方法在新兴领域的计算超材料，除了或作为替代传统的空间变化的平台。
2022-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Temporal synthesis of optical nonlinearity through synergy of spectrally-tuneable electron and phonon dynamics in a metamaterial
本文实验证明在镜面结构超材料中，通过激发波长调控热电子与声子动力学协同作用，可在低于300飞秒内实现光谱选择性、偏振敏感的可调非线性光开关，为快速时变介质和非线性应用开辟新途径。
2024-11-25 physics.optics
Temporal Effective Medium for Programmable Acoustic Metamaterials with Multiple Resonances
本文将有效介质理论推广到具有多重共振的时间调制声学超材料，推导出共振强度与频率调制下的显式平均规则，为可编程非厄米声学器件设计提供统一框架。
2025-05-09 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
Analytic Inverse Design of Temporal Metamaterials via Space-Time Duality
University of Sannio（萨尼奥大学）；University of L’Aquila（拉奎拉大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文提出基于时空对偶性和一维空间逆散射理论的分析逆设计框架，通过指定反射和传输响应形式，获得物理上可行的折射率调制，实现对时域超材料的直接分析控制，应用于数学算子和滤波器的合成。
2026-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetic Permeability Time-varying Metamaterials at Microwave Frequencies
本文利用坡莫合金构建GHz磁导率时变超材料，实现4 GHz微波的非对称上下变频，并通过数值计算证明高效上变频源于非线性磁化动力学。
2025-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Neural network design of multilayer metamaterial for temporal differentiation
本文提出利用神经网络算法设计多层超材料，以在电信波长下计算入射调制信号包络的时间导数，实现快速、低误差的模拟计算。
2022-08-24 physics.app-ph physics.optics
Dispersion effects in thermal emission from temporal metamaterials: High-frequency cut-offs
本文指出了时变超材料热发射谱在高频区的非物理发散行为源于非色散响应假设，并通过引入色散响应函数升级理论体系，实现了高频截止以消除发散，从而正确计算发射谱。
2024-10-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Experimental observation of effective gravity and two times physics in ferrofluid-based hyperbolic metamaterials
最近有人提出，双曲型超材料中的异常光波表现出两次物理行为（Phys. Rev. Lett. 105，067402，2010）。通过对铁/钴基双曲型超材料的类重力非线性光学的研究，我们在实验上观察到了这种效应。除了传统的时间坐标外，沿超材料光轴方向的空间坐标也表现出类时特性，这导致了这些系统中非常不寻常的二次物理行为。
2020-08-20 gr-qc physics.optics
Spin-controlled photonics via temporal anisotropy
基于时变本构特性的时间超材料为先进的场操纵提供了新的可能性。在这项研究中，我们探索的能力，各向异性的时间板，它依赖于突然变化的时间从各向同性到各向异性的响应（反之亦然）。我们的研究结果表明，这些平台可以有效地操纵波自旋维度，允许一系列有趣的自旋控制光子操作。我们证明了这些能力，通过自旋相关的模拟计算和自旋轨道相互作用的影响，涡流的产生的例子。这些结果为时间超材料领域提供了新的见解，并在通信，光学处理和量子技术中提出了潜在的应用。
2023-02-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Shaping the quantum vacuum with anisotropic temporal boundaries
时间超材料赋予波操纵的新形式，并直接应用于量子态变换。在这项工作中，我们研究真空放大效应在各向异性的时间边界。我们的研究结果从理论上表明，时间边界的各向异性提供了控制所产生的光子的角分布。我们分析了几个单层和多层配置的各向异性的时间边界，每个具有不同的真空放大效应。例子包括沿特定方向的光子产生的抑制，共振和定向真空放大，角度和频率光子梳的产生，以及抑制和共振光子产生之间的快速角度变化。
2022-08-23 physics.optics quant-ph
Temporal interfaces by instantaneously varying boundary conditions
时间超材料最近被开发为一种新的平台，用于构思基于在材料性质的单个或多个突然变化时产生的异常散射响应的几种电磁和光学器件。然而，它们很难通过及时切换材料的介电常数在现实场景中实现，并且必须确定以可行的方式实现时间接口的新策略。在本文中，我们调查的可能性，实现时间的超材料不作用于材料的属性，而是在有效的折射率和波阻抗感知的波在一个空的引导结构的传播过程中，通过改变边界的时间。我们通过分析和数值实验表明，突然改变平行板波导的金属板之间的物理距离将诱导一个有效的时间接口。除了标准的后向和前向散射场在不同的频率，由于时间的接口，我们还确定了一个静态场的存在，以满足整个接口的电磁场的连续性。所提出的概念可以扩展到时间控制的超颖表面，打开一个更容易的路径，设计和实现的新设备的基础上随时间变化的超材料在微波和光频率。
2022-03-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of Temporal Reflections and Broadband Frequency Translations at Photonic Time-Interfaces
本文报告了在开关传输线超材料中观测到的光子时间反射与宽带频率平移，通过同步开关阵列突变改变有效电容，并利用双时间界面实现了 Fabry-Perot 腔的时间对应物，为时间超材料与极端光子调控奠定基础。
2022-11-04 cond-mat.other physics.app-ph physics.optics
New horizons in near-zero refractive index photonics and hyperbolic metamaterials
本文概述了近零折射率和双曲超材料在光与热发射、非线性光学、传感及时变光子学等新兴领域的研究现状、挑战及其对控制光与物质相互作用的重要意义。
2023-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spectral Causality and the Scattering of Waves
因果性--一个系统的输出在时间上不能先于输入的原则--是自然界的普遍属性。在这里，我们表明，类似的输入输出关系也可以实现在频谱域中利用时间调制的非厄米光子系统的特殊属性。具体来说，我们发现了广泛的一类复杂的时间调制超材料的存在，遵守时域等效的良好建立的频域Kramers-Kronig关系（因果关系的直接后果）。我们发现，在这样的时间调制系统的散射响应，输出频率固有地被禁止从频谱前的输入频率，因此，我们称这些系统为“频谱cascade”。我们探讨的后果，这个新引入的概念，几个相关的应用，包括宽带完美吸收，时间掩盖的“事件”，真正的单向传播沿合成尺寸。通过模拟光谱域中因果关系的概念，并提供新的工具，将时间调制超材料（“时间超材料”）的领域扩展到复杂的领域，我们的研究结果可能会打开未探索的机会，并使光子学的各个领域，更广泛地说，波物理和工程的相关技术进步。
2021-07-20 physics.optics
Temporal Rainbow Scattering at Boundary-Induced Time Interfaces
自现代光学和电磁学诞生以来，光学棱镜是折射光的最具吸引力的光学元件之一。利用棱镜的频率色散特性，棱镜可以在不同方向上反射不同的频率，从而实现多色光彩虹。最近，由于其工程电磁响应，超材料已被开发用于实现新的折射散射过程，超越了经典的棱镜效应。在这篇文章中，我们报告了一种新的彩虹般的散射过程发生在界面的边界诱导的时间超材料实现瞬时打开的平行板波导的边界条件。突然改变两个金属板之一的导电性，我们证明了两种不同介质之间的等效时间界面被实现，并且传播到波导中的单色波在自由空间中被散射成多色彩虹。我们推导出波导模式和上升的彩虹散射的振幅和频率作为相对于波导轴的仰角的函数之间的关系。我们应用基本的物理原理，通过设计一个散射的主方向来控制时间彩虹。全波数值模拟计算的彩虹时间散射和验证的设计准则，实现受控的时间彩虹散射。
2022-11-07 physics.optics
Temporal boundaries in electromagnetic materials
时间调制光学介质在抽象和实际应用中都很重要，例如时空变换光学、相对论激光-等离子体相互作用和动态超材料。在这里，我们调查的时间边界的行为，并表明，传统的方法，假设恒定的介电特性，与损失纳入作为虚部，必然导致非物理的解决方案。此外，虽然物理上合理的预测可以恢复与窄带近似，我们表明，适当的模型应使用材料的时间响应和色散行为。
2021-07-13 physics.optics
Bound states in the continuum in multilayered time-varying metasurfaces
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Institute of Theoretical Solid State Physics, Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院理论固体物理研究所）；Institute for Analysis, Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院分析学研究所）；Institute of Nanotechnology, Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院纳米技术研究所）；Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST), Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院综合量子科学与技术中心）
研究多层时变超表面中的连续域束缚态，利用法布里 - 珀罗BICs实现极化不敏感散射异常，借助对称保护BICs打破时间反演对称性获非互易行为，展示单向光传输器件，确立其为低功耗光 - 物质作用平台。
2026-07-08 physics.comp-ph physics.optics
Plasmonic metamaterial time crystal
Ecole Polytechnique, CNRS, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，法国国家科学研究中心，巴黎理工学院）；Collège de France, PSL Research University（法兰西学院，PSL研究大学）；CNRS, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（法国国家科学研究中心，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；CNRS, Thales, Université Paris Saclay（法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Dresden University of Technology（德累斯顿工业大学）
本文提出利用等离激元超材料在太赫兹频段实现光子时间晶体，通过场诱导动态调节载流子动能和有效质量，实现强周期驱动，展示出时间域光子学的新平台。
2026-04-02 cond-mat.other physics.optics
Time-periodic Metallic Metamaterials defined by Floquet Circuits
本文利用Floquet等效电路研究了金属性时间调制异向介质中的散射和衍射现象。具体来说，我们专注于一个时间周期的屏幕，交替之间的“金属”和“空气”的状态。我们推广我们以前的方法，通过引入“宏周期”和“占空比”的概念的时间调制。这允许分析时间周期性金属超材料，其调制比通常是有理数。此外，随着占空比的引入，完美的时间对称性在时间调制内被打破，因为时间屏幕可以在金属和空气状态下保持不同的时间量。前面的陈述导致衍射现象的丰富和新的自由度，可以利用在工程上控制电磁波的反射和透射。最后，我们提出了一些分析结果，验证了一个自我实现的时域有限差分（FDTD）方法。结果表明，利用占空比和调制比可以分别独立控制散射能级和衍射角。因此，可以有效地设计新颖的基于时间的脉冲源和波束形成器
2022-11-23 physics.app-ph physics.optics
Space-Time Event Scattering and Extension Method (STESEM): A Universal Framework for Scattering in Space-Time Metamaterials
KU Leuven（荷语鲁汶大学）
针对现有时空超材料散射分析方法的局限性，提出通用框架STESEM，通过分解散射过程无需坐标变换，推导典型结构散射响应，为相关超材料设计奠定基础。
2026-08-05 physics.optics
Temporal Parity-Time Symmetry for Extreme Energy Transformations
由无界介质的本构参数的突然切换引入的时间界面使不寻常的波动现象成为可能。到目前为止，他们的探索主要局限于无损媒体。然而，利用材料损耗和增益的非厄米现象，以及它们在宇称时间（PT）对称系统中的平衡组合，已经在光子学中开辟了新的前景。在这里，我们揭示的作用，时间接口提供在非厄米物理学，引入时间边界的PT对称性的对偶。我们的研究结果揭示了未探索的干涉机制，使极端的能量操纵，并打开了时间开关超材料的新场景，将它们与非厄米现象提供的广泛机会联系起来。
2021-07-26 physics.app-ph physics.optics
Temporal Switching to Extend the Bandwidth of Thin Absorbers
时不变的无源薄膜中的波吸收从根本上受到带宽和总厚度之间的权衡的限制。在这项工作中，我们调查使用的时间开关，以减少信号反射薄接地板在更宽的带宽。我们扩展准正常模式理论的时间切换，开发一个从头计算的形式主义，可以模拟广泛的一类时间切换结构。我们的形式主义提供了最佳的开关策略，以最大限度地提高带宽，在最小的反射实现，时间开关的纳米光子和超材料系统，以克服时不变的限制，无源结构显示出良好的前景。
2020-10-29 physics.app-ph physics.optics
Breaking the Limitations of Temporal Modulation via Mixed Continuity Conditions
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）；Heilongjiang Provincial Innovation Research Center for Plasma Physics and Application Technology（黑龙江省等离子体物理及应用技术创新研究中心）
本文提出通过混合连续性条件扩展时变超材料，实现非共振无反射波放大及光存储中的波与静态场可逆转换。
2026-03-23 physics.optics
Observation of wave amplification and temporal topological state in a genuine photonic time crystal
本文在动态调制传输线超材料构成的光子时间晶体中实验观测到k带隙波放大及由Zak相位刻画的时间拓扑态，为时变光子材料中的光产生与操控开辟新途径。
2025-07-03 physics.optics quant-ph
Observation of full momentum bandgap in photonic time crystals
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
研究通过增强共振效应，在微波光子时间晶体中首次实现完整动量带隙，展示了动态调制对带隙扩展的影响及应用潜力。
2026-04-19 physics.optics
An Energy Conserving Mechanism for Temporal Metasurfaces
当波传播通过时空超材料时，改变时空超材料的微结构特性通常需要增加或去除能量，这取决于调制类型可以是指数形式。这限制了时空超材料的实现和应用。我们解决了这个问题，通过引入一种新的机制，在非线性设置的时间元表面上保存能量。首先通过考虑在一维弹簧和质量链的离散介质中传播的波包来证明这个想法，其中使用我们的能量守恒机制，我们表明弹簧刚度可以在几个时间界面处增加，并且能量仍然守恒。然后，我们考虑一个有趣的应用程序的时间反演成像在1-d和2-d弹簧质量系统与一个波包旅行的均匀制度。我们的数值模拟表明，在1-d，当波包击中时间界面产生两组波，一个在时间上向前传播，另一个向后传播。时间反演的波重新汇聚在源的位置，我们观察到它的再生。在二维中，我们使用更复杂的初始形状，即使这样，我们也可以观察到原始图像或源的再生。因此，我们在非线性系统中实现了具有能量守恒的时间反演成像。能量守恒机制可以很容易地推广到连续介质。
2022-06-20 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph physics.optics
Reconfigurable Ultrafast Thermal Metamaterial Pixel Arrays by Dual-Gate Graphene Transistors
本文提出一种集成双栅极石墨烯晶体管与有源超表面的可重构超快热超材料像素阵列，通过解耦热产生与发射设计，实现空间、时间和波长上的灵活热输出编程，并实验演示了26个字母的逐行扫描显示。
2025-06-04 physics.app-ph physics.optics
Wave-Freezing and other Phenomena in Temporal Metasurfaces driven by Nonlocal Interactions
本研究提出一种结合非局域相互作用与时域界面的新型一维、二维声子晶体时域超表面，可实现波冻结现象，还观测到时间反转波、反常时域折射等效应，采用弹簧-质量建模与有限差分计算验证结果。
2024-04-13 physics.app-ph physics.optics
Stationary Charge Radiation in Anisotropic Photonic Time Crystals
时间超材料在波操纵方面表现出巨大的潜力，近年来引起了人们的广泛关注。在这里，我们探讨了奇异的波动动力学的各向异性光子时间晶体（APTC），形成的各向异性介质，其光学性质是均匀的，周期性地随时间变化。基于时间转移矩阵的形式主义，我们表明，一个固定的电荷嵌入在APTC可以发射辐射，在各向同性光子时间晶体的情况下，其在动量空间的分布是由APTC的能带结构控制。我们的方法扩展了时间超材料的功能，为同时产生和控制辐射提供了新的机会，对经典和量子应用都有影响。
2023-02-01 physics.app-ph physics.optics
Spatiotemporal Isotropic-to-Anisotropic Meta-Atoms
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文提出时空超原子概念，通过在亚波长区域内快速改变介电常数形成各向同性到各向异性时间边界，实现对散射波方向的实时任意操控，为四维超材料和超表面发展开辟新途径。
2021-06-23 physics.app-ph physics.optics
Temporal Faraday effect enabled by Floquet-induced chirality
State Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University（深圳大学物理与光电工程学院射频异质集成国家重点实验室）
提出一种时间手性超材料，通过Floquet调制产生有效手性响应，无需磁场或结构手性，实现时间法拉第效应，为可重构偏振操控开辟新途径。
2026-06-16 physics.optics
Electrodynamics of Photonic Temporal Interfaces
本文从第一性原理建立光子时间界面电动力学的严格模型，揭示时间散射的边界条件和守恒定律取决于微观实现机制，为时变结构光与物质相互作用研究开辟新方向。
2024-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Causality and instability in wave propagation in random time-varying media
ESPCI Paris, PSL University（巴黎高等物理化工大学，巴黎文理研究大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut Langevin（朗之万研究所）；Paris-Saclay University（巴黎萨克雷大学）；Institut d’Optique Graduate School（光学研究生院）
研究随机时变介质中波动传播的因果性与不稳定性，通过非微扰解和有效介质描述揭示时间杂散对波动动力学的影响。
2025-05-26 cond-mat.dis-nn physics.optics
Temporal refraction and reflection in modulated mechanical metabeams: theory and physical observation
University of Missouri（密苏里大学）；Ningbo University（宁波大学）；City University of New York（纽约市立大学）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生中心）；Peking University（北京大学）
本研究在带压电阵列的机械超梁中实验观测到时间界面的弯曲波折射反射，验证了时间斯涅尔定律等，还通过多阶梯界面、平滑阻抗变化实现波调控与波形编码，为时间机械超材料及声子调控提供新方向。
2025-01-17 physics.app-ph physics.optics
Mirrors without spatial boundaries
该研究针对无空间边界反射镜的可行性，指出纯时间反射受 Minkowski 动量守恒限制，并利用时间非 Foster 左手介质的反平行动量与能量流实现该机制，进而提出时间腔、脉冲冻结和频率梳等功能。
2025-02-19 physics.app-ph physics.optics
Carrier Drift Modulation and the Hyperbolic Time Crystals
Purdue University（普渡大学）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
通过载波漂移调制实现无损耗双曲介质，突破纳米光子学中材料损耗限制，推动亚波长光聚焦和强场物理发展。
2026-01-02 physics.optics
Temporal Localisation of Waves from Imaginary Line-Gap Topology
University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Rostock（罗斯托克大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
本研究探讨非厄米系统中虚数线隙拓扑导致波的时间局域化，提出对称性判据，为观测拓扑保护的时间局域化提供指南。
2026-09-15 physics.optics
Absorption and scattering by a temporally switched lossy layer: Going beyond the Rozanov bound
在本文中，我们研究的电磁散射，吸收，和性能界限的短时间调制脉冲，撞击时变损耗层，夹在真空和一个完美的电导体。该层的电特性，即，电导率，介电常数和磁导率被假定为随时间突然或逐渐变化。我们证明了数值上的时变吸收层，经历其介电常数和电导的时间切换可以吸收调制的，超宽带，以及准单色，脉冲波的功率超出了由时不变的Rozanov约束时，在整个频谱集成。我们建议并模拟了一个实际的超材料实现，构造为一个三维阵列的电阻加载偶极子。通过仅切换偶极子的负载电阻，获得期望的有效介质特性。此外，我们表明，Rozanov的界限可以绕过突然和更实际的逐步，软开关，从而克服了一些可能的因果关系问题，突然切换。
2021-11-17 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
Deterministic time rewinding of waves in time-varying media
Research Institute of Basic Sciences, Ajou University（韩国亚洲大学基础科学研究院）；Department of Physics, Ajou University（韩国亚洲大学物理系）；School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院物理学院）
本文提出一种通过时间调制实现波确定性时间倒带的机制，在电磁和狄拉克系统中实现全波态重建，为安全信息检索和可编程超材料提供平台。
2025-08-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tapered Photonic Switching
新型非线性材料的出现激起了前所未有的兴趣，探索使用时间不均匀性来实现新形式的波控制，在工程超材料跨越空间和时间的更大视野中。当无界介质的性质在时间上突然切换时，传播波被有效地转换为不同的频率，并通过称为时间反转的过程部分耦合到其反向传播的相位共轭伙伴。然而，在现实的材料中，开关时间必然是有限的，在所产生的时间散射功能中起着核心作用。通过识别和利用电磁动量守恒在时间反演过程中的关键作用，在这里，我们开发了一个非常一般的分析形式主义，以量化由于时间的不均匀性的任意配置文件的时间反演。最后，我们部署我们的分析理论，以开发一个形式主义，类似于空间锥形理论，使定制所需的时间反演光谱响应，展示其用于实现宽带频率转换器和滤波器。
2022-05-16 cond-mat.other physics.app-ph physics.optics
Space-Time Wave Localisation in Systems of Subwavelength Resonators
本文研究时间调制高对比度亚波长谐振器超材料，通过电容矩阵近似和广义电容矩阵表征局域模式，并用数值实验首次证实受扰结构中的时空波局域化。
2025-01-10 cs.NA math-ph math.AP
Electromagnetic Time Interfaces in Wire Media: Innovations for Subwavelength Imaging
本研究理论分析导线介质到单轴电介质的电磁时间界面，证明其可将深亚波长TEM空间频谱转换为多频率、多方向平面波，从而实现亚波长成像。
2024-12-05 physics.app-ph physics.optics
Asymmetric double-pulse interferometric frequency-resolved optical gating for visible-wavelength time-domain spectroscopy
超快科学技术为光学计量学、强场物理学、非平衡物理学等带来了蓬勃发展的机遇，由于超快激光的时间分辨率和峰值功率不断提高，优越的时间和光谱分辨率，带来了泵浦-探测光谱的瞬态在各种有趣的材料，如量子材料，超材料和等离子体材料的超快动态研究，通过直接报告光谱复杂的响应函数，使用基于时域或频域的探针。与其频域对应物形成鲜明对比，例如，FTIR和椭圆偏振法，时域光谱法不仅提供了极好的光谱相位灵敏度，而且由于其脉冲性质，还提供了出色的时间分辨率。为了将时域光谱的探测范围扩展到具有挑战性的可见光频率，我们提出了一种干涉型频率分辨光学门（FROG）。我们的数值模拟表明，当在精心设计的双脉冲方案中操作时，可以激活独特的锁相机制，从而保留零阶和一阶相位，否则标准FROG测量无法获得。其次是时域信号重建和分析协议，我们表明，时域光谱与子周期时间分辨率，使和非常适合需要的超快兼容和无歧义的方法在可见波长的复杂介电函数测量。
2022-05-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Recent advances of transition radiation: fundamentals and applications
跃迁辐射是光发射的基本过程，每当带电粒子穿过不均匀区域时就会发生。渡越辐射的一个特点是它可以在任何粒子速度下产生任意频率的光发射。因此，渡越辐射在基础科学和实际应用中都具有重要意义。本文简要回顾了渡越辐射的发展历史及其最新进展。此外，我们特别注意跃迁辐射的四个典型应用，即高能粒子的探测，相干辐射源，光束诊断，表面波的激发。最后，展望了跃迁辐射的研究趋势，特别是利用人工工程材料和纳米结构，如增益材料、超材料、时空材料、超边界、周期性或非周期性堆叠的层状结构等，实现跃迁辐射的柔性操控。
2023-01-03 physics.optics
Amplified up-conversion of electromagnetic waves using time-varying metasurfaces
ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS), Research School of Physics, The Australian National University（澳大利亚国立大学变革性超光学系统卓越研究中心物理研究学院）；Instituto de Telecomunicações and Department of Electronics, Telecommunications and Informatics, University of Aveiro（阿威罗大学电信研究所电子、电信与信息系）
利用时变超材料实现微波和太赫兹波段电磁波的高效放大和频率转换，通过级联放大过程突破曼利-罗伊极限。
2026-08-17 physics.app-ph physics.optics
Coherent meta-materials and the lasing spaser
2003年，伯格曼和斯托克曼引入了spaser，一种通过辐射的受激发射实现表面等离子体的量子放大器[1]。他们认为，通过利用金属/电介质复合介质，应该可以构建纳米器件，其中在比波长小得多的空间区域中建立强相干场[1，2]。V形金属夹杂物与半导体量子点的集合相结合被讨论为spaser的可能实现[1]。这里我们介绍spaser概念的进一步发展。我们表明，通过结合超材料和spaser的想法，可以创建一个狭窄的分流相干源的电磁辐射，是由等离子体激元振荡。我们认为，支持高Q相干电流激发的某类等离子体共振器的二维阵列提供了一个有趣的机会，创造空间和时间相干激光源，激光Spaser。
2008-02-18 physics.optics
Enhanced detection of time-dependent dielectric structure: Rayleigh's limit and quantum vacuum
本研究针对远场成像受瑞利极限限制的问题，提出利用非均匀电介质的时间调制确定其极化率，发现量子真空负频率贡献可实现无入射场探测，结合入射光散射能克服瑞利极限，并拓展到相对论光学中匀速运动电介质的类似效应。
2025-02-11 physics.optics quant-ph
Strong Spatial Dispersion in Time-Modulated Dielectric Media
提出了时间调制介质的有效介质描述。通过在一个调制周期上取平均场，导出它们之间的关系，从而定义不同的本构参数。在最一般的情况下，它被发现，有效的材料是通过一个空间和时间色散的横向介电函数和一个恒定的纵向介电函数。还发现，与其波数依赖性（空间色散）相比，前者的频率依赖性较弱。这种空间色散的不同的物理后果进行了讨论，特别强调在弱色散近似，限制中，它被发现的有效材料的行为作为一个共振和各向同性磁介质没有额外的纵向模式，因为它是常见的空间色散材料。因此，时间相关介质开辟了一种设计动态可调超材料的替代方法。
2020-11-09 physics.class-ph physics.optics
Time Interfaces in Bianisotropic Media
本文研究双各向异性介质中磁电耦合参数随时间突变所形成的时间界面，揭示其偏振和方向依赖的散射效应，为时变双各向异性超材料及光子时间晶体中的波调控奠定理论基础。
2023-11-01 physics.optics
Photonics of Time-Varying Media
时变介质最近已经成为波操纵的新范例，这要归功于新型高度非线性材料（如ε-近零材料）的发现与对新型波应用（如无磁非互易性、多模光整形和超快开关）的探索之间的协同作用。在这篇综述中，我们提供了一个全面的讨论，最近取得的进展与光子超材料whoseproperties源于他们的调制的时间。我们回顾了支撑时间开关的基本概念及其与空间散射的关系，并部署由此产生的洞察力来回顾光子时间晶体及其新兴的研究途径，如拓扑和非厄米物理。然后，我们将讨论扩展到时空调制及其在非互易性、合成运动、巨各向异性、放大等效应中的应用。最后，我们总结了最近证明的最有吸引力的实验途径的审查，并提供了一些观点，对未来实现光子学中的时间调制的新兴趋势。
2021-11-18 cond-mat.other physics.optics
Second harmonic generation at a time-varying interface
本研究探讨了光泵浦空气与310 nm氧化铟锡薄膜时变界面处的二次谐波产生，发现二阶非线性极化率的时间调制显著增强了谐波调制对比度，为可见光范围的时变材料应用和非微扰非线性光学理论提供了新方向。
2024-01-10 physics.optics
