Large-angle twisted photonic crystal semiconductor nanolasers with ultra-low thresholds operating in the C-band
本文提出大角度扭转光子晶体纳米激光器，通过任意选择扭转角度实现C波段单模激射，具有约25 μm²超紧凑占位面积、0.47 (λ/n)³超小模式体积和约1.25 kW/cm²超低阈值，为高密度集成光子芯片提供高性能纳米相干光源新途径。
2024-11-22 physics.optics
On-chip optical twisted bilayer photonic crystal
最近，莫尔工程已被广泛用于创建和研究二维的新型电子材料。然而，它在纳米光子系统中的应用迄今尚未得到广泛的探索。在这里，我们证明了扭曲双层光子晶体提供了一个新的光子平台与扭曲角可调的光学色散。与扭曲二维材料相比，扭曲双层光子晶体具有丰富的物理学特性，并提供了更大数量的材料、晶格对称性、特征尺寸、扭曲角和层间间隙的自由选择，这有望为定制光学特性提供前所未有的工具箱。我们直接可视化了整个光频范围内的色散，并表明测量的光学响应与数值和分析结果具有良好的定量一致性。我们的结果揭示了由于莫尔散射而引起的扭曲双层光子晶体的高度可调能带结构。这项工作打开了探索非常规物理学和光子学新应用的大门。
2023-03-04 physics.app-ph physics.optics
Photonic quantum walk in a single beam with twisted light
受经典随机游走现象的启发，量子游走的概念近年来逐渐成为复杂量子系统动力学模拟、纠缠产生和普适量子计算的有力平台。这种广泛的视角激发了对这种量子过程的有效，可扩展和稳定实现的重新搜索。迄今为止，光子方法主要集中在多路径方案上，这需要干涉稳定性和与步骤数量成二次比例的光学元件的数量。在这里，我们报告的实验实现的量子行走发生在轨道角动量空间的光，无论是一个光子和两个同时不可区分的光子。整个过程在单个光束中进行，不需要干涉仪，并且需要光学资源随着步骤的数量线性缩放。我们的演示介绍了一种新的多功能光子平台，用于实现量子模拟，基于利用单光束的横模作为量子自由度。
2014-03-19 physics.optics quant-ph
Twisted bi-layer magnetic photonic crystals
College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology（国防科技大学前沿交叉学院）
本文提出扭曲磁性双层光子晶体平台，通过调节层间扭曲角实现巨大圆二色性及完美线偏振旋转，为磁性拓扑光子学奠定基础。
2025-10-09 physics.optics
A perspective of twisted photonic structures
莫尔超晶格是一种小角度的扭曲范德华（vdW）结构，由于其揭示的非常规超导、关联绝缘态和铁磁性等重要现象，在凝聚态物理中引起了越来越多的关注。莫尔超晶格通常由vdW材料的原子层组成，其中奇异的物理学产生于相邻原子层之间的量子电子耦合。最近，莫尔电子激发了他们的光子同行。除了vdW材料之外，扭曲光子系统还可以由超材料、超表面和光子晶体组成，替代地由层间电磁耦合介导。扭曲结构中短程层间量子和长程电磁耦合之间的相互作用有望产生丰富的纳米光学现象。这一观点回顾了纳米光子学扭曲结构的最新进展，并展望了新兴的主题，机遇，根本挑战和潜在的应用。
2021-11-25 physics.app-ph physics.optics
Twisted split-ring-resonator photonic metamaterial with huge optical activity
耦合开口环谐振器超材料先前已被证明具有大的耦合效应，这是获得大的有效光学活性的先决条件。通过适当的横向排列，我们完全消除了线性双折射，获得了纯旋光性和相关的圆光学二向色性。在100太赫兹频率附近的实验和相应的建模是在良好的协议。对于厚度为205nm的样品，得到了约30度的旋转角。
2010-01-25 physics.optics
Emergent spin and orbital angular momentum of light in twisted photonic bilayer
本研究发现扭曲光子双层结构可使零角动量非偏振光分别在透射、反射中获得自旋与轨道角动量，揭示其不同微观机制及与层间距的依赖关系，为角动量分辨光-物质相互作用提供新方向。
2024-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
On-chip polarization-encoded single-qubit gates with twisted waveguides
本文发展了飞秒激光直写扭曲波导的严格理论，证明其能在满足设计约束下实现任意偏振变换，为片上偏振编码信息处理提供了低成本、易原型的稳健构建模块。
2023-07-10 physics.optics quant-ph
Compton Scattering of a Twisted Light
描述了康普顿散射时光子轨道角动量的变化。从轨道角动量的基本守恒出发，确定了扭曲光的散射矩阵。两种不同的扭曲光模式：拉盖尔高斯和贝塞尔高斯，数值生成和说明。我们的分析表明，光子轨道角动量的状态是高度可变的广角散射，但更一致的小角度散射。
2017-07-19 physics.optics
On-Chip Multidimensional Dynamic Control of Twisted Moiré Photonic Crystal for Smart Sensing and Imaging
该研究提出集成MEMS的扭转莫尔光子晶体传感器，可动态调控层间间隙与扭转角，实现电信波段宽范围、全庞加莱球的高精度光谱偏振传感，为多功能平面光子器件提供可扩展方案。
2023-12-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Observation of condensed moire exciton polaritons in twisted photonic lattices at room temperature
本研究在室温下实现了扭曲光子晶格中莫尔激子极化激元的强耦合与凝聚，观测到基态、激发态及能带，并可通过势调控分布，为相干莫尔极化激元研究奠定基础。
2025-01-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
On-chip twisted hollow-core light cages: enhancing planar photonics with 3D nanoprinting
提出3D纳米打印片上扭曲空芯光笼，通过几何扭曲实现模式耦合与强CD，其扭曲速率和CD较扭曲空芯光纤提升逾两个数量级，为集成手性光子学提供新平台。
2025-04-20 physics.optics
Casimir effect in twisted photonic gratings with in-plane chirality
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术学院）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
本研究通过反射矩阵卡西米尔-利夫希茨形式，分析了单轴各向异性扭曲光子光栅中的卡西米尔效应，发现材料各向异性可有效控制旋转对准力。
2025-10-23 physics.optics
Twisted heterobilayer photonic crystal based on stacking and selective etching of 2D materials
针对多层扭曲光子晶体纳米加工的挑战，在石墨/Si$_3$N$_4$异质结构中通过干法转移与选择性刻蚀制备了扭曲异质双层光子晶体，实验观察到莫尔位点产生的可见光波段腔光子模式，为光子控制提供了新自由度。
2025-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of topological polaritons and photonic magic angles in twisted van der Waals bi-layers
扭曲的二维双层通过层间旋转和耦合提供对电子能带结构的精细控制，从而实现魔角平带超导性和莫尔激子。在这里，我们演示了如何类似的原则，结合大的各向异性，使极端的控制和操纵的声子极化激元（PhPs）在范德华（VDW）双层的光子色散。我们在实验上观察到了在光子魔角下，由极化激元杂化诱导的扭曲双层α-MoO 3中从开放（双曲型）到封闭（椭圆型）色散轮廓的可调拓扑转变，并通过拓扑量进行了鲁棒控制.在这些转变处，双层色散发生突变，表现出低损耗的可调谐极化激元通道化和分辨率低于λ0/40的无衍射传播。我们的研究结果将双电子学和莫尔物理学扩展到纳米光子学和极化电子学，在纳米成像，纳米光传播，能量转移和量子应用方面具有巨大的潜力。
2020-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Voltage-induced defect mode interaction in a one-dimensional photonic crystal with a twisted-nematic defect layer
研究了扭曲液晶渗透的电调谐一维光子晶体（1D PC/TN）带隙中的缺陷模。从实验和理论上研究了它们在外加电压下的频移和干扰。我们处理的情况下，缺陷层的厚度远大于波长（莫甘条件）。从理论上证明了缺陷模在椭圆偏振态下可以具有复杂的结构。在宇称相反的情况下，两组偏振模相互作用，并表现出避免交叉的现象。
2011-10-21 physics.chem-ph physics.comp-ph physics.optics
Strong circular dichroism in twisted single-ring hollow-core photonic crystal fiber
我们报告了一系列的实验，分析和数值研究表明，在螺旋扭曲的空芯单环光子晶体光纤（SR-PCF），形成在光纤拉伸过程中的预制件旋转的强圆二色性。在所研究的SR-PCF中，空芯被非接触毛细管的单环包围。这些毛细管之间的耦合导致携带轨道角动量的螺旋布洛赫模式的形成。在扭转光纤中，强圆双折射出现在环中，使得当具有特定圆偏振态（例如LC）的芯模与环相位匹配时，另一个（RC）被强烈地退相。此外，如果核和环中的轨道角动量相同，并且偏振态是非正交的（例如，稍微椭圆形），则LC芯模将经历高损耗，而RC模被有效地传输。结果是单圆偏振SR-PCF，其在一定波长范围内充当圆偏振器。这种光纤具有许多潜在的应用，例如，在充气SR-PCF中产生圆偏振光，以及在深紫外和真空紫外中实现偏振元件。
2018-07-30 physics.optics
Twisted fibre: a photonic topological insulator
本文提出通过在制备过程中扭转光纤来构建可扩展的光子陈绝缘体，利用扭转破缺有效时间反演对称性并诱导赝磁场，同时发现可保留实空间陈不变量的参数区间，从而实现对制备无序的拓扑保护。
2024-11-20 physics.optics
Ideal type-II Weyl points in twisted one-dimensional dielectric photonic crystals
Weyl点是三维动量空间中具有非平凡拓扑相位的简并点，通常存在于具有结构和对称性设计的经典系统中。本文提出了一种利用各向异性材料实现理想Ⅱ型外尔点的一维叠层光子晶体，无需结构设计。通过调节层间的扭转角，可以清楚地观察到从两个Dirac点到四个Weyl点的拓扑转变。此外，在光子II型外尔材料与空气的界面上，在不完全体带隙的情况下，也发现了无带隙表面态。通过破坏参数对称性，这些理想的II型Weyl点在相同的频率将转化为非理想的，并表现出拓扑表面态的单群速度。我们的工作可能为利用天然各向异性材料实现光子Weyl点或其他半金属相提供一种新的思路。
2021-07-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of Magic Angle and Wall State in Twisted Bilayer Photonic Graphene
石墨烯是一种单层蜂窝状的碳原子晶格，自发现以来，它表现出了非常规的现象，引起了人们的极大兴趣。最近，在魔角扭曲双层石墨烯中观察到了由莫尔条纹诱导的Mott类绝缘体态和超导态，特别是在电子之间没有关联的情况下，这为强关联现象的理解和研究提供了更多的线索.光子作为玻色子，与费米子的行为不同，也可以恢复石墨烯的非常规现象，例如由于不稳定性，甚至从未在石墨烯中观察到的胡须边缘状态。在这里，我们提出了一个扭曲的双层光子石墨烯的魔角和壁态的直接观察。我们分别在魔角附近AA和AB堆积顺序的区域成功观察到光子的强局域化和快速扩散。最重要的是，我们发现了一个壁态，在最低能带中具有AA和AB/BA堆叠顺序的区域，显示出明显分离的光子分布。壁态的形成机制有助于理解魔角扭曲双层石墨烯中Mott类绝缘态和超导态的同时存在。扭曲双层光子石墨烯中魔角的可达性为石墨烯超晶格增加了玻色子行为，对壁态的观察也将加深对物质的理解。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Frequency conversion of vortex states by chiral forward Brillouin scattering in twisted photonic crystal fibre
本文利用扭曲光子晶体光纤中的手性前向受激布里渊散射激发手性弯曲声子，实现了不同波长下后向传播圆偏振涡旋模式间的频率转换，为经典与量子领域的涡旋态操控提供了新途径。
2024-01-17 physics.optics
Twisted quadrupole topological photonic crystals
波的拓扑操纵是超材料前沿研究的核心。最近在二维（2D）通量穿透晶格中发现了四极拓扑绝缘体，其在边缘和角落处表现出高阶拓扑波捕获。然而，光子晶体（PhCs）位于连续介质和离散晶格之间的边界，与现有的四极拓扑理论不相容。在这里，我们揭开四极拓扑物理触发的扭曲度的自由。使用一个拓扑平凡的光子晶体作为母板，我们表明，扭曲诱导四极拓扑光子晶体没有磁通线程。扭转诱导的晶体对称性丰富了Wannier极化，并导致反常的四极拓扑。通过控制二维光子晶体横向异质结的扭转角，观察到了多种多样的棱角现象。我们的研究为声子和极化激元的拓扑扭转光子学以及准连续体系中的四极拓扑铺平了道路。
2020-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topologically enhanced nonlinear optical response of graphene nanoribbon heterojunctions
本文采用含远邻相互作用的量子力学方法，证明拓扑界面态可显著增强石墨烯纳米带异质结的二、三阶非线性响应并红移量子等离激元频率。
2023-07-13 physics.optics
Topological valley plasmons in twisted monolayer-double graphene moiré superlattices
本研究将拓扑光子学与莫尔超晶格结合，理论证明小角度转角单层-双层石墨烯莫尔超晶格可作为谷保护等离激元的天然平台，其因畴区光导率差异形成完整带隙，具有非零谷陈数和抗谷间散射的边缘态单向输运特性。
2024-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
General Framework for Twisted Bilayer Photonic Crystal with Interlayer Coupling and Far-Field Response
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文构建兼顾近场层间耦合与远场响应的扭转双层光子晶体通用理论，解释能带劈裂与散射抑制，并提出可调谐高 Q 平带腔。
2025-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Moire-enabled optical vortex with tunable topological charge in twisted bilayer photonic crystals
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本研究利用扭曲双层莫尔光子晶体的层间耦合产生贝塞尔型连续谱准束缚态，实现了拓扑荷可调的光学涡旋阵列，为集成OAM的复用技术提供了新方案。
2025-10-29 physics.optics
Strong interlayer coupling and stable topological flat bands in twisted bilayer photonic Moire superlattices
本研究提出基于介质谐振器准原子的光子莫尔超晶格，实现大扭转角下具非平凡拓扑的强耦合平带，验证了对称保护的边缘及角拓扑模式，拓展了光子莫尔体系的拓扑相研究范围。
2023-05-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interplay between diffraction and the Pancharatnam-Berry phase in inhomogeneously twisted anisotropic media
本文讨论了非均匀各向异性材料中电磁场的传播，其中光轴在横向平面内旋转，但沿传播方向不变。在这样的配置中，电磁波包的演化由潘查拉特南-贝里相位（PBP）控制，负责有效光子势的出现。在最近的一篇论文[A。Alberucci等人，“Electromagnetic confinement via spin-orbit interaction in anisotropic bonding”，ACS Photonics \textbf{3}，2249（2016）]，我们证明了有效势支持横向限制。在这里，我们发现的准模式的轮廓，并表明，光子势产生的Kapitza效应的光。数值模拟证实了理论结果，占介质双折射。最后，我们详细分析了能够支持非泄漏导模的配置。
2017-03-06 physics.optics
Orbital chiral lasing in twisted bilayer metasurfaces
通过键合和旋转两个半导体薄膜超表面构建 Moire 型扭曲双层光子结构，利用其固有结构手性在 250 nm 宽光谱范围内实现了单模轨道手性激光，首次在扭曲光子学中观察到轨道手性激光。
2025-06-25 physics.optics
Tuning Topological Transitions in Twisted Thermophotovoltaic Systems
扭曲双层二维电子系统引起了许多奇异现象，为量子材料的研究开辟了新的前沿。在光子学中，通过近场相互作用耦合的扭曲二维系统提供了一个研究局域化和激光的平台。在这里，我们建议扭曲可以是一个前所未有的工具来调整近场热光伏系统的性能。值得注意的是，通过扭曲诱导的光子拓扑跃迁，我们实现了热光伏能量效率和功率的显着调谐。基本的机制是与改变的光子等频轮廓从椭圆形到双曲线几何形状的设置中的六边形氮化硼超颖表面作为热源和锑化铟$p$ - $n$结作为细胞。我们发现，在我们的热光伏系统中，能量效率可以达到卡诺效率的53%，而输出功率可以达到$1.1\times10^4$ ~W/m $^2$，而不需要在源和电池之间有很大的温差。我们的研究结果表明了扭曲近场热光电探测的广阔前景，并为可调谐、高性能的热光电探测和红外探测铺平了道路。
2022-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Removal of guided acoustic wave Brillouin scattering to the quantum-noise limit using symmetric interferometry in twisted photonic crystal fibers
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander-Universität（弗里德里希·亚历山大大学）
提出扭曲光子晶体光纤(t-PCF)作为首个能完全消除混合扭转径向GAWBS的光纤系统，通过对称干涉仪中的自参考和Stokes检测将GAWBS相位噪声补偿至量子噪声极限。
2026-07-07 physics.optics
Ultrafast All-optical control of Multiple Light Degrees of Freedom through Mode-mixing in a Graphene Nanoribbon Metamaterial
Institute of Nanoscience and Nanotechnology, National Center for Scientific Research “Demokritos”（纳米科学与纳米技术研究所，国家科学研究中心“德莫克里斯托斯”）；Department of Digital Systems, University of Piraeus（数字系统系，比雷埃夫斯大学）；Theoretical and Physical Chemistry Institute, National Hellenic Research Foundation, NHRF（理论与物理化学研究所，希腊国家研究基金会）
本文提出一种石墨烯纳米带双层超材料，通过独立调控实现宽带超快模式混叠，从而选择性地控制光的振幅、相位、偏振、自旋角动量和手性等多个自由度。
2025-07-09 physics.optics
Highly-twisted states of light from a high quality factor photonic crystal ring
具有轨道角动量（OAM）的扭曲光在量子和经典通信、显微镜和光学微操纵中的应用已经得到了广泛的研究。通过光栅辅助机构喷射光学微谐振器的自然高角动量回音壁模式（WGM），其中生成的OAM数（$l$）是WGM的角动量与光栅的角动量之差，提供了用于OAM生成的可扩展的芯片集成解决方案。然而，所展示的OAM微谐振器已经展现出比常规WGM谐振器（通过$>100\times$）低得多的品质因数（$Q$），并且缺乏对$Q$的最终限制的理解。考虑到$Q$在增强光-物质相互作用中的重要性，这是至关重要的，例如单发射极耦合和参数非线性过程，这支撑了许多重要的微谐振器应用。此外，尽管高OAM状态通常是期望的，但是对微谐振器配置中可实现的限制还没有很好地理解。在这里，我们提供了新的物理见解，这两个长期存在的问题，通过了解OAM模式耦合的角度来看，在光子晶体环，并将其链接到通常研究的情况下，反向传播WGM之间的相干后向散射。除了证明高$Q$（$10^5$到$10^6$）、高估计OAM喷射效率（高达$90~\%$）和高OAM数（高达$l$ = 60）之外，我们的经验模型还得到实验的支持，并且首次提供了对$Q$和具有$l$的OAM喷射效率的行为的定量解释。最先进的性能和对微谐振器OAM生成物理学的新理解将为使用芯片集成技术实现OAM应用开辟新的机会。
2022-08-27 physics.optics
Quantum walks and wavepacket dynamics on a lattice with twisted photons
量子行走是近年来出现的一种动态模拟复杂量子系统、纠缠产生和量子计算的典型过程。目前，量子行走的光子实现主要基于真实空间中的多路径干涉方案。在这里，我们报告的实验实现的离散量子行走发生在轨道角动量空间的光，无论是一个光子和两个同时光子。与以前的实现方式相比，整个过程在单个光束中发展，不需要干涉仪;它需要光学资源随步骤的数量线性缩放;并且它允许灵活控制输入和输出叠加状态。利用后者的性质，我们通过模拟高斯波包的量子动力学，探索了系统在动量空间的能带结构和相关的自旋轨道拓扑特征。我们的演示介绍了一种新的通用光子平台的量子模拟。
2015-04-22 physics.optics quant-ph
A Van der Waals Moiré Bilayer Photonic Crystal Cavity
针对莫尔光子晶体腔实现的挑战，本文利用范德华材料六方氮化硼制造出可控扭转角的莫尔双层光子晶体腔，其在可见光范围存在平带模式，为下一代片上扭曲纳米光子系统提供了关键进展。
2025-02-14 physics.optics
Topological band structure via twisted photons in a degenerate cavity
基于粒子内部自由度（如频率、空间模式和到达时间）的综合维数已经引起了人们的极大关注。它们提供了理想的大规模晶格来模拟非平凡的拓扑现象。探索更多的合成维度是通向更高维度物理学的途径之一。在这项工作中，我们设计和实验控制的合成维度之间的耦合组成的固有的光子轨道角动量和自旋角动量自由度的简并光学谐振腔中，产生周期性驱动的自旋轨道耦合系统。通过对透射强度的测量，我们直接表征了系统的性质，包括态密度、能带结构和拓扑绕组。我们的工作展示了一种探索扭曲光子空间模式作为合成维度的新机制，为在高度紧凑的平台上设计丰富的拓扑物理铺平了道路。
2022-02-28 physics.optics quant-ph
Multiple and spectrally robust photonic magic angles in reconfigurable α-MoO3 trilayers
本研究针对扭转双层范德华材料仅存在单一固定光子魔角的限制，提出可重构α-MoO₃三层结构，实现多重光谱鲁棒光子魔角与宽谱按需面内定向传导，为宽可调扭转光学及纳米光子学应用奠定基础。
2023-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photonic spin Hall effect in bilayer graphene Moiré superlattices
超结构的形成-具有相关的莫尔图案-在扭曲双层石墨烯的非凡光学和电子特性中起着至关重要的作用，包括最近观察到的非常规超导性。本文基于光子自旋霍尔效应提出了一种新的跨学科方法来确定扭曲双层石墨烯中的莫尔角。我们发现，光子自旋霍尔效应表现出清晰的指纹的底层莫尔图案，和相关的光束位移远远超出目前的实验灵敏度在近红外和可见光范围。通过发现最大光子自旋霍尔效应位移的频率位置对莫尔角的依赖性，我们认为后者可以明确地通过全光学远场测量访问。我们还公开了，当与古斯-汉兴效应结合时，光的自旋霍尔效应能够完全确定双层的电子电导率。总之，我们的研究结果表明，亚波长的自旋轨道相互作用的光提供了一个前所未有的工具集，研究多层二维范德华材料的光电性能。
2018-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of Topological Armchair Edge States in Photonic Biphenylene Network
该研究利用光子联苯烯网络（BPN）晶格，在不破坏时间反演对称性的条件下实验观测到扶手椅型拓扑边缘态，并揭示了边缘态与体态的异常杂化，为扩展二维材料应用提供了新途径。
2025-03-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Twist Bilayer Photonic slab's Angle-DependentGuided Resonance Analysis based on Multiple Scattering
本文用非零通量密度基改进RCWA，计算扭转双层光子板本征模，提出五层均匀板近似并解释两种透射相位与共振分裂。
2025-05-15 physics.optics
Robust excitation and Raman conversion of guided vortices in chiral gas-filled photonic crystal fiber
光学涡旋独特的环形强度模式和螺旋相位波前使其在许多应用中非常有用。本文首次报道了在扭曲充氢单环空芯光子晶体光纤（SR-PCF）中实现涡旋模之间的高效拉曼频率转换。随着轨道角动量阶数的增加，无扭曲SR-PCF中光涡旋的高保真传输变得越来越困难，这是由于光纤微结构中结构缺陷处的散射。然而，在螺旋扭曲的SR-PCF中，相同模式的左手和右手版本之间的简并被解除，结果是它们在拓扑上被保护免受这种散射。这些光纤的发射效率约为75%，具有高损伤阈值和宽带制导，非常适合进行非线性实验，这些实验需要在长距离内保持相互作用模式的偏振状态和方位角顺序。涡旋相干波（VCW）的内部分子运动，携带角动量，在气体中激发，允许的偏振和轨道角动量的拉曼光谱带进行定制，即使在光谱区域，传统的固体芯波导是不透明的或容易受到光学损伤。
2020-02-24 physics.optics
Twist-tuned suppression of higher-order modes in single-ring hollow-core photonic crystal fibers
当毛细管直径与纤芯直径之比d/D = 0.68时，单环空芯光子晶体光纤（SR-PCF）中高阶模的抑制效果最佳。在这里，我们报告说，在SR-PCF与次优值的d/D，高阶模式的抑制可以恢复通过在光纤拉伸过程中旋转的预制件，从而引入连续的螺旋扭曲。这在几何上增加了围绕纤芯的毛细管的类LP 01模式的有效轴向传播常数（最初太低），从而实现稳健的单模操作。通过大量的数值模拟，分析模型和一系列的实验探索的效果。棱镜辅助的侧耦合被用来研究直的和扭曲的情况下的单个光纤模式的损耗和近场图案。实验结果表明，在扭曲光子晶体光纤中，高阶模抑制性能提高了12 dB/m以上。测量结果还表明，高阶模式的轮廓随扭转率的变化，由数值模拟预测。螺旋扭曲提供了一个额外的工具，有效地实现无限单模空芯SR-PCF的操作。
2017-03-02 physics.optics
Optical modes of multilayered photonic structure containing nematic layer with abnormal electroconvective rolls
研究了以扭曲液晶为缺陷层的多层光子结构的光学模式。对流层中的电对流在空间上形成一种异常卷状的周期性结构。偏振光在缺陷层中的非绝热传播导致对应于普通$o$波的光学模式的独特特征。由于交叉偏振衍射损耗的影响，这些模式的衰减已被证明随着电压的增加。实验和数值计算都发现了非绝热几何相位对光波在光子结构中往返传播的总相位延迟的贡献所导致的模式短波位移
2019-12-01 physics.optics
Geometry-Controlled Exceptional Points in Helicoidal Orbital-Angular-Momentum Photonics
Universidade Federal do Maranhão（马拉尼昂联邦大学）
提出通过几何扭曲控制轨道角动量光子学中的异常点，利用扭转提供手征分裂，开放系统提供非厄米性，通过几何失谐补偿残余分裂实现异常点。
2026-06-23 physics.optics quant-ph
Bilayer Photonic Graphene
本文从双层石墨烯中得到启发，介绍了其光子模拟物，包括两个堆叠的石墨烯类光子晶体，通过欺骗表面等离子体激元在近场耦合。除了可以从根本上改变双层光子石墨烯的能带结构的扭曲自由度之外，还可以经由层间耦合来定制光子色散，所述层间耦合表现出对两个光子晶体之间的距离的指数依赖性。我们从理论、数值和实验三个方面研究了AA和AB叠层双层光子石墨烯的能带结构，以及具有奇偶子晶格交换对称性的扭曲双层光子石墨烯的能带结构.此外，我们数值预测了双层光子石墨烯中魔角的存在，这与层间杂化导致的超平坦带有关。最后，我们证明了双层光子石墨烯在满足偶次晶格交换对称性的特定扭曲角下是一个高阶光子拓扑绝缘体。所提出的双层光子石墨烯可以构成一个有用的平台，用于识别新的量子材料，并激发具有新的自由度和新兴功能的下一代光子器件。
2021-02-14 physics.app-ph physics.optics
Light dynamics in nonlinear trimers and twisted multicore fibers
新型光子结构，如多芯光纤和石墨烯基阵列，为操纵和控制光的传播提供了独特的机会。在这里，我们讨论的结构的非线性动力学与几个（2至6）元素的线性和非线性性能可以调整。具体来说，我们展示了如何非线性，耦合，奇偶时间PT对称增益/损耗的存在，稳定性和一般的非线性光学模式的动力学特性。我们的演讲的主要重点将是对系统的自由度少，最显着的耦合器，三聚体和概括其系统与6个节点。
2016-11-02 nlin.PS physics.optics
Twisted nonlinear optics in monolayer van der Waals crystals
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Intellectual Ventures（智力风险）
本研究通过单层范德华晶体中的二次和三次频率混合过程，实现了对涡旋光场波长、轨道角动量和空间分布的独立操控，展示了超紧凑且可扩展的混合纳米技术新途径。
2024-04-27 cond-mat.other physics.optics
Spatial optical solitons in nonlinear photonic crystals
研究了由薄膜非线性波导阵列形成的一维非线性光子晶体中的空间光孤子，即Dirac-comb非线性晶格。我们分析了扩展布洛赫波模式的调制不稳定性，并研究了这种周期性结构中亮，暗和“扭曲”空间局域模式的存在和稳定性。此外，我们讨论了我们的一般结果的相似性和差异与简化模型的非线性周期介质描述的离散非线性薛定谔方程，在紧束缚近似，和耦合模理论，有效的浅周期调制的光学折射率。
2001-08-06 cond-mat nlin.PS physics.optics
Twist-tunable moiré optical resonances
本文研究双层介电光子晶体平板中的莫尔周期性，发现其可产生极窄且对扭转和间隙高度敏感的光学共振，并展示了在300–600 nm范围内品质因数从10^2到10^5的扭转调谐能力。
2022-11-21 physics.optics
Impact of coordinate frames on mode formation in twisted waveguides
本文通过数值模拟比较了三种坐标系下高扭转离轴波导的模式形成差异，揭示了单模域中基模在双折射、损耗和偏振上的显著不同，并探讨了扭转对自旋/轨道霍尔效应及超手性场的影响及其应用前景。
2024-04-05 physics.optics
Fourier modal method for Moiré lattices
近年来，二维材料的扭曲双层由于可以通过简单的旋转完全改变其电子性质而在该领域变得非常流行。同时，在光子晶体这一广阔的研究领域中，这一思想几乎还没有被触及，只考虑了一些特殊的问题。其中一个原因是由于错位晶格的叠加而出现的莫尔超晶格的精确考虑的计算困难。事实上，复杂晶格的晶胞通常比原始晶体大得多，并且需要更多的计算资源来进行计算。在这里，我们提出了一个仔细的适应傅立叶模态方法的散射矩阵的形式描述扭曲的一维光栅的堆栈。我们的方法使我们能够考虑子晶格在彼此附近，并通过近场解释它们的相互作用。在开发的数值方案中，我们利用的事实是，每个子晶格只有1D周期性，因此比所得到的2D超晶格简单，以及即使是晶格之间的小间隙过滤掉高傅立叶谐波，由于其倏逝的起源。这加速了计算从1到3和更多的数量级的典型结构取决于谐波的数量。这为严格研究几乎任何拟议几何形状的光子晶体和演示特定的莫尔相关效应铺平了道路。
2021-06-04 physics.optics
Classification of Fragile Topology Enabled by Matrix Homotopy
Center for Integrated Nanotechnologies, Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室集成纳米技术中心）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）；Department of Mathematics and Statistics, University of New Mexico（新墨西哥大学数学与统计系）
本文提出一种基于矩阵同伦的Z2能量分辨拓扑标记，用于直接分类有限、无序和非周期性材料中的脆弱拓扑相，并验证其在强无序和无体能隙异质结构中的鲁棒性。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
