Mutual information between reflected and transmitted speckle images
本文从理论上研究了无序介质中波散射产生的反射和透射散斑图之间的互信息。记录在N个检测点（像素）的阵列上的两个散斑图像之间的互信息采取长程强度相关环的形式，我们明确地评估为无序强度和无扰数g的函数。我们的分析，支持广泛的数值模拟，揭示了交叉样本和表面空间相关性的竞争效应。像素之间的最佳距离被证明是存在的，增强了互信息的一个因素Ng相比，单像素的情况。
2017-10-10 cond-mat.dis-nn physics.optics
Amplitude response of a Fabry-Perot interferometer
本文用相空间方法分析了法布里-珀罗干涉仪的复反射和复透射振幅，其中振幅的实部和虚部作为基本变量。作为腔的光路长度的函数，反射振幅描述为圆，而透射振幅由蜈蚣给出。系统性能与这些曲线的几何参数直接相关。
2015-04-19 physics.optics
Differentiable model-based adaptive optics with transmitted and reflected light
像差在许多情况下限制光学系统，例如当在生物组织中成像时。机器学习通过学习像差的逆模型提供了在这种条件下改善成像的新方法。学习需要覆盖广泛的可能的像差的数据集，然而，这对于更强散射的样本来说是有限的，并且没有利用关于成像过程的先验信息。在这里，我们展示了将基于模型的自适应光学与机器学习框架的优化技术相结合，可以通过少量的测量找到像差校正。在透射配置中通过单个像差层和在反射配置中同时通过两个不同的层来确定校正。另外，校正不受像差的预定模型（诸如Zernike模式的组合）的限制。透射中的聚焦可以仅基于反射光来实现，与落射探测成像配置兼容。
2020-07-27 cs.LG eess.IV physics.optics
Interaction of Electromagnetic Radiation with Luminal Mirror
研究折射率调制以光速运动时与电磁波的相互作用，发现入射波依频率发生完全透射、形成驻波或频率上移的完全反射，短脉冲转化为含三部分的波包，调制消失时释放高频辐射。
2023-10-11 physics.optics
Lateral shift of the transmitted light beam through a left-handed slab
据报道，当光束通过空气中的左手介质板时，透射光束的横向偏移可以是正的，也可以是负的。给出了侧移为正的必要条件。通过对高斯光束的数值模拟，证明了定相法的有效性。对板的厚度进行限制，这对于梁在行进中保持其轮廓是必要的。结果表明，在对称结构中，反射光束的横向位移等于透射光束的横向位移。
2004-11-09 physics.optics
Superluminal pulse reflection from a weakly absorbing dielectric slab
从理论上研究了弱吸收介质平板反射光脉冲的群延迟，发现在平板共振（$Re(kd)=mπ$）附近，弱吸收介质平板反射光脉冲具有较大的负群延迟。反射和透射脉冲的群延迟将随着吸收的增加而饱和。
2006-04-10 physics.optics
Manipulating light at distance by a metasurface using momentum transformation
介绍了一种动量守恒的方法来操纵光的距离使用超曲面。给定超颖表面一侧的特定场和另一侧的特定期望场，建立了一般的动量边界条件，确定了超颖表面引起的振幅、相位和极化变化。这种方法，称为动量变换，使一个系统的方法来合成超表面的反射和透射场的完全控制。几个合成说明性的例子：一个涡旋超几何高斯光束和“延迟开始”加速光束的菲涅耳区域操作，和笔形光束辐射器和全息转发器的弗劳恩霍夫区域操作。
2014-11-08 physics.optics
Generalized Snell's laws for rough interfaces
Aix Marseille Univ, CNRS, I2M（艾克斯-马赛大学）；UC Irvine（加州大学尔湾分校）
本文研究了粗糙界面的波反射与透射问题，通过分离尺度的渐近分析，揭示了反射和透射场中的镜面与散射成分，推导了依赖于界面有效散射算子的广义斯涅尔定律。
2026-03-18 math-ph math.MP physics.class-ph
Spectral and temporal modulations of femtosecond SPP wave packets induced by resonant transmission/reflection interactions with metal-insulator-metal nanocavities
为了研究纳米尺度金属-绝缘体-金属（MIM）结构的动态光相互作用，利用飞秒表面等离子体激元（SPP）波包在MIM结构表面上传播. SPP-腔相互作用的共振性质被反映为透射和反射SPP波包的光谱中的强调制，其分别显示峰和谷，对应于MIM腔的本征模。这些特征表明MIM结构充当法布里-珀罗标准具型光谱滤波器。通过适当地调谐腔的谐振频率，可以提取具有较窄持续时间和时间偏移的强度峰值的波包。
2019-04-26 physics.optics
Analog Stabilization of an Electro-Optic I/Q Modulator with an Auxiliary Modulation Tone
电光I/Q调制器的正确操作依赖于调制器的内部干涉仪臂之间的相对相位偏置的精确调节和控制。我们提出了一种全模拟相位偏置锁定方案，其中误差信号从光载波和由辅助2 MHz RF音调产生的光音调之间的差拍获得，以锁定所有三个参与的干涉仪的相位，以用于高达10 GHz的操作。利用所提出的方法，我们演示了载波抑制单边带模式下的I/Q调制器，其中抑制载波和边带被锁定在相对于传输边带的光功率水平$< -27 dB$。我们描述了一个简单的分析模型，用于计算的误差信号，并详细的电子电路的实施的方法。
2022-08-24 physics.ins-det physics.optics
Light scattering control in transmission and reflection with neural networks
散射通常限制了在诸如生物医学成像、光遗传学、光学捕获和光纤通信或成像等应用中的光的受控递送。这种散射可以通过适当地成形进入材料的光波前来控制。在这里，我们展示了一种用于灯光控制的机器学习方法。利用成对的二进制强度图案和强度测量，我们训练神经网络（NN），以提供必要的波前校正，以形成散射体后的光束。此外，我们证明，神经网络可以用来找到一个功能之间的关系，透射和反射的散斑图案。作为这种关系的有效性的证明，我们证明了通过不透明介质使用反射光传输的光的聚焦和扫描。我们的方法证明了神经网络的多功能性，用于光整形和有效灵活地校正散射。特别是，基于反射光的传输控制的可行性为光学成像，传感和光传输的应用开辟了新的机会。
2019-02-17 physics.optics
A quantum photonics model for non-classical light generation using integrated nanoplasmonic cavity-emitter systems
非经典光源的实现对于各种量子应用变得越来越重要。一种特别有趣的方法是将这些功能集成在单个芯片上，因为这可以为完全可扩展的量子光子器件铺平道路。过去已经研究了使用介电系统的几种方法。然而，仍然不理解与单个量子发射器相互作用的芯片上纳米等离子体天线如何影响在波导的引导模式中反射或传输的光子的量子统计。在这里，我们研究了一个量子光子平台组成的倏逝耦合纳米等离子体激元腔发射系统，并讨论了非经典光产生的要求。我们开发了一个分析模型，结合淬火由于纳米等离子体激元腔预测弱相干泵浦下的传输和反射的波导光的量子统计。分析预测匹配的数值模拟的基础上的主方程的方法。此外，它示出，对于谐振激励的反聚束传输的程度是最大化的最佳腔模态体积$V_{c}$和腔发射器距离$s$。在反射中，只有特定的$(V_{c},s)$组合才能获得完美的反聚束光。最后，我们的模型也适用于电介质腔，因此可以指导未来的努力，在片上非经典光源的设计和开发使用电介质和纳米等离子体腔发射系统。
2018-03-16 physics.optics
Direct calculation of the strong Goos-Hänchen effect of a Gaussian light beam due to the excitation of surface plasmon polaritons in the Otto configuration
本文从理论上研究了表面等离子体激元激发对$p$偏振高斯光束斜入射到Otto位形的介质-金属双层膜上的Goos-Hänchen横向位移的影响。我们发现，横向位移敏感地依赖于金属层的厚度和入射光束的宽度，以及入射角。在激发表面等离子体激元的入射角附近，随着金属层的厚度增加通过临界值，横向位移从大的负值变为大的正值。对于宽入射光束，最大的前向和后向横向位移可以高达几百倍的波长。随着入射高斯光束的宽度减小，横向偏移的幅度迅速减小，但是反射光束的宽度与入射光束的宽度的比率（其测量反射光束轮廓的变形程度）增大。在所考虑的所有情况下，我们发现反射光束被分成两部分。我们还发现透射光束的横向位移总是正的，而且很弱。
2019-01-12 physics.optics
Control of Goos-Hanchen shift of a light beam via a coherent driving field
本文提出了一种利用相干控制场来控制光束的古斯-汉臣位移的方法，该方法将光场注入到含有二能级原子介质的腔中。研究发现，通过调节控制场的强度和失谐量，可以很容易地控制反射和透射探测光束的横向位移。该方案在不改变腔体结构的前提下，通过适当的控制场条件，可以提高固定入射角下的横向位移（正或负）。
2007-09-22 physics.optics
Quantum single-photon control, storage, and entanglement generation with planar atomic arrays
虽然人工制造的图案化超颖表面为经典光操纵提供了范式转换光学组件，但自由空间中光与物质之间的强相互作用、可控和确定性量子界面仍然是一个突出的挑战。在这里，我们从理论上证明了如何实现量子控制的入射单光子脉冲的电和磁分量的工程二维原子阵列的集体响应。高保真度的吸收和存储在一个长寿命的亚辐射状态，其随后的检索，是通过控制经典或量子力学的交流斯塔克位移的原子水平和抑制在吸收过程中的散射。通过将阵列的集体态耦合到腔中的另一个光子，并通过仅使用单个相干驻波来设计原子的惠更斯表面，来制备具有几乎为零反射的透射光子的量子波前控制。所提出的方案允许在腔、晶格之间产生纠缠，因此允许存储、反射或透射光的状态，并且允许在腔和传播光子之间进行量子态转移。二分纠缠产生明确计算之间存储的单光子激发的阵列和腔光子。我们通过操纵透射或反射光子的相位、相位叠加、偏振和方向来说明控制，提供光和原子之间的量子光学开关和功能量子接口，这些接口可以在更大的量子信息平台中形成链接。
2021-12-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Mid-infrared laser phase-locking to a remote near-infrared frequency reference for high precision molecular spectroscopy
我们提出了一种新的方法，用于精确的中红外频率测量和稳定的近红外超稳定的频率参考，传输与远距离光纤链路和持续监测对国家的最先进的原子喷泉钟。作为第一个应用程序，我们测量的OsO 4振转分子线的频率约10 $μ$ m与国家的最先进的不确定性为8 × 10 -13。我们还证明了频率稳定的中红外激光器的分数稳定性优于4 × 10 -14在1秒的平均时间和线宽低于17 Hz。这种新的稳定方案使我们能够将目前在近红外或可见光中可获得的10-15甚至更好范围内的频率稳定性转移到宽频率范围内的中红外激光器。
2013-04-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A transparent radiative cooling photonic structure with a high NIR reflection
具有透明外壳的建筑物或车辆可被阳光加热，导致用于冷却的能量消耗，并且在极端情况下导致在炎热气候下的车辆中暑。因为只有用于照明的可见光对于这些应用是必不可少的，所以应当反射NIR太阳辐射以减少热增益，并且应当通过使用天空作为散热器来增强红外辐射发射以进一步冷却。利用高近红外反射率，在ZnO/Ag/ZnO上制作了一种透明的二维石英光栅辐射冷却光子晶体结构，实现了节能和安全。81%的可见光透过，57%的近红外太阳辐射反射，90%的热红外辐射发射，通过光子结构实现综合冷却。理论上，这种结构的反射太阳辐射和红外辐射冷却的总功率是平面二氧化硅的两倍多。现场试验表明，采用这种结构，用平板石英覆盖的密封室的温升可降低53.7%。这一工作表明，白天辐射冷却的概念可以与可见光的利用相结合，具有很大的实际应用价值。
2021-02-05 physics.app-ph physics.optics
Optical decay from a Fabry-Perot cavity faster than the decay time
对光学法布里-珀罗腔的动态响应进行了实验研究。如果耦合光场的频率迅速变化，我们观察到透射光和反射光强度的振荡。此外，如果以适当的方式切换内耦合光的相位和强度，则加速腔存储光场的衰减。M. J. Lawrence em et al，JOSA B 16，523（1999）同意我们的观察。
2001-07-17 physics.atom-ph physics.optics
Anomalous Reflection From Hyperbolic Media
本文阐述了电磁波在双曲介质与各向同性电介质界面处反射和透射波完全消失的悖论，通过引入无穷小损耗证明反射波极度衰减且能量在界面被吸收，并通过计算、模拟和微波实验验证，为多种光学器件应用提供新途径。
2024-01-16 physics.class-ph physics.optics
One dimensional light localization with classical scatterers; an advanced undergraduate laboratory experiment
1958年，安德森在固体中的电子输运的背景下引入了通过无序的电子波局域化现象。它仍然是基础和应用研究的重要领域。所有的波现象，包括光，都被认为存在于受限的一维几何中。我们在这里提出了一系列的实验，说明，使用一个简单的实验安排和方法，光在准一维物理系统的本地化。在实验中，从一堆不同厚度的载玻片反射和透射的光揭示了对于小厚度的欧姆定律型行为，以及对于较厚的载玻片堆向透射功率的指数衰减的演变。在我们实现的实验中，光的吸收可以忽略不计。对于较大的载玻片堆叠，也观察到与一维行为的弱偏离。实验和分析的结果，然后显示波本地化的许多基本特征，是相对简单，经济，适合在本科水平的实验室实验。
2016-03-18 physics.ed-ph physics.optics
