Broadband enhanced chirality with tunable response in hybrid plasmonic helical metamaterials
设计宽带增强的手性对于新兴的手性化学和传感领域，或者在最近引入的纳米光子手性量子和经典光学应用中控制光子的自旋轨道动量具有强烈的兴趣。然而，手征光-物质相互作用具有极其微弱的性质，难以控制和增强，并且不能调谐或宽带化。此外，在技术上重要的可见光到紫外光谱处实现强、宽带和可调谐手性的平面双纳米光子结构仍然是难以捉摸的。在这里，我们解决这些重要的问题，通过实验证明和理论验证光谱可调，极大的，和宽带手旋光响应的纳米螺旋超材料。报道的全介电和介电-金属（混合）等离子体超材料的新设计允许通过大规模纳米光子结构实现有史以来最大和最宽的测量手性库恩不对称因子。此外，所提出的自下而上制造的光学超材料的强圆二色性可以通过改变它们的尺寸和它们的电介质和等离子体螺旋子部分之间的比例来调谐。目前展示的超材料有望为手光学领域的发展提供实质性的推动，从而在纳米尺度上显著增强和宽带手征光-物质相互作用。
2021-01-28 physics.optics
Magnetically tunable terahertz all-dielectric metamaterial based on liquid crystal
由高折射率、低损耗介质谐振器组成的全介质超材料是实现高效光学器件的一种有效途径。然而，制备太赫兹全介质超材料并主动调节其性能仍然是一个挑战。本文提出了一种制备高质量微球基太赫兹全介质超材料的有效方法。在此基础上，提出了一种基于液晶的磁调谐THz全介质超材料。将全介质超材料浸入LC中，并通过外部磁场进行调谐。研究表明，外加磁场可以有效地调谐诱导Mie共振，且调谐率对外加磁场的指向矢高度敏感。对于第一电谐振，获得了良好的可调谐性能。该工作为制备高质量的THz全介质超材料提供了一种新的方法，为可调谐THz全介质超材料的制备开辟了一条新的途径，在THz器件中具有广阔的应用前景。
2018-08-14 physics.optics
Wireless at the Nanoscale: Towards Magnetically Tunable Beam Steering
等离子体无线纳米链路具有很大的希望来克服传统金属导线的限制，即窄带宽，欧姆损耗，色散和串扰。然而，目前的发展局限于两个固定点之间的无线通信，即，固定的发射机和固定的接收机，这又限制了能量效率和集成水平。在这项工作中，我们提出了使用磁场的等离子体纳米天线的辐射波束转向的主动调谐。我们的概念背后的物理原理示出与辐射偶极源的辐射模式的存在下，磁场的严格的解决方案。结果表明，所提出的方案是可行的等离子体纳米天线的铁磁或贵金属在施加磁场的存在下。
2022-04-27 physics.optics
Light scattering from a magnetically tunable dense random medium with weak dissipation : ferrofluid
我们提出了一个半唯象处理光透射和反射的铁磁流体，我们认为这是一个磁可调系统的密集随机介质散射弱耗散。部分空间有序是通过施加横向磁场来引入的，该横向磁场在介电随机性上叠加了周期性调制。这引入了布拉格散射，其有效地增强了仅由于无序引起的散射，并且因此减小了朝向安德森局域化的弹性平均自由程。我们的理论治疗，不变的嵌入的基础上，给出了一个同时减少的透射和反射，而不改变入射线偏振的空间秩序是磁性调谐到布拉格条件，即光波矢量等于一半的布拉格矢量（Q）。我们的实验观察与这些结果定性一致。我们还给出了光的渡越（逗留）时间和在稳定照明下储存在随机介质中的光能的表达式。因此，铁磁流体提供了一个有趣的物理实现有效的“有损耗的安德森-布拉格”（LAB）腔与研究的空间无序，偏序和弱耗散光传输的相互作用的效果。鉴于目前的兴趣在传播，光限幅和存储的光在铁磁流体，目前的工作似乎热门。
2011-04-21 physics.optics
Electrically Tunable Excitonic-Hyperbolicity in Chirality-Pure Carbon Nanotubes
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Northeastern University（东北大学）
本文利用手性纯半导体碳纳米管取向薄膜实现室温电可调激子双曲超材料，验证色散窗口、传播角、Purcell因子及自发辐射调制。
2025-09-29 physics.optics
An achiral magnetic photonic antenna as a tunable nanosource of superchiral light
对分子手性的敏感性对于从生物学、化学到制药工业的许多领域都至关重要。通过产生超手性光，纳米光子学带来了创新的解决方案，以减少检测体积和增加灵敏度，代价是光手性的非选择性或对背景的强烈贡献。在这里，我们从理论上提出了一个非手性等离子体共振器，基于一个矩形的纳米狭缝在薄金层作为磁偶极子的行为，产生一个可调的纳米源的纯超手性光。这种纳米源没有任何背景，并且其手性的符号在波长和偏振方面是外部可调的。这些特性是由入射波与我们的纳米天线的磁偶极特性之间的耦合引起的。因此，我们的研究结果提出了一个平台，特别是在可见光下的手性分子的深亚波长检测体积，以及优化圆二色性测量中的信噪比以达到单分子灵敏度的路线图。
2023-01-26 physics.optics
Magnetically-tunable cutoff in asymmetric thin metal film plasmonic waveguide
我们从理论上研究了在一侧被磁光材料包围，另一侧被磁光介质包围的金属薄膜中长程表面等离子体激元的磁调谐截止。解析推导的截止条件预测，一个磁场偏置可以诱导一个新的退化截止状态附近的超过截止辐射在一侧可以切换到在另一侧的一个微小的变化的磁场从偏置。简并所需的磁化偏置与金属膜厚度成正比，与波长成反比。
2018-07-17 physics.app-ph physics.optics
All-optically tunable enantio-selectivity and chirality transfer
本文提出一种基于螺旋场的全光手性转移方法，通过在中性原子系统中诱导光色散，实现可确定、可调的对映选择性控制，并经理论与实验验证其可增强或抑制不对称合成。
2024-06-13 physics.atom-ph physics.optics
Observation of Electrically Tunable Chirality Inversion in a Slow-Light Waveguide
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
通过量子点电调谐，实验观测到慢光光子晶体波导中局域光学手性在窄波长范围内反转，并归因于发射体偏离波导中心时手性的强光谱变化。
2026-05-28 physics.optics quant-ph
Magnetically tunable zero-index metamaterials
零折射率超材料（ZIM）的特点是在任意形状的大面积上具有均匀的电磁模式，使得许多应用成为可能，包括具有任意形状的高透射超耦合器、用于非线性光学的方向无关相位匹配以及许多量子发射体的集体发射。然而，迄今为止报道的大多数ZIM都是无源的，没有对其电磁特性进行动态调制的方法。在这里，我们设计和制造的磁性可调ZIM组成的钇铁石榴石（YIG）柱夹在两个覆铜板在微波政权。通过利用YIG的Cotton-Mouton效应，超材料成功地在无隙状态和带隙状态之间切换，导致超材料的零折射率相和单个负相之间的“相变“。使用S形ZIM超耦合器，我们实验证明了一个可调谐的超耦合状态，在9 GHz的低本征损耗为0.95 dB和高达30.63 dB的高消光比。我们的工作使ZIM的电磁特性的动态调制，使可调谐线性，非线性，量子和非互易电磁器件的各种应用。
2022-06-09 physics.app-ph physics.optics
A Magnetically Switchable Bifocal Metasurface
Istituto Nazionale di Ottica (INO) Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（意大利国家光学研究所（INO）意大利国家研究委员会（CNR））；Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa（比萨大学化学与工业化学系）
本文提出一种可调双焦点磁光超材料，通过外部磁场调节焦距，实现非机械可调聚焦。
2026-04-30 physics.optics
Magnetically Tunable Chiral Phonon Polaritons with Magneto-optical Bound States in the Continuum
Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University（清华大学深圳国际研究生院）；Suzhou Laboratory（苏州实验室）
研究提出一种混合平台，通过hBN声子极化子与磁光光子晶体支持的chiral束缚态耦合，实现强选择性光子耦合，展示磁控手性声子极化子器件的可行性。
2026-04-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable high-$Q$ Janus-to-chiral bound states in the continuum in bilayer PhCs
School of Physics and Optoelectronics, Xiangtan University（湘潭大学物理与光电工程学院）；School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理学院）；State Key Laboratory of Millimeter Waves, Southeast University（东南大学毫米波国家重点实验室）；Science, Mathematics and Technology (SMT) Cluster, Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学科学、数学与技术学部）
研究通过双层全电介质光子晶体控制Janus束缚态在连续体中的特性及光学手性，利用对称性选择性扰动实现手性拓扑荷调控，展示出高Q因子手性光子学的可调制路径。
2026-05-14 physics.optics
Active spintronic-metasurface terahertz emitters with tunable chirality
本文提出一种超表面图案化磁性多层异质结构的新型激光驱动太赫兹发射器，结合自旋电子与超表面优势，实现宽带太赫兹波的可调手性产生与矢量操控。
2021-05-25 physics.app-ph physics.optics
Topological Control of Chirality and Spin with Structured Light
University of the Witwatersrand（威特沃特斯兰德大学）；University of East Anglia（东英吉利大学）
本文通过结构光的拓扑特性实现对自旋角动量和光学手性的精确控制，揭示了自由空间中的光学霍尔效应，并提出两种拓扑机制。
2026-03-11 physics.optics
Dirac points, new photonic band gaps and effect of magnetically induced transparency in dichroic cholesteric liquid crystals with wavelength dependent magnetooptical activity parameter
本研究揭示二色性胆甾相液晶在波长相关磁光参数下出现新狄拉克点、光子带隙及磁致透明线，系统非互易且可调，适用于可调谐滤波器、吸收体及光学二极管等器件。
2023-05-16 physics.optics
Magnetically tunable multi-band near-field radiative heat transfer between two graphene sheets
近场辐射传热与近场成像、热光电转换、热路器件等应用密切相关。NFRHT的主动控制是非常感兴趣的，因为它通过外部手段提供了一定程度的可调谐性。在这项工作中，一个磁可调的多波段NFRHT揭示了在两个悬浮的石墨烯片在室温下的系统。发现在外加磁场作用下，B=0时的单带谱分裂为多带谱。对于适度的磁场（例如，B= 4T）。一个带是由带内跃迁的经典制度，经历了蓝移的化学势增加。同时，另一个带是由量子区中的朗道能级间跃迁贡献的，这对化学势的变化是鲁棒的。对于强磁场（例如，B=15 T）时，存在一个附加带，其谐振峰出现在近零频率（微波区），源于磁等离子体激元零模式。在如此低的频率下，NFRHT的显著增强在任何以前的系统中都没有发现。这项工作可能为基于原子级薄石墨烯片的多波段热信息传输铺平道路。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Planar chiral metasurfaces with maximal tunable chiroptical response driven by bound states in the continuum
具有高Q手性共振的光学超颖表面可以增强光-物质相互作用，用于手性响应的各种应用，如非线性、有源和非线性元器件。通常，这种超颖表面需要复杂的深度分辨纳米纤维来实现亚波长立体纳米结构，这带来了巨大的挑战，特别是在短波长范围内。在这里，我们提出了一种新的平面设计的手性超颖表面支持束缚态的连续（BIC），并证明实验手征光学响应与记录高Q因子（Q=390）和近乎完美的圆二色性（CD=0.93）在光学频率。简化的亚原子是高度双折射的，并且支持缠绕椭圆本征偏振，其具有围绕BIC偏振奇异性的相反螺旋度，提供了一种方便的方式，用于通过破坏面内对称性或改变照射方向来实现最大平面手性。在平面超颖表面中实现的这种急剧共振手性有望在经典和量子光学中实现各种实际应用，包括手性传感，对映体选择和手性量子发射器。
2021-12-14 physics.optics
Magnetically induced transmission/absorption in chiral liquid crystals
我们报告的发现，理论上，新的效果，即磁致透明/吸收的影响。在磁激活螺旋结构周期介质中观察到这种效应。改变外部磁场和吸收，可以调谐透明/吸收带的频率和线宽。我们已经表明，这两种效果可以同时观察到两个本征模式的胆甾相液晶（CLC）层。这两种效应都是不可逆的和可调的。它们可以观察到的情况下的情况下的色散的电介质和磁张量分量，以及在色散依赖的CLC层的光学参数的情况下。这些效果的比较表明，虽然磁感应透明的效果是在宽间隔的变化的CLC层的参数，磁感应吸收的效果只能观察到在这些参数的非常小的间隔。
2021-07-09 physics.optics
Chirality-driven all-optical image differentiation
针对现有光学计算依赖谐振结构导致带宽受限的问题，提出一种基于双折射均匀平板级联的可调谐平台，利用巨手性负折射实现偏振选择性的类 Laplacian 算子进行全光图像微分。
2025-09-16 physics.optics
Giant nonlinear optical chirality in twisted heterobilayers
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；China University of Geosciences（中国地质大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
研究通过扭曲不同单层半导体材料，揭示了在非线性光学中显著表现的结构手性，展示了MoS2/WSe2异层在二次谐波生成中的巨大可调非线性手性，建立了原子薄层相对取向对非线性手性响应的确定性控制。
2026-05-17 physics.optics
Highly tunable optical activity in planar achiral terahertz metamaterials
使用太赫兹时域光谱，我们证明了可调谐的偏振旋转和圆二色性在本质上非手性平面太赫兹超材料没有双重旋转对称。观察到的效果是由于非本征手性所产生的超材料平面的相互取向和入射太赫兹波的传播方向。
2010-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical chirality in high harmonic generation
光手征（OC）-电磁场的基本量之一-对应于光的瞬时手征。它已被用于探索线性光学中的手征光-物质相互作用，但尚未应用于非线性过程。出于探索OC的螺旋偏振的高次谐波和阿秒脉冲的产生中的作用，我们首先分离的OC的横向和傍轴光束的偏振和轨道条款。我们发现，在准单色情况下，阿秒脉冲的偏振相关OC对应于泵浦的OC，但在多色泵浦情况下则不对应。我们将这种差异与多色泵浦的偏振OC沿光周期随时间迅速变化的事实相关联。因此，我们提出了新的数量，非瞬时偏振相关的OC，和时标加权偏振相关的OC，链接的手征性的多色泵和他们产生的阿秒脉冲。对OC理论的扩展将有助于探索各种非线性手征光-物质相互作用。例如，它激励我们提出了一种用于产生具有可调椭圆率的高度椭圆的阿秒脉冲的三环泵。
2017-09-19 physics.optics
Optical Synthesis of Transient Chirality in Achiral Plasmonic Metasurfaces
本文提出利用热载流子非均匀时空分布重构光学几何，在非手性等离子体超表面中实现可见光波段近乎完美可逆的超快瞬态手性。
2023-06-05 physics.optics
Spin angular momentum and optical chirality of Poincaré vector vortex beams
针对高阶庞加莱模式柱矢量涡旋光束，研究了其在傍轴和非傍轴条件下光学自旋与手性密度的空间分布，建立解析理论揭示Pancharatnam拓扑荷和偏振指数的调控作用，并给出聚焦非傍轴标量贝塞尔光束的解析方程。
2024-02-08 physics.optics
Controllable Chirality Sorting of Particles via Topological Optical Quasiparticles
Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出利用聚焦拓扑光学准粒子实现连续粒子分选的新方法，通过调控拓扑电荷实现手性粒子的高效空间分离。
2026-04-09 physics.optics
Kirigami-based Flexible Metasurface with Reconfigurable Intrinsic Chirality from Zero to Near-unity
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；Low Altitude Systems and Economy Research Institute, The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州）低空经济与系统研究院）；Wuhan University of Technology（武汉理工大学）
本研究提出了一种基于 kirigami 的可变形超表面，通过动态调节折叠角度实现从零到近单位的内在手性连续调节，拓展了手性光学控制的应用前景。
2025-12-24 physics.app-ph physics.optics
Switching the Optical Chirality in Magneto-plasmonic Metasurfaces Using Applied Magnetic Fields
手性纳米光子器件在手性分子传感、偏振多样性纳米光子学和显示技术等方面具有广阔的应用前景。主动手性纳米光子器件是一种可以通过外界激励来控制光学手性的器件，引起了人们极大的研究兴趣。然而，光学手性的有效调制一直是具有挑战性的。在这里，我们展示了开关的非本征手性施加磁场的磁等离子体超颖表面设备的基础上的磁光氧化物材料，Ce 1 Y2 Fe 5 O 12（Ce：YIG）。由于Ce：YIG具有低的光损耗和强的磁光效应，在掠入射条件下，在波长为950 nm的激光器上施加-0.65° ~+1.9°范围内的磁场，实现了巨大且连续的远场圆二色性（CD）调制。远场CD调制是由于磁光圆二色性和施加的磁场对超手征场的近场调制。最后，我们在使用自组装制造的毫米级磁等离子体元表面中展示了磁场可调手征成像。我们的研究结果为实现平面集成的、大规模的、具有活性的手性超表面提供了一种新的途径。
2019-09-30 physics.optics
Tunable Chiral Bound States in a Dimer Chain of Coupled Resonators
该研究探讨了二能级发射体与一维耦合谐振器二聚体链系统中的手性束缚态，发现非局域耦合可产生三个可调谐手性束缚态，并通过参数调节实现近乎完美的手性。
2023-08-31 physics.optics
Dynamic and Continuous Control of Second-Harmonic Chirality through Lithium Niobate Nonlocal Metasurface
Centre for Nano Optics, University of Southern Denmark（南丹麦大学纳米光学中心）；Eastern Institute of Technology（东方理工学院）
提出一种由x切铌酸锂薄膜和等离激元纳米天线组成的非线性非局域超表面，通过旋转线偏振泵浦偏振方向，利用正交传播导模的失谐共振，实现了二次谐波手性在全范围内的动态连续调谐，为可调谐手性光源开辟了新途径。
2025-09-16 physics.optics
Hidden chirality and half-vortex formation in exciton-polariton condensates
School of Physics and Engineering, ITMO University（ITMO大学物理与工程学院）；Hybrid Photonics Laboratory, Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术学院混合光子学实验室）
本文发现径向对称的非共振泵浦自旋激子-极化激元凝聚体无需旋转驱动或轨道角动量即可获得手性，通过双储层自旋弛豫产生非厄米手性势，实现半涡旋的全光形成。
2026-10-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chirality encoding in resonant metasurfaces governed by lattice symmetries
本文提出利用五种平面Bravais晶格对称性与元原子几何的相互作用来通用调控共振超表面的手性响应，并通过中红外透射与圆二色性同时图像编码验证其应用潜力。
2024-12-30 physics.optics
Analytical Investigation of Magneto-Plasmons in Anisotropic Multi-layer Planar Waveguides Incorporating Magnetically Biased Graphene Sheets
本文提出了一种新的分析模型的各向异性多层结构的磁偏置石墨烯片。多层结构由各种磁性材料组成。施加垂直于结构表面的外部磁场。每个具有各向异性导电率张量的石墨烯片被夹在两个相邻的磁性材料之间。我们的模型被用来寻找结构的色散关系。现在，获得结构的等离子体特征，例如有效折射率和传播损耗是简单的。已经研究了四个示例性结构变体，以显示关于相关的特定等离子体波现象和效应的所提出的一般结构的丰富性。这些方面是必不可少的，以形成我们的结构设计平台，提出新的等离子体器件，如生物传感器，调制器，吸收器，透明电极，和可调超材料在太赫兹频率。一个非常好的协议之间的分析和全波模拟结果。
2021-03-21 physics.optics
Dynamic Chirality in Photonic Time Crystals
City University of Hong Kong（香港城市大学）
提出时空光子时间晶体，通过方位角行波介电调制实现合成旋转，解除模态简并产生手性模式，实现可调圆二色性，为无机械运动可重构手性光子学提供新策略。
2026-09-09 physics.optics
Frequency-tunable circular polarization beam splitter using a graphene-dielectric sub-wavelength film
本文提出一种石墨烯/介质堆叠的亚波长结构，利用ENZ特性与石墨烯高霍尔电导率实现宽频、大角度下对两种圆偏振波的选择性透过与阻挡，并可通过磁场和化学势调谐。
2014-05-13 physics.optics
Molecular-Induced Chirality Transfer to Plasmonic Lattice Modes
该研究通过胶体自组装制备金纳米颗粒阵列并嵌入手性分子，证明分子手性可转移至等离子体晶格模式，实现可调的手性控制，并借助数值模拟与半解析模型加以验证。
2023-05-11 physics.chem-ph physics.optics
Chirality tuning and reversing with resonant phase-change metasurfaces
本文提出将支持连续域中手性束缚态的谐振超表面与相变材料结合，实现了动态可调的手性响应，并利用非晶态与晶态间的相变，使手性迅速从-0.947连续反转至+0.958。
2024-01-03 physics.app-ph physics.optics
Topological ferroelectric chirality
本文综述了手性铁电材料的最新进展，重点探讨了纳米结构铁电体中手性的拓扑起源及其可调控功能，并展望了其在纳米光电、等离激元和生物医学等领域的应用前景。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Controlled synthetic chirality in macroscopic assemblies of carbon nanotubes
人们逐渐认识到，手性自由度的成功利用可以为不同的研究领域带来新的科学和技术机会。因此，正在寻求以不复杂和可再现的方式产生具有可控手性的人工物质的方法。在这里，我们报告了两个简单的方法来制造晶圆级手性架构的有序碳纳米管（CNT）与可调和巨大的圆二色性（CD）的发展。这两种方法都采用简单的方法，（i）机械旋转和（ii）扭曲堆叠，基于受控的真空过滤，不涉及任何复杂的纳米纤维工艺。我们使用外消旋混合物的碳纳米管作为起始材料，所以手性碳纳米管的固有手性是不负责观察到的手性。特别是，通过控制（ii）中的堆叠角和旋向性，我们能够最大化CD响应并实现40 $\pm$ 1 mdeg/nm的创纪录高的深紫外椭圆率。我们的理论模拟使用的传输矩阵方法再现实验观察到的CD光谱的显着特点，并进一步预测，扭曲堆叠的碳纳米管与优化的厚度的膜将表现出高达150 mdeg/nm的椭圆率。创建的晶圆级物体代表了一类新的合成手性物质，由有序的量子线组成，其宏观性质由纳米级电子签名（如van Hove奇点）控制。这些人工手性结构不仅为揭示新的手性现象提供了舞台，而且为开发高性能手性光子和光电子器件开辟了新的机会。
2023-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
