Nonclassical properties and Anderson localization of quantum states in coupled waveguides
研究了光束在耦合波导无序晶格中的传输，寻找安德森局域化，研究了注入量子态的非经典性质的演化。我们假设光束初始处于各种状态，如互补相干态、倒易二项式态和多项式态。演化状态的统计特性进行了分析数值的本地化/离域参数的函数平均超过许多实现的障碍。我们还数值重构了输出态的维格纳函数。有趣的是，我们发现，当我们看输入波导时，尽管它与相邻波导之间存在耦合，但高的无序值往往会保留某些输入态的量子特性。
2021-08-10 cond-mat.dis-nn quant-ph
Ballistic Localization in Quasi-1D Waveguides with Rough Surfaces
用解析和数值方法研究了周期性粗糙表面准一维波导的本征态结构。我们已经发现了大量的“规则”本征态的任何高能量。它们导致非常缓慢地收敛到经典极限，其中本征态被期望是完全遍历的。因此，起源于未扰动的横向通道与低指数的本征态的本地化特性，强烈本地化（离域）的动量（坐标）表示。这些本征态被发现有一个相当unexpected的形式，表现出一种“排斥”从粗糙的表面。我们的研究结果表明，在这样的波导弹道定位的标准统计方法似乎是不合适的。
2003-06-03 cond-mat.dis-nn
Quantum inspired image augmentation applicable to waveguides and optical image transfer via Anderson Localization
我们提出了一个量子启发的图像增强协议，该协议适用于经典图像，并且原则上，由于其已知的量子公式适用于未来的量子系统和量子机器学习。增强技术依赖于安德森局域化现象。正如我们将通过数值例子说明的，该技术通过在材料中的杂质处散射产生的干涉效应来改变经典波的性质。我们解释说，增强可以被理解为乘性噪声，这违反直觉的平均，通过采样无序实现。此外，我们展示了如何增强可以实现在无序波导阵列与直接影响一个有效的光学图像传输。
2023-02-20 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Anderson localization as position-dependent diffusion in disordered waveguides
我们表明，最近开发的自洽理论的安德森局域化与位置相关的扩散系数是在定量协议的超对称方法的$1/g_0^2$（与$g_0$的无量纲电导在没有干扰的影响）和大规模的{ \it从头算}模拟的经典波输运在无序波导，至少对于$g_0 \gtrsim 0.5$。在后一种情况下，即使在吸收的存在下也发现一致性。我们的数值结果证实了在开放无序介质中，安德森局域化的开始可以被看作是位置相关的扩散。
2010-07-12 cond-mat.dis-nn
Local and average fields inside surface-disordered waveguides: Resonances in the one-dimensional Anderson localization regime
研究了单模表面无序波导中波在安德森局域化区域的一维传播。我们利用的分析公式和严格的数值模拟计算。对于给定的实现和/或频率的异常大的传输系数的发生进行了研究，揭示了巨大的无序波导内的场强集中。解析预测的s-样的平均强度的依赖性，在良好的协议与数值计算结果为中等长的系统，未能解释的强度分布观察到的本地化制度深。来自高于阈值透射系数$T_{c}$的谐振的场强度的平均贡献是在中间波导处/附近具有大的最大值的宽分布，普遍地（对于给定的$T_{c}$）取决于无序段的长度与局部化长度的比率$L/ξ$。在典型（相对于透射系数非共振）实现内部的强度的空间分布中观察到相同的普适性，呈现类似于接近1的$T_{c}$的总平均强度的s形形状，其衰减得越快，$T_{c}$越低。给出了随机量$\log[I(x)]/x\simeq -1/ξ$的自平均性质的证据。还示出了强度的高阶矩。
2003-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Microwave conductance in random waveguides in the crossover to Anderson localization and single parameter scaling
无序系统中电子和经典波的输运性质取决于自由扩散波和局域波之间的安德森局域化跃迁的接近程度。抑制平均传输和增强电导的相对波动在一维样品的长度大大超过本地化长度，$L\gg ξ$，是相关的单参数标度（SPS）理论的本地化。然而，产生一个统计上等效的电子波函数是时间相干的样本的合奏的困难，到目前为止，排除了SPS的实验演示。在这里，我们证明SPS随机多通道系统的微波辐射的透射率$T$，这是模拟的无量纲电导。我们发现，对于$L\sim4ξ$的传输矩阵（TM）的一个单一的特征值占主导地位的传输和分布的$\ln T$是高斯的方差等于平均值的$-\ln T$，如图所示的SPS。对于交叉到定位的样本，$L\simξ$，我们发现$\ln T$的单侧分布。这种异常分布解释的传输矩阵$τ$的本征值的电荷模型，其中电荷之间的库仑相互作用模仿之间的排斥传输矩阵的本征值。我们表明，在本地化的限制，联合分布的$T$和传输本征值的有效数量决定的概率分布的强度和总的传输为一个单一的入射通道。
2014-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Maryland model in optical waveguide lattices
马里兰模型是在30多年前作为非周期性定域化的可积模型提出的。尽管这个模型很受欢迎，并且具有丰富的数学性质，但与其他显示动力学局域化的模型（如被踢的量子旋转器或Aubry-Andre $^{\prime}$模型）相比，这个模型到目前为止仍然是相当人工的。在这里，我们建议，光在多边形光波导晶格中的传播提供了马里兰模型的光子实现，并能够观察到该模型的主要预测，即在相称的潜在限制波本地化的脆弱性。
2021-02-18 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Dynamics of localization in a waveguide
这是一个检讨的动力学波传播通过无序N模波导在局域制度。所考虑的基本量是维格纳-史密斯和单模延迟时间，加上反射脉冲的随时间变化的功率谱。长时间的动态是占主导地位的共振传输的长度尺度远大于本地化长度。Wigner-Smith延迟时间的相应分布是随机矩阵理论的Laguerre系综。在功率谱中，共振在经历N^2次散射后出现1/t^2的拖尾。在单模延迟时间的分布中，共振引入了动态相干后向散射效应，这提供了一种区分局部化和吸收的方法。
2000-09-15 cond-mat.dis-nn
Dynamic effect of phase conjugation on wave localization
本文研究了当单模波导的一端不是用普通的反射镜而是用相位共轭镜封闭时，其反射脉冲的时间依赖性会发生什么变化。我们发现，波导作为一个虚拟腔的谐振频率等于相位共轭镜的工作频率ω_0。反射脉冲的平均功率谱的时间衰减对于ω_0附近的频率被延迟。在存在局部化的情况下，谐振宽度为τ_s^{-1}exp（-L/l），其中L为波导的长度，l为平均自由程，τ_s为散射时间。在该频率范围内，平均功率谱的衰减被延迟达t倍simeq τ_s exp（L/l）。
2001-10-19 cond-mat.dis-nn physics.optics
Enhancement of localization in one-dimensional random potentials with long-range correlations
实验研究了一维弱随机势中局域化增强效应。我们的实验装置是一个单模波导与100个可调散射体周期性地插入到波导。通过测量每对散射体之间的间隔中的透射波和反射波的振幅，我们观察到当白噪声散射体被散射体的相关布置所取代时，局部化长度的强烈减小。
2008-04-15 cond-mat.dis-nn
Transition from Diffusive to Localized Regimes in Surface Corrugated Optical Waveguides
本文给出了表面波纹光波导透射率的精确计算。漫射光或其他电磁波从粗糙表面的弹性散射引起沿波导轴的漫射传输。随着波导的波纹部分的长度增加，观察到从扩散到本地化制度的过渡。这涉及与纳米线中的电子传导的类比，因此，可以引入类似于"电阻“的概念。我们显示出的弹性平均自由程和本地化长度随波长的振荡行为。
1998-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic excess noise and wave localization
这是一个理论的局部化效应的超泊松噪声的辐射传播通过吸收无序波导。本地化抑制的平均光子电流I和噪声功率P，但法诺因子P/I被发现保持不受影响。对于强吸收，Fano因子具有普适值1+3f/2（其中f是玻色-爱因斯坦函数），而不管波导与局域化长度相比是长还是短。
2000-01-12 cond-mat.dis-nn quant-ph
Chirality-driven delocalization in disordered waveguide-coupled quantum arrays
本文从理论上研究了一维量子发射体阵列中通过波导模手性耦合的定向非对称耦合与无序之间的竞争。我们的计算揭示了本征态空间分布的高度非平凡的相图，非单调地依赖于无序和方向性强度。耦合不对称性的增加驱动了从本体中的安德森局域化通过离域态到阵列边缘处的手性诱导的局部化的转变。与直觉相反的是，这种转变并没有被强烈的无序所掩盖，反而变得更加尖锐。我们的研究结果可能是重要的快速发展领域的波导量子电动力学，其中手征相互作用和无序起着至关重要的作用。
2022-10-08 cond-mat.dis-nn quant-ph
Anderson localization in disordered LN photonic crystal slab cavities
我们提出了一个详细的理论研究的LN光子晶体板条腔的结构无序的影响，从短到长的长度尺度，使用全三维布洛赫模式展开技术。我们计算了腔模的光态密度、品质因数和有效模体积，并与相应的无序光子晶体波导的局域模进行了比较。我们演示了如何的品质因数和有效模体积饱和在一个特定的腔长，并成为有界的安德森模式出现在无序波导的相应值。利用强度涨落判据，在腔长大于L_（31）附近观察到安德森局域化现象，并指出：只要腔长与腔镜距离足够远，且有效模局域化长度远小于腔长，无序LN腔中的场限制主要由结构无序的局域特性决定;在这种状态下，无序腔系统变得对腔边界的变化不敏感，并且发现与用于局域化的强度波动准则的良好一致性。令人惊讶的是，我们发现，安德森局域模不出现新的无序诱导共振的LN腔模式的主要光谱区域，而且，此外，无序DOS增强是最大的无序波导系统具有相同的长度。这些结果是从根本上有趣的应用，如激光和腔QED，并提供了新的见解有限尺寸的慢光波导的边界条件的作用。他们还指出，使用基于腔边界/镜和单个慢光布洛赫模式的模型来描述具有大N的腔系统是明显失败的。
2018-05-08 cond-mat.dis-nn physics.optics
Tunable Anderson Localization of Dark States
光子在无序的一维固体中的随机散射引起透射的指数抑制，这被称为安德森局域化。在这里，我们实验研究了安德森局域化超导波导量子电动力学系统包括八个单独可调量子比特耦合到一个波导的光子连续。采用量子比特频率控制，我们人为地引入频率无序的系统，并观察到在其次辐射暗模式附近的透射系数的指数抑制。局域化长度随着无序强度的增加而减小，我们通过改变单个量子比特的频率来控制无序强度。采用耦合量子比特和光子的一维非相互作用模型，我们能够支持和补充的实验结果。我们的研究和以前的量子比特阵列中的本地化研究之间的区别是通过一个共同的波导耦合，使我们能够探索中介光子在本质上开放的系统中的本地化。该实验为在新平台上研究各种定位现象打开了大门，该平台提供了高度的控制和读出可能性。
2021-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con quant-ph
Effect of amplification on conductance distribution of a disordered waveguide
在无序系统中引入光增益会导致无量纲电导$\tilde{g}$的涨落[ $F_{(2)}=var(\tilde{g})/< \tilde{g} >^2$ ]增强，类似于被动介质中的安德森局域化效应。利用数值模拟，我们表明，尽管这种定性的相似性，放大随机介质的电导的整个分布是显着不同的无源系统具有相同的$F_{(2)}$值。
2006-05-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Engineering slow light and mode crossover in a fractal-kagome waveguide network
我们提出了一个解析精确的计划解开众多的平坦，dispersionless光子带的可果美波导带，其中每个基本plaquette主机的任意大小的确定性分形几何。非色散本征模的数量随着越来越高阶的分形几何嵌入到戈薇图案中而增长。这样的本征模被发现是本地化的有限支持的戈薇带，并表现出层次的本地化领域。原则上，通过适当选择入射波的频率，可以在空间中延迟局部化的开始。在每个模式的本地化发生的起始的长度尺度，可以调整在这里使用一个真正的空间重整化方法规定的意愿。传统的方法提取的非色散模式，在这种几何挫折晶格失败的非几何不变的分形装饰在横向方向上的单位细胞。本文提出的方案克服了这一困难，从而可能启发实验工作者设计类似的分形结合的kagome或Lieb类晶格来观察平坦光子带的多重分形分布。
2015-11-19 cond-mat.dis-nn
Position-dependent diffusion of light in disordered waveguides
扩散已被广泛用于描述粒子或波的随机行走，它只需要一个参数-扩散常数。然而，对于波，扩散是一种近似，忽略了干涉的可能性。安德森局域化通过无限系统中扩散系数的消失而表现出来，它起源于在回路轨迹中行进的波的相长干涉--回路轨迹是返回同一点的时间反演路径对。在有限大小的开放系统中，通过这些路径的返回概率降低，特别是在波可能逃逸的边界附近。基于这一论点，自洽的局域化理论和超对称场论预测，扩散系数在系统内部空间变化。对这种效应的直接实验观察是一个挑战，因为它需要监测系统内部的波传输。在这里，我们制作了二维光子随机介质和探针的位置依赖的扩散从第三维的样品内。通过改变系统的几何形状或耗散，这也限制了循环轨迹的大小，我们能够控制扩散系数的重整化。这项工作表明，通过本地化和耗散的相互作用操纵扩散的可能性。
2013-03-13 cond-mat.dis-nn physics.optics
Tolerance and breakdown of topological protection in a disordered waveguide
本文研究了无序波导中拓扑保护的容忍度与崩溃机制，发现对非凡晶格施加半径无序会立即打破拓扑保护，并揭示了该崩溃源于占据拓扑带隙的供体和受主模式，同时通过Bott指数计算证实了Anderson局域化现象。
2023-09-14 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Localization-induced coherent backscattering effect in wave dynamics
本文研究了在存在波局部化的情况下，从无序波导中反射的波的单模延迟时间的统计特性。延迟时间的分布在性质上不同于扩散区域中的分布，并且对相干后向散射敏感：对于入射角附近的反射角，找到小延迟时间的概率增加了接近sqrt（2）的因子。这种相干后向散射的动态效应在扩散区消失。
2000-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Conductance of a Single-mode Electron Waveguide with Statistically Identical Rough Boundaries
本文研究了由粗糙边界引起电子散射的纯窄二维导体的输运特性。这样的条的电导是高度敏感的相对边缘的不均匀性的相互关联特性。具有完全相关统计相同边界（CCB）的情况是一种特殊的情况。这里的电子散射是唯一的，由于起伏的斜坡，而不是有关的带宽度波动。由于这一点，电子弛豫长度，特别是本地化长度，取决于相当不同的粗糙参数相比，导体与任意相互关联的边缘。本文提出了一种不受微凸体高度限制的CCB电子波导动态特性的计算方法。
1997-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Unusual modes and photonic gaps in a Vicsek waveguide network
我们提出了一个简单的模型的波导网络设计的Vicsek分形的增长规律。在实空间重整化群（RSRG）方法的框架下，我们证明了这种设计可能导致不寻常的电磁模式的出现。这些模式在RSRG意义上表现出扩展的特征。然而，随着网络规模的增加，它们导致光在这种网络模型中的端到端传输的幂律衰减。在我们看来，这可能导致观察到分形波导网络中光的幂律局域化。讨论了光子带隙的普遍存在及其随系统参数的变化。
2005-01-19 cond-mat.dis-nn
Hybrid Bloch-Anderson localization of light
本文研究了光学中布洛赫振荡和安德森局域化的相互作用。在激光写入的波导阵列中，实验观察到布洛赫振荡的逐渐洗脱和几乎稳定的平均强度分布的形成，该强度分布对于窄输入激发是对称的，对于宽输入激发是强烈不对称的。在大的无序水平布洛赫振荡被完全破坏，窄和宽的激发导致对称的平稳平均强度分布与指数衰减的尾巴。
2013-04-02 cond-mat.dis-nn nlin.PS physics.optics
Parity-dependent localization in $N$ strongly coupled chains
研究了具有链间耦合$t$的准一维$N$无序链系统中零能波函数的安德森局域化。当$t$小于纵向跳跃的$t'=1$时，局部化变得比1D无序链（$t=0$）弱，并且当$t\gg t'$时，局部化通常变得强得多。并非所有$N$都是如此。我们发现“免疫力”强本地化开放（周期性）的横向边界条件时，$N$是奇数（4的倍数），本地化是弱于$t=0$，而不敏感的$t$时，$t \gg t'$。通过对$t'/t$的微扰处理解释了$N$的特殊依赖性和临界标度性，并给出了对应于弱无序有效链的结果.我们的研究结果可能是相关的实验研究，在光子波导阵列的本地化。
2014-06-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Crossover from a delocalized to localized atomic excitation in an atom-waveguide interface
原子-波导系统是一种量子界面，可以实现光和原子之间的强耦合，可以支持严格限制的光导模。在这个独特的量子接口，我们从理论上研究了从一个离域到本地化的原子激发下的长程偶极-偶极相互作用和晶格无序的交叉。局域长度的激发分布和幂律标度的耗散冯诺依曼纠缠熵显示这种交叉的签名。我们进一步数值计算的基础非厄米哈密顿量，从无序强度的增加，间隙比减小和样本内方差增加之前达到各自的饱和值的水平统计。在深本地化制度的平均间隙比是接近的一个从泊松统计随着一个相对较大的样本内方差，而在非无序制度，一个显着的水平排斥出现。我们的结果为研究原子-波导界面的非遍历现象提供了新的思路，并有望应用于耗散条件下的光子存储。
2020-12-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Anderson localization and nonlinearity in one dimensional disordered photonic lattices
我们实验研究了一维无序波导晶格中Anderson模型的线性和非线性波的演化。两种类型的本地化本征模，平相和交错，直接测量。非线性扰动增强了一种类型的局域化，并在其他诱导离域。在一个互补的方法，我们研究的演化短时间尺度上的$δ$类波包的存在下的障碍。从弹道波包膨胀指数（安德森）本地化的过渡观察。我们发现一个中间制度中的弹道和本地化组件共存，而扩散动力学是缺席。证据被发现在非线性条件下更快地过渡到本地化。
2008-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.other nlin.PS
