Metamaterial near-field sensor for deep-subwavelength thickness measurements and sensitive refractometry in the terahertz frequency range
我们提出了一种基于超材料的太赫兹（THz）传感器，用于亚波长薄材料的厚度测量和液体和液体混合物的折射率测量。该传感器工作在反射几何形状，并利用在介电材料的存在下，一个尖锐的Fano谐振最小的频移。我们获得了12.5 nm的最小厚度分辨率（1/16000倍的太赫兹辐射的波长）和0.43太赫兹每折射率单位的折射率灵敏度。我们支持实验结果的分析模型，该模型描述了样品材料的厚度和折射率的共振频率的依赖关系。
2012-03-20 physics.optics
Extremely large nonlinear response in crystalline quartz at THz frequencies
我们报告的第一个实验观察到一个非常强的非线性响应晶体石英在太赫兹（THz）的频率范围内，通过太赫兹时域光谱（THZ-TDS）。给出了理论模型，并预测克尔系数n2等于5.17*10^-14 m^2 W^-1。对测量数据的时域分析表明，随着太赫兹峰值幅度的增加，脉冲在样品中经历了更大的时间延迟。当太赫兹振幅增加到高于110 kV cm^-1时，延迟的增长率降低，表明出现了饱和过程。通过频率响应分析计算出的非线性折射率值估计为10^-13 m^2 W^-1，比可见光区固体非线性折射率的典型值大几个数量级。此外，还测得了负五阶极化率，其量级为10^-30 m^4 V^-4。
2022-10-04 physics.optics
Temperature-Dependent THz Properties and Emission of Organic Crystal BNA
该研究首次测量了有机晶体BNA在宽温区、宽太赫兹频段的温度相关复折射率，结合太赫兹产生实验发现低温下太赫兹产额提升但损伤阈值无明显改善，为高功率有机晶体基THz-TDS系统设计提供依据。
2023-08-28 physics.optics
Colloidal superlattices for unnaturally high-index metamaterials at broadband optical frequencies
金属纳米颗粒（NP）组装的最新进展使光学领域前所未有的光物质相互作用的复杂工程成为可能。在这项工作中，我扩大了NP光学超材料的设计灵活性，将可达折射率的上限推到不自然的高制度。对NP超晶格单层的几何参数的精确控制赋予了电共振和相关有效介电常数的显著增加，远远超出了自然可达的制度。同时，有效的渗透性，实现高折射率的另一个关键因素，被有效地抑制通过减少纳米粒子的厚度。通过建立这一设计规则，我已经实现了不自然的高折射率（15.7在电谐振和7.3在准静态极限）在宽带光频率（100 THz ~ 300 THz）。我还将这种NP超材料与石墨烯结合起来，以在宽的光学频率上电气控制高折射率。
2015-07-24 physics.optics
THz-TDS time-trace analysis for the extraction of material and metamaterial parameters
我们报告的方法和相关的开源软件，适合@TDS，在一台普通的个人电脑上工作。该方法基于太赫兹时域光谱系统的时间跟踪数据的拟合，使得能够检索电介质样品的折射率和超表面的谐振参数（品质因数、吸收损耗等）。该软件包括从频域数据中提取折射率的常用方法。然而，这些方法是有限的，例如在高噪声水平的情况下或者当吸收峰使吸收光谱饱和从而使信号达到噪声水平时。我们的软件允许使用一种新的方法，其中折射率直接从时间轨迹拟合。其思想是通过参数物理模型（Drude-Lorentz模型和时域耦合模理论）对材料或超材料进行建模，并在传播模型中实现随后的折射率以模拟时间轨迹。然后，使用优化算法来检索与所研究的材料/超材料相对应的模型的参数。本文对该方法进行了解释，并在虚拟样本上进行了测试，以探讨该模型的可行性和可靠性。最后，我们使用Fit@TDS对石英上的高电阻率硅、乳糖和金超颖表面的实际样品进行测试，以显示我们的方法的能力
2019-01-08 physics.optics
Strong-field terahertz-optical mixing in excitons
用频率为ω {THz}的太赫兹电场驱动双量子阱激子带间共振，在弱近红外探针上产生了ω=ω {THz}+ω {NIR}的太赫兹光学边带。在高THz强度下，耦合两个激子的子带间偶极能量与THz光子能量相当。在这种强场制度的边带强度表现出非单调依赖于太赫兹场强度。产生边带的振荡折射率可以通过Floquet态的形成来理解，Floquet态以与驱动THz场相同的周期性振荡。
2002-02-11 physics.optics
Gradient Index Metamaterial Based on Slot Elements
提出了一种基于环形缝隙阵列的梯度折射率（GRIN）超材料。该结构允许在垂直于平面入射下的有效折射率的大的变化，从而使得能够构造仅由少量功能层组成的GRIN器件。使用全波模拟，我们证明了环形槽的概念，通过一个3单元的薄梯度折射率透镜的太赫兹（THz）范围。在所提出的实现中，我们实现了Δ n = 1.5的折射率对比度，从而导致适合于将THz辐射聚焦到小于波长的光斑尺寸的高折射率透镜。
2010-02-04 physics.optics
Ultrasensitive THz sensing with high-Q Fano resonances in metasurfaces
高品质因数共振对于设计超灵敏折射率无标记传感器是非常有希望的，因为它允许电磁波和分析物材料之间的强烈相互作用。超材料和等离子体传感由于其谐振结构中电磁场的亚波长限制而引起了人们的广泛关注。然而，在这些系统中激发高品质因数共振一直是一个挑战。我们激发了一个数量级更高的品质因数共振平面太赫兹超材料，我们利用超灵敏传感。具有极窄线宽的低损耗四极和Fano共振使我们能够测量由于周围介质折射率的最小变化而引起的微小光谱偏移。我们用四极子实现了7.75 x 10^3 nm/ RIU的灵敏度水平，用Fano共振实现了5.7 x 10^4 nm/ RIU的灵敏度水平，这可以通过使用更薄的衬底进一步增强。这些发现将有助于设计超灵敏的实时化学和生物分子传感器的指纹区域的太赫兹制度。
2014-06-27 physics.optics
Terahertz Nonlinear Optical Response of Water Vapor
我们报告了水蒸气在太赫兹频率的非线性光谱。大气水蒸气具有丰富的光谱，在低于3 THz的频率下具有几个强共振，落入大多数现有THz源的操作范围内。我们观察到一个非常大的非线性响应太赫兹辐射在这些共振的位置。利用光学克尔模型的非线性响应，我们估计的最小非线性折射率的数量级为10^2 m^2/W。我们的研究结果提供了对水分子能级的深入了解，并给出了其对电磁辐射的响应的更准确的图片，为更准确的THz光谱，成像和传感系统铺平了道路，从而促进了未来新兴的THz技术。
2020-06-08 physics.optics
Complex Refractive Index Extraction for Spintronic Terahertz Emitter Analysis
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Notre Dame（圣母大学）
本文提出一种基于转移矩阵法的实用方法，用于提取自旋电子太赫兹发射器多层的介电特性，以提升THz-TDS分析和STEs设计优化。
2025-12-24 cond-mat.other physics.app-ph physics.optics
Terajets produced by 3D dielectric cuboids
介绍了利用工作在太赫兹（THz）频率的三维电介质长方体（类似于红外波段的纳米射流）产生太赫兹射流的能力，并进行了数值研究。对于具有固定几何形状的3D介质长方体，使用不同折射率，根据沿x和y方向的横向半高宽来评估Terajets的聚焦性能，获得准对称的Terajet，当折射率为n = 1.41时，亚波长分辨率为~0.46λ0。此外，后向散射增强时，金属颗粒被引入到terajet区域的证明为3D介电长方体，并与其2D对应。3D情况下产生的射流的结果在亚太赫兹波进行了实验验证，证明了使用3D长方体产生terajets的能力。
2014-08-06 physics.optics
Ultra-precise determination of thicknesses and refractive indices of optically thick dispersive materials by dual-comb spectroscopy
精确测量样品的几何厚度及其折射率对于材料科学、工程和医学诊断是非常重要的。在可能的非接触式评估方法中，光学干涉技术具有提供优异分辨率的潜力。然而，在光学频率区域中，绝对相移的模糊性使得难以以足够的分辨率测量光学厚色散材料的这些参数。在这里，我们证明了双频梳光谱可以用来精确地确定绝对样品引起的相移通过分析数据的平滑度。该方法能够同时测定平面样品的几何厚度和折射率，精度为五位半和超宽的动态范围。通过该方法确定的硅晶片的厚度和在193.414 THz下的折射率分别为0.52047（3）mm和3.4756（3），而无需任何折射率的先验知识。
2022-03-17 physics.optics
Vibrational Nonlinear Response of Complex Molecules: Nature and Measurements in the THz Range
提出基于振动键分解的理论方法估算复杂分子在太赫兹范围内的非线性折射率系数n2，通过Z-scan实验验证了模型，为分子非线性光学和太赫兹材料设计提供了框架。
2025-04-04 physics.optics
Near-zero-index behavior in indium antimonide revealed by phase-corrected terahertz reflection spectroscopy
本文提出基于Kramers-Kronig关系的太赫兹反射光谱相位校正方法，无需复杂计算即可准确提取复折射率，并据此实验发现未掺杂InSb在1-2 THz呈现近零折射率行为，群速度低至0.08c。
2024-12-30 physics.app-ph physics.optics
Anomalous Resonance Frequency Shift in Liquid Crystal-Loaded THz Metamaterials
通常假设并入有双液晶的光谱可调谐超材料的巴比涅互补图案呈现相同的调谐范围。在这里，我们表明，对于一个混合，太赫兹液晶-超材料，其谐振的折射率的变化的灵敏度基本上不同的两个互补模式。这是由于液晶的取向与图案中感应的局部电场的方向之间的失配。此外，更有趣的是，我们的实验数据表明，有可能将正超材料图案的共振移动到超出对准失配所施加的限制。我们的分析表明，所观察到的异常频移的结果从取向的光学非线性的双液晶。
2021-06-23 physics.optics
Design and Optimization of Gregorian-based Reflector Systems for THz Imaging System Optics
反射面天线结构在太赫兹成像系统光学部分设计中的应用近年来引起了人们的广泛关注。与折射光学相比，反射光学的优势是这一趋势的主要原因之一。宽光谱范围内的镜面反射、没有或很少的反射和透射损失、没有色差、高功率应用中的高可靠性以及由于精确优化的配置而导致的离轴像差的消除仅仅是这些优点中的一些。此外，在成像系统的光学部分中使用新颖的卫星通信反射器天线系统改善了许多成像性能因素，并为不同的成像目标提供了可靠的平台。在本文中，我们将设计一个基于格雷戈里的反射器天线系统的光学部分的太赫兹成像系统，并利用光学技术，我们优化的结构，以获得最佳的成像性能。
2022-02-14 physics.optics
Deflection of Interferometry Beams due to Transverse Refractive Index Gradient in SST-1
本文分析了SST-1中型托卡马克中横向密度梯度引起的远红外干涉测量光束偏转，给出了圆形、椭圆形及D形等离子体的折射弯曲解析与射线追踪结果，以验证波长与装置几何兼容性。
2025-01-30 physics.optics physics.plasm-ph
Hollow-Core Terahertz Optical Waveguides With Hyperuniform Disordered Reflectors
提出了一种具有超均匀无序反射器的新型空芯太赫兹波导，并进行了制备和表征。反射器包括与电介质桥连接的非周期性定位的电介质圆柱体。所提出的波导制造使用3D立体光刻打印机。所制造的波导的光学特性进行了研究，使用有限元方法进行数值计算，以及使用太赫兹TDS光谱实验。结果证实，所提出的波导表现出相当大的光子带隙（20%），即使当使用相对低的折射率对比度（树脂/空气）。带隙的位置可以很容易地通过改变反射器的几何参数来调整。
2017-02-17 physics.optics
Metrology of Complex Refractive Index for Solids in the Terahertz Regime Using Frequency Domain Spectroscopy
频域光谱允许实验者在宽频带（包括技术上具有挑战性的10 THz区域）中建立固体的光学性质，并且在其他频带中能够在竞争技术之间进行比较。我们提出了一种方法，用于提取高折射率固体的光学特性，仅使用平面平行法布里-珀罗光学平板的透射模频域光谱。我们表明，不同的数据处理技术产生不同种类的系统误差，一些常用的技术有固有的系统误差，这是低估。我们使用模型数据集交叉比较算法隔离实验误差，并提出了一种新的算法，它具有质的不同的系统误差，它的竞争对手。我们表明，我们的建议是更强大的实验非理想性，如噪音或切趾，并提取晶体硅的复折射率谱作为一个实际的例子。最后，我们提出的想法，算法是互补的，而不是竞争，应该一起使用的工具箱的一部分，更好的计量。
2018-09-20 physics.optics
Accurate THz Measurements of Permittivity and Permeability of BiFeO$_3$ Thin Films
该研究利用太赫兹时域光谱和透射-反射反演方法，精确测量了 BiFeO$_3$ 薄膜的复介电常数和磁导率，并揭示了磁电效应与声子共振特征。
2025-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Graphene-Enabled Terahertz Metamaterial Absorber for Ultra-Wide Refractive Index Sensing
Chittagong University of Engineering and Technology (CUET)（吉大港工程与技术大学）
本研究提出一种石墨烯辅助太赫兹超材料吸收器，通过带辅助开口的SRR单元实现高吸收、宽角度与偏振不敏感特性，在宽折射率范围内具备高灵敏度，可用于多类物质及无标记生物传感。
2025-11-17 physics.optics
Controlling and Phase-Locking a THz Quantum Cascade Laser Frequency Comb by Small Optical Frequency Tuning
THz发射量子级联激光器（QCL）梳的全相位控制最近已被证明，即使是最苛刻的应用开辟了新的前景。在这个框架内，简化这些设备的控制设置将有助于加速它们在许多领域的传播。我们报告了一种新的方法来控制太赫兹QCL梳的发射频率的小光学频率调谐（SOFT），使用一个非常简单的实验装置，利用普通白光发光二极管的非相干发射。在这些条件下可获得的轻微微扰机制允许调整半导体的复折射率，而不会使宽带激光增益不稳定。的SOFT致动器的特点，并比较另一个致动器，QCL驱动电流。这种额外的自由度的频率和相位稳定的太赫兹QCL梳的适用性和前景进行了讨论。
2020-06-29 physics.app-ph physics.optics
Measurement comparison among Time-Domain, FTIR and VNA-based spectrometers in the THz frequency range
在本文中，我们提出了第一次国际比对的结果，在太赫兹频率范围内的三种不同类型的光谱仪。本文采用傅里叶变换红外光谱仪、矢量网络分析仪和时域光谱仪，对三种由选定的介质材料制成的行波标准的复折射率进行了测量，以提供足够宽的测量参数范围。对这三种光谱仪的测量能力和不确定度进行了比较。
2021-02-10 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Non-Invasive Diagnosis for Clubroot Using Terahertz Time-Domain Spectroscopy and Physics-Constrained Neural Networks
Laval University（拉瓦尔大学）
利用太赫兹时域光谱和物理约束神经网络实现Clubroot的非侵入性诊断，通过检测结构和生化变化区分健康与感染组织。
2026-01-19 eess.IV physics.optics
A new artificial material approach for flat THz frequency lenses
嵌入电介质基板中的金属网的堆叠层通常用于提供THz频率下的光谱选择。最近的工作表明，特定的几何形状允许折射率被调谐以产生实用的人造材料。在这里，我们表明，通过在网格的平面中进行空间分级，我们可以制造出针对太赫兹频率使用而优化的渐变折射率（GrIn）薄平面透镜。对一个原型透镜的测量表明，我们能够获得一个伍兹型透镜的抛物线轮廓，这是只依赖于网格参数。这种技术可以实现其他奇异的光学器件。
2012-12-12 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Self-phase modulation of a single-cycle terahertz pulse by nonlinear free-carrier response in a semiconductor
我们演示了自相位调制（SPM）的单周期太赫兹脉冲在半导体中，使用体n-GaAs作为模型系统。SPM起因于太赫兹脉冲的电场中的自由电子的加热，导致等离子体频率的超快降低，并且因此导致材料的太赫兹范围介电函数的强烈修改。THz SPM直接在时域中观察到。在频域中，它对应于一个强的频率依赖性的折射率非线性的n-GaAs，被发现是积极的和消极的广泛的太赫兹脉冲频谱内，与零交叉点定义的电子动量弛豫率。我们还观察到了太赫兹脉冲的非线性光谱展宽和压缩。
2012-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Role of Fabrication Errors and Refractive Index on Multilevel Diffractive Lens Performance
多级衍射透镜（MDLs）已经成为传统衍射光学元件（DOE）和超透镜的替代品，用于从成像到全息和沉浸式显示的应用。最近的工作表明，通过利用DOE的结构参数优化，可以设计MDL以实现多种功能，如消色差、焦深、广角成像等，并且非常容易制造。因此，理解制造误差如何仍然影响MDL的性能并在设计MDL的开始时数值评估效率和初始参数选择之间的权衡变得至关重要，即，甚至在制造之前。在这里，我们对MDLs（主要在THz范围内运行）进行了基于统计模拟的研究，以分析各种制造缺陷（单个和多个）对最终结构的影响，作为环高度水平的函数。此外，我们还评估了这些相同的MDLs的组成材料的折射率的变化的性能。我们在数值分析中使用聚焦效率作为评价标准;因为它是最基本的属性，可用于比较和评估通常设计用于具有任何特定功能的任何应用的透镜（和MDL）的性能。
2020-09-11 physics.optics
Experimental Characterization of Biological Tissue Dielectric Properties through THz Time-Domain Spectroscopy
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；University of Oulu（奥卢大学）
本研究利用太赫兹时域光谱技术对猪皮组织进行介电特性实验表征，揭示了不同频率下生物组织的吸收、透射及色散特性，为THz波段体内纳米传感器网络的设计提供了数据支持。
2026-03-10 cs.ET cs.SY eess.SY
Modified Transfer Matrix Method for the Extraction of Material Properties via Terahertz Time-Domain Spectroscopy
提出一种结合遗传算法优化的改进传输矩阵法，用于通过太赫兹时域光谱准确提取材料在0.1-15 THz宽光谱范围内的折射率，克服了传统数值近似的局限。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Thin layered drawing media probed by THz time-domain spectroscopy
采用透射模式下的THz时域光谱技术研究了干式和湿式拉丝材料。研究了碳基和铁胆墨水，一些是按照古代配方制备的，另一些是使用当前的合成材料;还研究了一种商业墨水。我们测量了太赫兹信号的薄膜上的液体墨水沉积在聚乙烯薄膜，比较的结果与干燥的油墨与聚乙烯粉末混合的厚颗粒。这项研究需要一个新的实验方法和数据分析程序的实施，能够提供一个可靠的提取材料的传输参数从结构化的样品组成的薄层，下降到几十微米的厚度。对薄油墨层的THz测量使得能够在0.1 - 3 THz范围内以绝对尺度确定吸收和折射率以及层厚度。还研究了其中一种铁胆墨水染色的纸张的THz光谱特征。我们的研究结果表明，太赫兹时域光谱能够区分不同支持物上的各种墨水，包括在纸张上的应用，以及适当确定吸收系数和折射率。
2016-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Channel Multiplexing in Wireless Terahertz Communications Using Orbital Angular Momentum States
我们目前的设计和实验验证的系统产生的轨道角动量（OAM）状态使用3D打印的低损耗超材料相位板的应用在太赫兹（THz）无线通信。通过方位角地改变相位板内的孔图案密度，局部有效折射率被改变，因此也改变方位角方向上的局部传播常数。任何拓扑荷的OAM都可以通过简单地改变相位板的厚度来创建。3D打印具有拓扑电荷（m=1）的相位板，并且使用太赫兹时域成像系统来表征太赫兹信号在通过板之后的幅度和相位。最后，我们给出了几种不同OAM状态的复用和解复用的无线太赫兹通信应用的实验装置和理论模拟。
2017-08-26 physics.optics
Degenerate phase-matching for multi-wavelength nonlinear mixing in aperiodic lattice lasers
本文通过非线性传输矩阵建模，研究集成太赫兹激光腔中非周期晶格的多波长非线性混频，发现简并相位匹配的缺陷模可增强转换效率，对太赫兹光纤通信的波长复用有重要影响。
2024-12-16 physics.optics
Optically Pumped Terahertz Amplitude Modulation in Type-II Ge QD/Si heterostructures grown via Molecular Beam Epitaxy
本文研究MBE生长的Ge量子点/SOI异质结构在太赫兹频段的光泵浦幅度调制，结合NEGF理论模型揭示光生载流子受限对光电导率的调控机制，并在0.1 THz处实现约77%的调制深度提升。
2024-07-03 physics.app-ph physics.optics
A New Artificial Dielectric Metamaterial and its Application as a THz Anti-Reflection Coating
我们描述了一种新型的人工介电材料，它在毫米和亚毫米波长的应用。该材料是由多层金属网制成的，这些金属网在薄聚丙烯片上形成图案，然后使用热压工艺将这些金属网粘合在一起，以提供能够可靠地循环至低温的平面坚固盘。这种材料的折射率可以通过调整金属网层的几何形状和间距来调节。我们展示了它的用途，通过设计和表征的Z-切割晶体石英板的宽带减反射涂层。该涂层的制造和应用的石英使用热压技术和特征在于使用傅里叶变换光谱仪。的性能被证明是在HFSS和传输线建模结果很好的协议。
2011-07-18 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Dual terahertz frequency combs for photonic RF readout of refractive index sensing with frequency multiplication and active-dummy temperature compensation
Graduate School of Sciences and Technology for Innovation, Tokushima University（德岛大学创新科学与技术研究生院）；Department of Physics, Toho University（东邦大学物理系）；School of System Engineering, Kochi University of Technology（高知工科大学系统工程学部）；Institute of Post-LED Photonics (pLED), Tokushima University（德岛大学后LED光子学研究所（pLED））；Institute of Photonics and Human Health Frontier (IPHF), Tokushima University（德岛大学光子学与人类健康前沿研究所（IPHF））；Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工程科学研究生院）
本文提出一种集成太赫兹频率倍增与双频梳主动-虚拟温度补偿的折射率传感平台，通过频率倍增和温度抑制实现高灵敏度、高精度和高线性度的折射率测量。
2026-05-02 physics.optics
Determination of Mid-Infrared Refractive Indices of Superconducting Thin Films Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy
本文提出基于FTIR透射/反射光谱、Drude-Lorentz建模与优化拟合提取超导薄膜中红外折射率的方法，并通过椭偏测量、误差模拟和Mattis-Bardeen模型验证了NbN与MoSi结果。
2025-05-16 cond-mat.supr-con physics.optics
Terahertz Time-Domain Spectroscopy and Density Functional Theory Analysis of Low-Frequency Vibrational Modes of a Benzoxazolium-Coumarin Donor-pi-Acceptor Chromophore
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究学院加尔各答分校）；Sri Sathya Sai Institute of Higher Learning（斯里萨蒂亚赛高等学习研究所）；Indian Institute of Technology Gandhinagar（甘地纳加尔印度理工学院）
通过太赫兹时域光谱与密度泛函理论分析，研究了BCO+供体-π-受体色心的低频振动模式，揭示其与分子内电荷转移相关的核运动关系。
2025-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Harnessing Topological Valley-Hall States in Photonic Crystals for Label-Free Refractive-Index Discrimination of Cancer Cell Lines
Department of Electrical and Electronic Engineering, Bangladesh University of Engineering and Technology（电气与电子工程系，孟加拉国工程与技术大学）
本研究设计了6太赫兹硅基谷霍尔光子晶体，构建出高品质因数、高灵敏度的无标记生物传感器，可实现癌细胞的折射率区分，为临床诊断提供了新方案。
2026-08-11 physics.optics
Terahertz frequency conversion at plasma-induced time boundary
该研究通过实验与理论分析飞秒激光产生的等离子体超快时间边界，揭示宽带太赫兹波的红移、蓝移及振幅变化机制，凸显时间边界在频谱工程中的优势。
2025-07-28 physics.optics physics.plasm-ph
Beyond the effective mass approximation: predictive theory of the nonlinear optical response of conduction electrons
本文对传导电子在太赫兹电场作用下的非线性光学响应进行了实验和计算研究。我们的观察结果（饱和吸收和振幅依赖的基团折射率）可以理解的有效质量近似的故障的定性水平。然而，预测的非线性理论描述一直失踪。我们提出了一个基于半经典电子动力学模型，一个现实的能带结构，和自由电子Drude参数准确计算的实验观测值在InSb。我们的研究结果开辟了一条道路，半导体，超材料，以及在太赫兹等离子体的高场效应的导电电子光学非线性的预测建模。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantitative Single-Shot Supercontinuum-Enhanced Terahertz Spectroscopy (SETS)
本文提出超连续谱增强太赫兹光谱（SETS），利用宽带超连续谱探测光克服单发太赫兹光谱的啁啾带宽限制，将可用带宽从1.5 THz提升至2.3 THz并降低50%信号失真，实现电子密度、碰撞频率和吸收光谱的高分辨率同时定量测量。
2025-01-04 physics.optics physics.plasm-ph
Correlating Quasi-Optical Coupling Efficiency with Measured Receiver Noise Temperature in Metalens Coupled THz HEB Mixer
State Key Laboratory of Materials for Integrated Circuits（集成电路材料国家重点实验室）
通过球坐标矢量积分分析平面硅金属透镜与对数螺旋天线的准光耦合，将耦合效率与实测接收机噪声温度关联，建立金属透镜聚焦效率、天线耦合与噪声温度间的定量关系。
2026-07-09 physics.ins-det physics.optics
All-dielectric metasurface for wavefront control at terahertz frequencies
最近，超颖表面由于其提供空间变化的相位响应、低本征损耗和高透射率的能力而得到普及。在这里，我们展示了数值和实验上的硅超颖表面在太赫兹频率，将高斯光束转换成涡旋光束独立的入射光束的偏振。超颖表面由在诸如蓝宝石和CaF $_2$的衬底上的高折射率材料制成的亚波长硅交叉谐振器的阵列组成，所述衬底在IR-THz光谱范围内是透明的。利用这些衬底，可以产生用于特定光谱范围的相位元件，包括在10 $~μ$ m左右的分子指纹处以及在更长的THz波长处，其中可以揭示二级分子结构。该器件具有高透射率和0至$2π$的相位覆盖范围。通过改变元原子的尺寸来调节透射相位。为了演示波前工程，我们使用了一个离散的螺旋相位轮廓的入射高斯光束转换为涡旋光束。为了实现这一点，我们将元表面表面分成八个角扇区，并选择八个不同的维度作为十字，为这些扇区中的每个扇区提供间隔为$π/4$弧度的连续相移。光刻和反应离子蚀刻（RIE）被用来制造这些硅十字架的尺寸范围高达几百微米。大1厘米直径的光学元件成功地制造和光学轮廓术的特点。
2018-01-06 physics.optics
Kerr-microresonator solitons for accurate carrier-envelope-frequency stabilization
光脉冲的载波包络相位稳定可以通过直接光频合成、绝对光-微波相位转换和超快波形控制实现精密测量。我们报告这样的相位稳定克尔微谐振器频率梳集成在硅芯片上，并验证其分数频率不准确度在<3 × 10 -16。我们的工作介绍了一个互锁克尔梳配置包括一个氮化硅和一个二氧化硅微谐振器，其特点是近谐波重复频率，可以用一个激光器产生。这些频率梳支持超快激光制度，具有几个光周期，1皮秒周期的孤子脉冲和170 THz的总色散波增强带宽，同时在光学和微波域之间提供稳定的相位链接。为了适应低功耗和移动应用平台，我们的锁相频率梳系统的芯片耦合功率小于250 mW。我们的工作建立克尔微谐振器梳作为一个可行的技术，如光学原子计时，光学合成和相关方向的应用。
2017-11-20 physics.optics
Sensitive and broadband measurement of dispersion in a cavity using a Fourier transform spectrometer with kHz resolution
光学腔提供对色散的高灵敏度，因为它们的谐振频率取决于折射率。我们提出了一个直接的，宽带的，准确的测量高精细度腔模式使用光学频率梳和机械傅里叶变换光谱仪与千赫级的分辨率。我们表征16000腔模式跨越16太赫兹的带宽的中心频率，线宽和振幅。用0.1 fs ${^2}$和1 fs ${^2}$的精度反演了腔镜膜和纯N ${_2}$的群延迟色散，用5 × 10 ${^{-12}}$的精度反演了CO ${_2}$的3ν1+ν3吸收带的色散活性.这为整个分子带的宽带折射率计量和免校准光谱学开辟了道路。
2017-05-12 physics.ins-det physics.optics
Attosecond-timing millimeter waves via Kerr optical frequency division
Boulder Research Labs, IMRA America, Inc.（IMRA美国公司博尔德研究实验室）
通过非线性光学频率分割与布里渊激光结合，实现亚太赫兹载波的高相干性生成，突破传统直接生成方法的限制。
2026-01-21 physics.optics
Polaritonic cylinders as multifunctional metamaterials: Single scattering and effective medium description
极化激元材料，由于在太赫兹和远红外部分的电磁波谱的强声子极化激元共振，提供了高指数的介电和金属在这一制度的响应。这种复杂的反应使它们成为设计超材料相关现象和应用的合适候选者。在这里，我们表明，一种类型的极化激元材料为基础的结构，特别适合于实现广泛的超材料性能的极化激元棒的系统。为了研究在这样的系统中的材料和结构共振之间的相互作用，我们采用LiF和SiC的杆作为模型系统，并且我们首先计算单个杆的散射特性，识别和讨论不同杆直径的不同共振的行为。为了分析的响应的合奏极化激元棒，我们采用了有效的介质方法的基础上的相干势近似（CPA），这是优于简单的麦克斯韦-加内特近似极化激元和高折射率介电超材料。通过计算和分析CPA的有效参数，我们发现我们的系统表现出多种有趣的超材料特性，包括双曲色散、ε近零和负折射率响应。这种丰富的响应，在几乎任何系统的极化激元棒，是高度工程化的适当选择半径和填充率的棒，使极化激元棒系统的理想平台，演示多功能超材料。
2020-09-03 physics.optics
Probing Electromagnetic Nonreciprocity with Quantum Geometry of Photonic States
针对实验区分极微弱互易与非互易效应的挑战，提出基于交叉腔器件的非接触式探测方法，利用量子度规与量子过程层析成像制定测量协议以分离复折射率分量并最小化参数估计方差，适用于多种光学与微波实验平台。
2023-10-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
