Single scattering of polarized light by correlated surface and volume disorder
我们研究随机粗糙表面和体积介电起伏相结合的系统的光散射。我们介绍了一个通用的模型，包括表面和体积之间的相关性障碍，我们研究了在一个单一的散射方法的散射特性。我们确定不同的制度的表面和体积占主导地位的散射取决于长度尺度表征的表面和体积的障碍。对于不相关的障碍，我们讨论了每个源的障碍的偏振响应，并显示如何偏振测量可以用来分离的表面和体积的贡献，在总测量的漫散射强度。对于相关系统，我们确定了两种配置的体积无序，分别耦合弱或强表面散射通过表面体积互相关。我们说明了这些影响不同的配置上表现出干涉图案的漫散射强度，这可能是感兴趣的复杂系统的表征或设计的光学元件，通过工程的表面体积相关性的程度。
2020-05-22 physics.optics
Invariance property of wave scattering through disordered media
扩散随机游动理论的一个基本观点是，穿过有限开放系统的轨迹的平均长度与扩散过程的细节无关。相反，平均轨迹长度仅取决于系统的边界几何形状，因此不受平均自由程的值的影响。在这里，我们表明，这一结果是植根于一个更深的层次上比随机游走，这使我们能够扩展这个普遍的不变性属性超出扩散近似的范围。具体而言，我们证明了一个等效的不变性关系也持有波的散射共振结构，以及在弹道，混沌或安德森本地化系统。我们的工作统一了一些具体的意见，在相当不同的科学领域，从蚂蚁的运动到核散射理论。潜在的实验实现使用光场在无序介质中进行了讨论。
2014-12-18 cond-mat.dis-nn physics.optics
Disorder-induced coherent scattering in slow-light photonic crystal waveguides
我们提出了GaAs光子晶体膜的光传输测量和频率延迟反射图，这表明从传播与一个定义良好的群速度完全由无序诱导的相干散射为主的制度的过渡。采用自洽的光学散射理论，只有统计函数来描述的结构无序，我们得到了一个很好的协议与实验，没有拟合参数。我们的实验和理论一起提供了清晰的物理洞察自然发生的光本地化和多相干散射现象在慢光波导。
2009-06-02 physics.optics
Path length enhancement in disordered media for increased absorption
我们从理论上和数值上研究了无序介质在介质平板中增加光程长度和增加散射光吸收效率的能力。我们首先进行了一系列的随机行走的蒙特卡罗模拟，以确定弱到强（单到多）散射，非吸收电介质板垂直入射光下的路径长度分布，并推导出在这两个限制的路径长度增强的解析表达式。非常有趣的是，虽然多重散射预计将产生长的光路，我们发现，包含一个消失的少量的散射体的介质仍然可以提供高的路径长度增强由于在板界面的全内反射持续非常长的轨迹。然后使用路径长度分布来计算具有不同吸收系数的介质的光吸收效率。我们发现，最大的吸收增强获得在最佳的散射强度，在单散射和扩散（强多散射）制度之间。这项研究可以指导实验人员在光伏技术中实现更有效和潜在的低成本解决方案。
2015-09-04 cond-mat.dis-nn physics.optics
Scattering-free pulse propagation through invisible non-Hermitian disorder
我们展示了一个新的设计原理，单向不可见的非厄米结构，不仅是不可见的一个特定的波长，而是一个广泛的频率范围。我们的想法是基于恒定强度波的概念，这种波甚至可以在高度无序的介质中传播，而不会发生反向散射或强度变化。与现有的隐形研究相反，我们的新设计原理既不需要特定的对称性（如$\mathcal{PT}$ -对称性），也不需要周期性，因此可以应用于更广泛的背景下。这种普遍性与宽带频率稳定性相结合，允许脉冲通过无序介质传播，就好像介质完全均匀一样。
2018-11-12 cond-mat.dis-nn nlin.CD physics.optics
Optically induced anisotropy in time-resolved scattering: Imaging molecular scale structure and dynamics in disordered media with experiment and theory
时间分辨散射实验能够在分子尺度上以飞秒时间分辨率对材料进行成像。然而，在无序介质中，它们只提供了一个径向维度，从而限制了取向结构和动力学的研究。在这里，我们介绍了一个严格和实用的理论框架，预测和解释实验相结合的光致各向异性和时间分辨散射。利用氯仿的脉冲核拉曼和超快X射线散射实验和模拟，我们证明了这个框架可以准确地预测和阐明这些实验的空间和时间特征。
2022-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Tailored Light Scattering through Hyperuniform Disorder in self-organized arrays of high-index Nanodisks
在光散射应用中利用的纳米颗粒阵列通常仅以其成分的周期性或相当随机的排列为特征。对于周期性的情况下，光散射主要是由强的空间相关性的安排，由结构因子表示。对于随机情况，结构相关性相互抵消，并且光散射主要由单个散射体的散射性质决定，由形状因子表示。在这些极端的情况下，我们在这里显示，第一次，超均匀无序的自组织大面积阵列的高折射率纳米盘，使结构和形状因子影响所得的散射图案，提供新的手段来定制光散射。从我们的近超均匀界面的散射响应，可以利用在各种各样的应用，并构成了先进的光学材料的一类新的。
2021-03-01 physics.optics
Soliton pulse propagation in the presence of disorder-induced multiple scattering in photonic crystal waveguides
我们引入了一种新的耦合模理论来模拟反向传播布洛赫模的非线性薛定谔方程，其中包括无序诱导的多重散射对光子晶体波导中非线性孤立子传播的影响。我们还推导出子单元格耦合系数，并使用这些引入一个广义的长度尺度与每个耦合效应。特别是，我们定义了一个多重散射的长度尺度，量化的空间范围的无序诱导腔模式。我们的数值模拟的非线性脉冲传播是在良好的定性协议与最近的实验，并提供洞察如何无序抑制孤子传播和其他非线性传播效应在光子晶体波导。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonuniversal correlations in multiple scattering
我们发现，由嵌入在三维无序介质中的源所产生的波的强度表现出非普适的时空相关性，它明确地依赖于短距离的无序特性，源的大小，以及在源的紧邻附近的无序动力学。这种相关性具有无限的空间范围，并且在时间上是长范围的。我们建议，“扩散显微镜”的技术可能会开发采用空间选择性的灵敏度所考虑的相关性的无序属性。
2000-04-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.optics
Unidirectional scattering with spatial homogeneity using photonic time disorder
该研究通过因果 Green 函数逆向设计光子时间无序，在空间均匀介质中实现幅度可控的单向散射，并利用有序—无序转变调控带宽，为无谐振时间滤波提供新方案。
2022-08-25 physics.optics
Anomalous Transmission in Waveguides with Correlated Disorder in Surface Profiles
简要回顾了多模波导中表面散射的最新研究成果。主要注意的是支付给各种机制的表面散射，并在表面配置文件中的特定的长程相关性的作用。
2011-10-06 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Exploiting disorder for perfect focusing
我们实验证明，无序散射可以用来提高，而不是恶化，透镜的聚焦分辨率。通过使用波前整形来补偿散射，光被聚焦到一个小到透镜衍射极限的十分之一的光斑。我们从实验和理论上证明，决定焦点宽度的是散射介质，而不是透镜。尽管光的传播是无序的，焦点的轮廓总是精确地等于我们推导出的理论上的最佳焦点。
2009-10-05 physics.optics
The dependent scattering effect on radiative properties of micro/nanoscale discrete disordered media
依赖散射效应（DSE）源于电磁辐射的波动性，是影响微纳米离散无序介质（DDM）辐射特性的重要机制。近几十年来，由于辐射转移方程（RTE）的近似性质，人们对流化床、光子玻璃、胶体悬浮体和雪堆等各种DDM中的DSE进行了大量的研究。本文综述了DSE的理论、数值和实验方法及其研究进展。本文首先介绍了电磁波的多次散射理论，包括解析波动理论和Foldy-Lax方程，以及它与RTE的关系。然后，我们详细描述的物理机制，是至关重要的DSE和相关的理论考虑，以及数值模拟方法。讨论了探测DSE辐射特性的实验方法和相关的实验研究进展。此外，还对介观物理和原子物理学中的DSE及相关干涉现象，特别是相干背散射锥、安德森局域化以及无序介质中的统计和关联等方面的研究进行了简要的回顾。我们希望这篇综述能为热工程应用中无序介质中DSE的理解和操纵提供深刻的跨学科见解。
2020-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Unconventional light scattering from glassy photonic films and metasurfaces
光在随机介质中的传播是光子学中的一个重要问题。当单个棒的取向的随机波动被引入到理想的木材堆光子结构中时，从劳厄衍射到随机散射场的交叉在外观上类似于散斑图案被观察和研究。当取向无序仅在正方形木堆结构的一个方向上加入时，从各向异性玻璃样品中发现了有序和无序之间意想不到的相互作用。结果发现，有序的棒组产生无序的图案，反之亦然，无序的棒组产生有序的图案，继续是明亮和尖锐的增加混乱。为了解释这种效应，从理论和实验上证明了光散射可以纯粹用杆的交点来描述。
2019-05-20 physics.optics
Temporal fluctuations of waves in weakly nonlinear disordered media
本文研究了具有克尔型弱非线性的无序介质中标量波的多重散射。微扰理论，用于计算散射波的时间自相关函数，在短的相关时间失败。自洽计算表明，对于超过一定阈值的非线性，多次散射散斑图案变得不稳定，并表现出自发波动，即使在没有散射运动。这种不稳定性是由“相干波+非线性无序介质”系统中的分布反馈引起的。反馈由多重散射提供。不稳定性的发展与非线性的符号无关。
2001-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Optical probing of fractal and multifractal connection to structural disorder in weakly optical disordered media: Application to cancer detection
本文利用盒计数方法建立解析模型，揭示弱散射类组织介质中分形维数与结构无序或折射率波动的函数及近似线性关系，并探索弱多重分形光学散射的对数正态分布特性，为癌症检测提供光学探测方法。
2024-12-27 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
