Finite-Difference Time-Domain Simulation of Wave Transmission Through Space-Time-Varying Media
本文系统研究了时空变化介质的FDTD数值建模方法，给出了TM和TE波斜入射下的差分格式、稳定性条件及边界条件，并通过示例展示了其应用潜力。
2024-11-23 physics.app-ph physics.optics
A tutorial on the conservation of momentum in photonic time-varying media
时变媒体打破了时间对称性，同时保持空间对称性不变。因此，它代表了一个很好的概念框架，调查的基本含义的诺特定理的电磁场。与此同时，解决随时间变化的介质中的动量守恒揭示了亚伯拉罕-闵可夫斯基的辩论，其中两种相反形式的电磁场动量进行了辩护。在这里，我们提出了一个教程回顾在随时间变化的媒体动量守恒。我们通过三种独立的方法证明了闵可夫斯基动量是一个守恒量，这些方法的复杂性不断增加：（i）通过在时间边界上应用麦克斯韦方程组的边界条件，（ii）测试运动常数并推导出守恒定律，以及（iii）在电磁场拉格朗日理论的框架内应用时间和空间平移。每种方法都提供了对问题的不同和互补的见解。
2023-01-09 physics.optics
Fluctuational Quantum Electrodynamics of Dispersive Time-Varying Media
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理中心 (IFIMAC)）；Instituto Nicolás Cabrera (INC), Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学尼古拉斯·卡布雷拉研究所 (INC)）
研究色散时变介质的涨落量子电动力学，提出精确理论框架，推导出费米黄金定则定义局部态密度，证明其与经典功率等价，分析热辐射及动态卡西米尔效应，揭示新特征，展示时间调制对真空涨落和极化子的影响。
2026-07-27 physics.optics quant-ph
Symmetry classification of temporal reciprocity in time-varying electromagnetic media
Research Institute of Basic Sciences, Ajou University（延世大学基础科学研究院）；Department of Physics, Ajou University（延世大学物理系）；School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院物理学院）
本文通过逆共轭关系对无耗、空间均匀且初末态相同的时变电磁介质中的散射矩阵进行分类，揭示了双各向同性介质中时间互易性的对称性，为预测和设计光子介质的时间散射响应提供了框架。
2026-06-23 physics.optics
A Generalization of the Kramers-Kronig Relations for Linear Time-Varying Media
我们探索的数学理论，严格地描述与线性时变，一般色散，电磁本构参数的介质的响应。我们表明，即使当时间的不均匀性发生在一个时间尺度可比或短于驱动场的时间周期，人们仍然可以定义一个物理意义上的时变色散。因此，一组广义的Kramers-Kronig关系的调查链接的实部和虚部的时变频率色散谱表征介质的本构响应。除其他外，我们研究的情况下的洛伦兹介电响应随时间变化的体积密度的可极化原子，并提出了不同的电路等效的控制微分方程，这反过来又允许我们使用的概念，广义随时间变化的阻抗/导纳的随时间变化的电阻器，电感器和电容器。
2020-08-10 physics.app-ph physics.optics
Modulation Instability of Ultrashort Pulses in Quadratic Nonlinear Media beyond the Slowly Varying Envelope Approximation
我们报告的调制不稳定性（MI）分析的数学模型适用于超短脉冲在级联的二次-三次非线性介质超越所谓的慢变包络近似。理论预测的MI属性被发现是在良好的协议与数值模拟。研究表明，在级联的二次-三次介质中，在少数周期区域内控制MI的产生和孤子的形成是可能的。我们还发现，稳定传输的孤子类少周期脉冲在介质中的调制不稳定性标准的满足。
2012-02-05 physics.class-ph physics.optics
Light controlled THz plasmonic time varying media: momentum gaps, entangled plasmon pairs, and pulse induced time reversal
本研究建立弗洛凯工程框架，利用时变振幅的相干高频光在二维狄拉克系统中参量调控太赫兹等离子体，实现波包镜像、动量间隙等效应，无需太赫兹光即可操控低频等离子体。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Solitary wave solution to the nonlinear evolution equation in cascaded quadratic media beyond the slowly varying envelope approximations
本文报道了Moses和Wise [Phys. Rev. Lett.]导出的非线性演化方程的亮孤子和暗孤子的精确解。97，073903，（2006）]的级联二次介质超过缓慢变化的包络近似。该模型的可积性方面的解决。利用行波假设和近似方法得到了精确的1-孤子解。得到了亮孤子解和暗孤子解。得到了孤立子解存在的相应约束条件。
2012-12-17 nlin.PS physics.class-ph physics.optics
Symmetry-Protected Lossless Modes in Dispersive Time-Varying Media
本文应用算子理论分析色散时变介质中的波传播，发现时间变化产生的实值波数模式即使在有耗介质中也无耗散，且缺乏明确传播方向，可导致透射系数发散。
2024-10-08 physics.optics
Causality and instability in wave propagation in random time-varying media
ESPCI Paris, PSL University（巴黎高等物理化工大学，巴黎文理研究大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut Langevin（朗之万研究所）；Paris-Saclay University（巴黎萨克雷大学）；Institut d’Optique Graduate School（光学研究生院）
研究随机时变介质中波动传播的因果性与不稳定性，通过非微扰解和有效介质描述揭示时间杂散对波动动力学的影响。
2025-05-26 cond-mat.dis-nn physics.optics
The light carrying orbital angular momentum through time-varying scattering media using dual orthogonal-polarization channels
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
本文提出利用双正交偏振通道传输时变散射介质中的轨道角动量，通过计算斑点图案的二阶互相关解码数据，并展示多路携带特定拓扑电荷的完美涡旋光束可显著提升传输容量。
2026-07-14 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Link between the laws of geometrical optics and the radiative transfer equation in media with a spatially varying refractive index
我们提出了在以前的文件[选择。228，33（2003）]描述具有空间变化折射率的介质中的辐射转移的修改的辐射转移方程。本文致力于证明该方程在非吸收/非散射极限下完全有效，这是L。Martí-López和同事[Opt. Commun. 266，44（2006）]。断言，这个方程将意味着零发散的光线也评论。
2007-12-12 physics.optics
Electromagnetic wave propagation in spatially homogeneous yet smoothly time-varying dielectric media
我们在经典电动力学的框架内，探讨电磁波通过空间均匀但平滑的时间依赖性介质的传播和变换。通过将在有限周期τ内发生的平滑过渡建模为介电常数的唯象现实和S形变化，推导出了麦克斯韦方程组关于电位移的超几何函数的解析精确解。使用这种解决方案，我们显示的可能性，放大和衰减的波，并将其与随时间变化的介电常数的减少和增加。此外，我们证明，这种波和非平稳介质之间的能量交换导致的变换（或转换）的频率。我们的研究结果可能为在时变结构中实现可控的光-物质相互作用铺平道路。
2015-11-18 physics.optics
Photon Transitions in Arbitrary Time-Varying Metamaterials
本文提出利用含时粒子数算符本征态计算任意时变超材料中光子跃迁的通用理论，并在 logistic 与线性介电常数分布下验证，可扩展至时空调制并催生新量子效应。
2024-03-25 physics.optics quant-ph
Probing dynamics of time-varying media: Beyond abrupt temporal interfaces
本研究通过引入开关参数τ，推导了平面波和自由电子在时变介质中的传播特性，揭示了通量比与强度饱和现象，强调了精确控制τ对探测时变介质的关键作用。
2025-01-22 physics.optics
A path integral description of quantum nonlinear optics in arbitrary media
本文提出了一种基于费曼路径积分的方法来描述量子化电磁场在任意非线性介质中的传播和性质。我们提供了一个一般的理论，有效的任何顺序的光学非线性，然后我们专门的情况下，二阶非线性过程。特别是，我们表明，在任意介质中的二阶非线性过程，在非耗尽泵浦近似下，可以描述一个有效的自由电磁场，在真空中传播，穿着的介质本身。此外，我们表明，这样的过程发生的概率是有关的双光子传播，其中包含有关介质的结构，它的非线性特性，和泵浦光的结构的信息。
2019-04-04 physics.optics quant-ph
Fundamentals and Applications of Time-varying Media: A Review
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）；Southeast University（东南大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Shanghai Radio Equipment Research Institute（上海无线电设备研究所）
本文综述了时变介质的原理与应用，探讨其 modulation schemes 及物理原理，总结了电磁与光子系统中的最新进展与挑战。
2026-04-17 physics.optics
A high-order finite volume method for Maxwell's equations in heterogeneous and time-varying media
本研究针对非均匀时变介质中的麦克斯韦方程组，提出兼顾守恒与非守恒数值格式的高阶有限体积方法，可精确解析介质变化产生的精细结构，且效率优于传统二阶FDTD方法。
2023-07-21 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Varying the effective refractive index to measure optical transport in random media
本文介绍了一种测量非均匀介质中有效介质和光传输特性的新方法。我们的方法利用的概念等效的频率变化与有效折射率的变化。实验上，我们通过光谱分辨折射率调谐测量强度相关性，通过环境压力的变化控制后者。我们的实验结果完全符合广义传输理论，该理论结合了有效介质，并预测了扩散常数的精确值。因此，我们直接确认了有效介质概念在强散射材料中的适用性。
2009-07-10 physics.ins-det physics.optics
Broad frequency shift of parametric processes in Epsilon-Near-Zero time-varying media
短脉冲激光引起的材料性质的超快变化会导致反射和透射辐射的频率偏移。最近的报告强调了这样的频移是如何在材料的介电常数实部接近零的光谱区域中增强的。在这里，我们调查的频率偏移所产生的四波混频与非线性偏振振荡的两倍的泵浦频率的字段。在我们的实验中，我们观察到超过60 nm的频率偏移（相比脉冲宽度约40 nm）的相位共轭辐射产生的500 nm的掺铒氧化锌（AZO）薄膜泵浦接近ε-近零波长。我们的结果表明，时变介质的应用非线性光学和频率转换。
2019-11-29 physics.optics
Implementation of nearly arbitrary spatially-varying polarization transformations: a non-diffractive and non-interferometric approach using spatial light modulators
一个快速和自动化的通用偏振变换方案在自适应光学、量子信息以及几乎所有涉及光-物质和光-光相互作用的应用中具有重要价值。提出了一种利用硅基液晶空间光调制器（LCOS-SLM）对光场进行偏振变换的实验。我们实验演示了均匀偏振光场的逐点转换，实现任意的，空间变化的偏振态。此外，我们证明了具有任意空间变化偏振的光场可以被变换为空间不变的（即，均匀）极化。
2018-02-16 physics.optics
Calculation of material properties for arbitrary shape transformation media
提出了一种计算任意形状相变介质材料参数的通用方法。通过拉普拉斯方程求解变换区域内的原始坐标，我们可以数值地得到变形场，进而得到待设计器件的材料特性，如具有任意形状的斗篷、旋转器或集中器。该方法也可用于设计具有非固定外边界的器件，如光束导向器。最后给出了全波模拟的例子。最后，从变形的角度讨论了转换介质中的波速和能量变化。
2008-08-27 physics.optics
Scintillation of Partially Coherent Light in Time Varying Complex Media
本文提出了含时部分相干源和含时随机非均匀介质情况下的波闪烁理论。我们的目标是了解如何测量强度的闪烁指数取决于源和介质参数。我们推导出的随机波动方程的一般形式的闪烁指数的渐近分析，我们评估这在各种缩放制度。闪烁指数是用于分析和优化成像和通信方案的基本量。我们的研究结果是有用的，以量化的闪烁指数在现实的传播情况下，并解决这样的优化挑战。
2022-01-18 math.AP physics.optics
Symmetries and conservation of spin angular momentum, helicity, and chirality in photonic time-varying media
本研究探究时变介质中光的自旋角动量、螺旋度与手性的守恒特性，发现三者守恒条件存在差异，揭示了手性与场能量的关联，为相关光与物质相互作用研究提供新视角。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Static-to-dynamic field conversion with time-varying media
本文理论证明介质介电常数发生阶跃式时变时，可将波导内部分静态电场转换为辐射场，推导了辐射场解析表达式并分析了能量交换与边界条件，为基于时变介质产生电磁辐射提供了新途径。
2021-07-23 physics.app-ph physics.optics
Dynamics of slowly varying fields in bianisotropic media
建立了色散、耗散、双各向异性介质中长波包的激发和传播等准单色电磁过程的理论框架。与这些过程相关的时变电磁场被表示为两个函数的乘积：缓慢变化的复振幅（SVCA）和快速振荡的载波。材料参数被视为运营商的时间依赖的电磁场。通过将这些算子在麦克斯韦方程组中关于小时间尺度参数展开成一系列，得到了这种介质中电磁场SVCA的方程组。在线性情况下，对应于电场和磁场的横向分量的SVCA的动态方程类似于矢量传输线方程。所得到的方程组被用来推导双各向异性介质中电磁场SVCA的并矢格林函数。该框架适用于模拟部分相干电磁辐射在材料中的传播，其参数可能取决于已经通过它的EM能量的量。相同的框架可以用于研究调制的EM波通过波导系统，包括双各向异性超材料组件的传播。
2018-04-05 physics.optics
Photonics of Time-Varying Media
时变介质最近已经成为波操纵的新范例，这要归功于新型高度非线性材料（如ε-近零材料）的发现与对新型波应用（如无磁非互易性、多模光整形和超快开关）的探索之间的协同作用。在这篇综述中，我们提供了一个全面的讨论，最近取得的进展与光子超材料whoseproperties源于他们的调制的时间。我们回顾了支撑时间开关的基本概念及其与空间散射的关系，并部署由此产生的洞察力来回顾光子时间晶体及其新兴的研究途径，如拓扑和非厄米物理。然后，我们将讨论扩展到时空调制及其在非互易性、合成运动、巨各向异性、放大等效应中的应用。最后，我们总结了最近证明的最有吸引力的实验途径的审查，并提供了一些观点，对未来实现光子学中的时间调制的新兴趋势。
2021-11-18 cond-mat.other physics.optics
Dynamical phase transition of light in time-varying nonlinear dispersive media
该研究在非线性色散介质中发现了光的预热动力学相变，通过时间界面模拟淬火，揭示了临界淬火值上下不同的标度行为及临界指数的维度交叉。
2023-06-27 cond-mat.stat-mech physics.optics
Time-varying media, relativity, and the arrow of time
本文研究时变波动力学，提出加速波动方程并揭示其相对论性质，证明光在不同介质间动量守恒，并讨论其在时间之箭问题中的意义。
2023-04-17 gr-qc physics.class-ph physics.optics
A generalized Kirchhoff's law of thermal radiation for Floquet media
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；City University of New York（纽约市立大学）；Wayne State University（韦恩州立大学）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）
研究时变弗洛凯介质热辐射，推导广义基尔霍夫定律，表明给定频率发射率等于伴随系统谐波分辨吸收率加权和，可由吸收算发射率，还揭示静态介质无法达到的热辐射状态及违反传统定律的时变结构。
2026-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.optics
Statistical regimes of electromagnetic wave propagation in randomly time-varying media
Ajou University（亚洲大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）
本文通过不变嵌入方法研究随机时变介质中的电磁波传播，发现初始单向输入呈现三种统计规律，而双向输入为对数正态分布，为时间调制系统提供了统一统计框架。
2025-09-01 cond-mat.dis-nn physics.optics
Deterministic time rewinding of waves in time-varying media
Research Institute of Basic Sciences, Ajou University（韩国亚洲大学基础科学研究院）；Department of Physics, Ajou University（韩国亚洲大学物理系）；School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院物理学院）
本文提出一种通过时间调制实现波确定性时间倒带的机制，在电磁和狄拉克系统中实现全波态重建，为安全信息检索和可编程超材料提供平台。
2025-08-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Generalized revival and splitting of an arbitrary optical field in GRIN media
在非傍轴传播算子的假设下，研究了具有任意初始条件的电磁场在二次梯度折射率介质中的传播。我们证明了在特定的周期距离上，传播场是由初始场和反射场的叠加的分数阶傅里叶变换给出的，并证明了在特定的波长下，初始场存在分裂和恢复。我们应用这一结果，第一个初始领域的贝塞尔函数，并表明它分裂成两个广义贝塞尔函数，第二，艾里函数。在这两种情况下，我们的结果进行了比较与精确的数值。
2016-03-10 physics.optics
Propagation and asymmetric behavior of optical pulses through time-dynamic loss-gain assisted media
本文报道了光脉冲在时变线性光学介质中传输时的非对称性。介质的折射率被认为是随时间和复杂性而变化的，使得存在足够量的增益和损耗以实现它们对脉冲传播的影响。我们利用了时变介质中光场的普适公式。数值模拟结果表明，脉冲在介质中双向传播时，会发生相对于初始中心位置的时间偏移，并伴随相应的频谱偏移。此外，输出脉冲在两个传播方向上的峰值功率和累积啁啾（累积相位的时间导数）在本质上也是相反的，而与它们的初始状态无关。数值模拟的脉冲行为与解析解吻合得很好。在脉冲整形和非常规光学器件的背景下，已经探索了可能性。
2018-06-14 physics.optics
Time Interfaces in Bianisotropic Media
本文研究双各向异性介质中磁电耦合参数随时间突变所形成的时间界面，揭示其偏振和方向依赖的散射效应，为时变双各向异性超材料及光子时间晶体中的波调控奠定理论基础。
2023-11-01 physics.optics
Waves in slowly varying band-gap media
本文研究局部周期介质中高频波的渐近描述。一个关键问题是布洛赫色散曲线随局部微结构而变化，从而产生与带隙边缘和分支交叉相关的隐藏奇点。我们描述了一个渐进的方法来克服这个困难，并采取第一步，详细研究最简单的情况下，一维亥姆霍兹波。该方法需要匹配的几何传播布洛赫波，捕获的多尺度Wentzel-Kramers-Brillouin（WKB）近似，与互补的多尺度的解决方案空间局部化的色散奇点。在后者的区域内的布洛赫波数几乎是关键的;这使得他们的均匀化，以下的方法的高频均匀化（HFH），在一个自然产生的规模之间的周期性（波长）和宏观尺度。类似于一个经典的转折点分析，我们表明，接近空间带隙边缘的解决方案是一个艾里函数，只有它是由驻波布洛赫本征函数调制的短尺度。通过进行WKB和HFH解之间的渐近匹配，我们提供了一个详细的描述布洛赫波从带隙反射。最后，我们实现了分层介质的渐近理论，并表现出良好的协议与数值计算。
2016-12-12 math-ph math.AP math.MP
Superluminal Localized Solutions to the wave equation, in (vacuum or) dispersive media, for arbitrary frequencies and with adjustable bandwidth
本文给出了任意频率和带宽可调的波动方程的新的精确解析超光速定域解。这里提出的公式相当简单，其结果可以用普通的所谓“X形波”来表示。此外，利用本文的形式，我们得到了光束在色散介质中传输的第一个解析的局域超光速近似解。我们的解决方案可应用于不同的领域，如光学、微波、无线电波等。[PACS编号：03.50.De ; 41.20.Jb ; 83.50.Vr ; 62.30.+ d ; 43.60 +. d、91.30.Fn、04.30.Nk、42.25.Bs、46.40.Cd、52.35.Lv.保留字：波动方程;波的传播;光学;局部波束超光速波;贝塞尔光束X形波;声学;机械波色散补偿;地震学;地球物理学;引力波基本粒子物理学]。
2002-09-29 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
Spectral control of broadband light through random media by wavefront shaping
随机介质可以作为一个可控的任意光谱滤波器，其光谱分辨率由介质中光的相互作用时间的倒数决定。我们使用波前整形来实现在散射场中的特定点处的任意光谱响应。我们实验证明，这种技术通过选择一个窄带或双波段的宽度为5.5nm。
2012-05-10 physics.optics
Coherent wave control in complex media with arbitrary wavefronts
波前整形（WFS）已经成为控制各种波现象（光、声、微波等）传播的强大工具。在无序物质中的应用包括成像、通信、能量转移、微操作和散射异常。然而，在实践中，多个输入通道的必要的相干控制仍然是一个令人烦恼的问题。在这里，我们克服了这个困难，通过掺杂无序介质与可编程的元原子，以适应它强加的任意传入波前。除了解除对精心成形的入射波前的需求外，我们的方法还解锁了新的机会，例如用相同的任意波前依次实现不同的功能。我们证明了我们的概念实验电磁波在混沌腔中使用可编程元表面，与应用程序的广义Wigner-Smith算子以及相干完美吸收聚焦。我们期望我们对相干波控制的全新视角，以促进复杂的WFS协议过渡到各种波现象的实际应用。
2021-02-18 physics.app-ph physics.optics
Covariant Description of Transformation Optics in Linear and Nonlinear Media
变换光学（TO）技术是设计具有定制光学特性的电磁介质的一种优秀方法。在本文中，我们专注于TO理论的形式结构。通过使用一个完整的协变形式主义，我们提出了一个一般的变换律，适用于任意材料，包括双各向异性，磁光，非线性和运动介质。由于广义协方差原理，该形式适用于任意时空坐标变换，并自动考虑磁电耦合项。证明了在扭曲的TO集中器的二次谐波产生的计算的形式。
2011-10-21 physics.optics
Pseudounitary Floquet scattering matrix for wave-front shaping in time-periodic photonic media
本文提出用满足伪幺正关系的静态Floquet散射矩阵描述有限时间周期介质的散射特性，并将Wigner-Smith波前整形方法推广到Floquet系统，实现时空最优光脉冲用于时变介质的光学微操控。
2024-11-20 physics.optics
On the optical theorem and optimal extinction, scattering and absorption in lossy media
本文重新表述和推广了最近关于一个新的光学定理和有耗介质中吸收的物理界限的一些分析结果。分析是有效的任何线性散射体（如天线），由任意材料（双各向异性等）。和任意几何形状，只要散射体由嵌入在有损耗背景介质中的球形体积限定。相应的公式在这里重新制定和扩展到包括磁性以及介电背景介质。对散射和消光的相应界也给出了明确的推导、公式和讨论。最后给出了60 GHz通信频段氧气对微波的最佳吸收和散射的数值例子。
2020-03-13 physics.optics
Time-varying Huygens' meta-devices for parametric waves
惠更斯的超颖表面已经证明了对散射光束形状的几乎任意控制，然而，其空间轮廓通常在制造时是固定的。由于需要在整个调谐范围内保持惠更斯条件，因此利用可调谐元件动态重新配置该光束轮廓仍然具有挑战性。在这项工作中，我们通过实验证明，一个随时间变化的元器件，执行频率转换可以引导传输或反射光束在几乎任意的方式，完全动态控制。我们的时变惠更斯元器件由电和磁元原子组成，具有独立控制的调制，这种调制的相位印在散射的参数波上，控制它们的形状和方向。我们开发了一个理论，它表明如何散射的方向性，相位和边带的转换效率几乎可以任意操纵。我们展示了新颖的效果，包括全角度波束转向和频率复用功能，在微波频率约4 GHz，使用变容二极管作为可调谐元件。我们相信，这个概念可以扩展到其他频段，使超表面具有任意相位图案，可以在整个2π范围内动态调谐。
2018-12-02 physics.app-ph physics.optics
Inverse design of optical pulse shapes for time-varying photonics
本文提出一种光脉冲形状的逆向设计方法，通过目标优先策略最大化等强度脉冲在时变介质中的透射率，在无需增加脉冲能量的情况下实现宽带增益增强，并在氧化铟锡的ENZ波段验证了该方法。
2023-01-16 physics.comp-ph physics.optics
Non-Abelian gauge field optics in the time domain
Zhejiang University（浙江大学）；Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本研究通过时变介质实现非阿贝尔规范场光学，诱导伪电场并产生自旋依赖性位移与震荡，揭示了时域非阿贝尔干涉效应及自旋进动现象。
2025-12-24 physics.optics
Real-time wavefront-shaping through scattering media by all optical feedback
聚焦光通过动态变化的异质介质是一个抢手的目标，具有重要的应用范围从自由空间通信纳米手术。潜在的挑战是控制的光学波前与大量的自由度（DOF）的时间尺度短于介质的动态。最近，在使用具有>1000 DOF的空间光调制器（SLM）通过波前整形聚焦穿过混浊样本的演示之后，已经报道了许多进步。不幸的是，基于SLM的波前整形需要来自检测器/相机的反馈，并且仅限于缓慢变化的样本。在这里，我们展示了一种新的方法，波前整形使用全光反馈。我们表明，通过高度散射的样品，包括薄的生物组织，可以在亚微秒的时间尺度上产生的复杂的波前聚焦的过程中的字段自组织内的多模激光腔，而不需要电子反馈或SLM。这种波前整形机制比现有技术快五个数量级以上，达到了许多应用所需的时间尺度。
2013-03-13 physics.optics
NeOTF: Guidestar-free neural representation for broadband dynamic imaging through scattering
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Beckman Laser Institute, University of California, Irvine（加州大学尔湾分校贝克曼激光研究所）
NeOTF通过神经表示法实现无引导星的动态成像，适用于宽频非相干照明和低信噪比环境，具有高效性和泛化能力。
2025-11-22 physics.app-ph physics.optics
Electromagnetic cloaking in convex and concave media with surface modelled as a parameterised function
变换光学的出现为设计与各向异性介质中电磁波传播有关的大量应用开辟了途径。本文提出了一种利用坐标变换和分段函数设计具有任意几何形状的三维隐身衣的算法。假设斗篷的表面和所考虑的物体的表面是共形的。对于任意几何形状，对曲面建模所需的坐标系可以是非正交系统。为了验证算法的有效性，对椭球面和轴对称凹面进行了射线追踪。为了求解用于射线追踪的哈密顿方程，对于这里考虑的任意几何形状，解析地找到导数的过程变得非常麻烦。在这里，一个数值方法，它提供了一个更好的近似偏导数比传统的有限差分方法的基础上向前的差异。
2015-11-26 physics.optics
An Equivalent ABCD-Matrix Formalism for Non-Local Wire Media with Arbitrary Terminations
提出了一种基于传输矩阵法的等效线介质（WM）界面的简单分析模型。所获得的ABCD矩阵等效接口捕获的非本地效应，由于倏逝横磁（TM）WM模式和部分由于传播的横电磁（TEM）WM模式。这使得人们能够通过级联等效WM接口和WM板的ABCD矩阵作为仅支持传播TEM WM模式的传输线来表征有界WM结构的整体响应，从而导致具有任意终端的有界WM结构的简单电路模型形式主义，包括开放端，贴片/槽阵列和薄金属/2D材料等。等效WM界面的各个ABCD矩阵显然违反了能量守恒和互易性，因此，等效界面显然表现为非互易损耗或有源系统。然而，有界WM结构的整体响应与保持能量能量守恒和互易性的无损性质一致。这些不寻常的功能解释的事实，即在非本地WM的坡印廷矢量有一个额外的校正项，考虑到“隐藏的权力”，由于非本地的影响。结果得到各种数值例子展示了一个快速和有效的解决方案有界WM结构，包括几何复杂的多层配置的情况下，任意终端，受条件WM接口去耦的倏逝TM WM模式低于等离子体频率。
2019-06-09 physics.class-ph physics.optics
Rigorous vector wave propagation for arbitrary flat media
对（离轴）点扩散函数（PSF）进行精确建模以识别几何和偏振像差对于许多光学系统是重要的。为了在所有Stokes参数下计算系统的PSF，必须执行系统的端到端仿真，其中严格求解Maxwells方程。我们提出了我们正在开发的Python代码的第一个结果，以执行包括所有相关物理的多尺度端到端波传播模拟。目前，我们可以处理平面平行的近场和远场矢量衍射效应的传播波在均匀的各向同性和各向异性材料，折射和反射的平面平行表面，干涉效应在薄膜和非偏振光。我们表明，该代码具有1 E-16的数量级的非吸收各向同性和各向异性材料的数值精度。对于吸收材料，精度为1 E-8的量级。通过模拟正入射的会聚光束从平面铝反射镜反射，证明了该代码的能力。
2018-11-24 astro-ph.IM physics.optics
Dispersion-Mediated Space-Time States
KU Leuven（荷语鲁汶大学）
本文提出了一种适用于任意色散曲线的通用框架，揭示了色散介导的空间-时间态及其在电磁波散射中的新行为。
2025-12-15 physics.optics
Electromagnetic fields in a time-varying medium: Exceptional points and operator symmetries
本文研究时变非色散介质中电磁波的相互作用，通过构建时间跃迁状态矩阵，将电磁场能量跃迁与奇异点理论结合，无需空间对称增益损耗分布即可分析宇称-时间对称性，为相关研究提供新工具与物理见解。
2021-02-12 physics.class-ph physics.optics
Accurate Zernike-Corrected Phase Screens for Arbitrary Power Spectra
提出一种基于 Zernike 与 Fourier 相位屏结合的高精度混合相位屏，适用于任意功率谱，有效提升了随机连续介质中波传播数值模拟的准确性与效率。
2024-09-25 physics.ao-ph physics.optics
