Rectification of light refraction in curved waveguide arrays
理论上提出了一种用于光子晶格中离散光的“光学棘轮”,它可以在任何输入光束条件下观察光折射的整流,并提出了一种可能的实验实现方案。
2010-01-06 physics.optics
Curved GaAs cantilever waveguides for the vertical coupling to photonic integrated circuits
本文报道了基于弯曲砷化镓悬臂波导的光斑尺寸转换器,利用应力失配实现可控面外弯曲并锁定90°垂直取向,在200纳米带宽内实现宽带芯片到光纤耦合,兼容量子光子集成电路。
2023-11-10 physics.app-ph physics.optics
Simulation and experimental observation of tunable photonic nanojet and photonic hook upon asymmetric illumination of a mesoscale cylinder with mask
在这封信中,我们报告的数值研究,制作和实验观察的可调光子纳米射流和光子钩。在这里,弯曲的光子纳米射流(光子钩)产生的单个介观尺度的微柱,我们制造的聚二甲基硅氧烷(PDMS),在其边界照明和可调区域在入射波长为λ = 405 nm。用铝掩模在硅基片上沉积了直径d = 5 μm的PDMS微柱。用扫描光学显微镜进行测量。我们的实验结果是在很好的协议与有限差分时域方法进行的数值预测。在掩模高度h = 0、0.25 d和0.5 d时,当倾斜角θ = 0°、5.7°和20.1°时,观察到的光子钩半峰全宽分别为0.48λ、0.56λ和0.76λ,显示了场局域化的特异性。这些光子钩子在复杂的操作中具有巨大的潜力,例如超分辨率成像,表面制造和小于波长的弯曲轨迹中的光机械操作。
2020-04-10 physics.optics
Change of polarization degree of light beams on propagation in curved space
本文研究部分空间相干光束在史瓦西弯曲时空中的偏振度变化,通过将弯曲空间等效为具有有效折射率的光学材料,发现偏振度差异可达5%,并提出利用偏振度测量估算大质量物体史瓦西半径的新方法。
2024-05-03 physics.optics
Spatially resolving amplitude and phase of light with a reconfigurable photonic integrated circuit
光子集成电路(PIC)在许多应用中发挥着关键作用。特别强大的是基于可重构马赫-曾德尔干涉仪网格的电路,因为它们能够对光进行主动处理。存在各种可能性来使光进入这样的电路。其中之一就是通过精心设计的自由空间界面对电磁场分布进行采样。在这里,可重构PIC用于光学采样和处理自由空间光束,以便实现幅度和相位的空间分辨检测器。为了进行这种测量,我们开发和实验实现了一种通用的方法,用于校准和操作这种集成的基于光子学的检测器。我们的技术工作在一个宽的参数范围内,甚至当运行芯片的设计波长。振幅、相位和偏振敏感测量在现代科学和技术中具有巨大的重要性,为此类探测器提供了广泛的应用。
2022-04-20 physics.optics
Single mode lasing and spectral narrowing in photonic crystal line-defect cavities via spatially selected Bloch modes
College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University(浙江大学信息与电子工程学院);State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University(硅与先进半导体材料国家重点实验室,浙大杭州全球科创中心,浙江大学);Research Institute of Intelligent Computing, Zhejiang Lab(智能计算研究院,浙江实验室);College of Integrated Circuits, Zhejiang University(浙江大学集成电路学院)
本文提出通过光学干涉空间泵浦特定布洛赫模式,实现光子晶体线缺陷腔激光器单模激射,边模抑制比超30dB,并改善线宽与噪声特性。
2025-10-26 physics.optics
Experimental Quantum Simulation of Dynamic Localization on Curved Photonic Lattices
该研究利用正弦弯曲的一维与六边形二维光子晶格实验模拟动态局域化,通过单光子方差测量结合量子行走哈密顿量方法揭示各向异性输运,并展示其可作为集成光子量子存储器。
2022-05-26 physics.optics quant-ph
Ray dynamics of whispering-gallery modes in curved space
支持回音壁模式(Whispering-gallery Modes,WGM)的微腔对于片上光学信息处理具有重要意义,通常采用光线动力学分析,而光线动力学通常涉及平坦空间中的直线光线轨迹。我们开发了一种新的射线动力学的数学模型,允许调查光子运动的WGM-定义在曲面上的微腔,其中包括弯曲或扭曲的光轨迹的测地线的空间。我们表明,由此产生的射线动力学显着不同的平面微腔,并在各种方式取决于弯曲的表面是否可以展开到平面。我们的方法建议在弯曲空间的WGM对称性的重新定义,并提供了一个通用的工具,用于分析三维(3D)光子电路包含弯曲结构的边界。
2020-11-25 physics.optics
Fractional topological phase on spatially encoded photonic qudits
我们讨论了分数拓扑相位的出现在光子自由度上编码的纠缠量子点的循环演化上。我们展示了如何通过自发参量下转换产生的光子之间的空间相关性可以用来证明纠缠量子点获得的多个拓扑相位和希尔伯特空间维度所扮演的角色。一个现实的实验建议提出了预期结果的数值预测。
2013-01-23 physics.optics quant-ph
Light Bullets in Nonlinear Periodically Curved Waveguide Arrays
我们预言在周期弯曲光波导阵列中可以存在稳定的时空移动孤子。我们发现二维光子弹在一维阵列与谐波波导弯曲和三维子弹在正方形晶格与螺旋波导弯曲使用变分形式主义。直接数值模拟结果表明,光弹可以在曲面阵列上自由运动,从而证实了光弹解的稳定性。这种流动性的性质是一个区别的特点相比,以前考虑的离散轻子弹被困在一个特定的晶格网站。这些结果为光子晶格中光脉冲的灵活时空操纵提供了新的可能性。
2010-01-13 physics.optics
Broadband diffraction management and self-collimation of white light in photonic lattices
我们提出了一种新型的光子结构,其中衍射强度可以在很宽的频率范围内进行管理。我们介绍了优化的弯曲波导阵列,光束的经验与波长无关的正常,异常,或零衍射。我们的研究结果提出了新的机会,有效的自准直,聚焦和整形的光束产生的白光和超连续光源。我们还展示了如何操纵光图案通过Talbot效应,这是不可能的,在自由空间和传统的光子晶格。
2006-07-25 physics.optics
Far-off-resonant wave interaction in one-dimensional photonic crystals with quadratic nonlinearity
本文将新近发展的空间周期介质结构中非线性波相互作用过程的哈密顿形式推广到远离共振区,数值研究了具有$χ^{(2)}$非线性的一维光学介质中的三波共振条件.特别是,我们证明了级联的非共振波相互作用过程中产生的有效的$χ^{(3)}$在这些系统中的非线性响应。我们通过适当的正规形变换,得到相应的耦合系数,正式导致Zakharov方程的空间周期性光学介质。
2008-02-05 physics.optics
Photonic hook -- a new type of subwavelength self-bending structured light beams: a tutorial review
在过去的2年中,它表明,电磁光束配置可以通过非对称形状(Janus)的电介质粒子传播后弯曲,这增加了一个新的程度的简单性产生的弯曲光束。这种效应被称为“光子钩”(PH),与Airy族光束不同。PH的特点是有史以来报道的电磁波的最小曲率半径,比电磁波的波长小约2倍。光子钩子的本质是波在梯形或复合粒子内部的相速度的色散,导致随后的干涉。
2019-10-20 physics.optics
Non-Hermitian curved space via inverted wave equation
Hubei University(湖北大学);Central China Normal University(华中师范大学);Wuhan Institute of Quantum Technology(武汉量子技术研究院)
本文提出了一种非厄米特介质设计方法,通过反转波方程实现对无反射波的精确操控,突破了传统变换光学的限制,适用于非互易光子平台。
2026-10-28 physics.app-ph physics.optics
Spatially resolved spectroscopy of alkali metal vapour diffusing inside hollow-core photonic crystal fibres
提出了一种新型的集成空芯光子晶体光纤的紧凑型全玻璃蒸气池。没有金属,如在传统的真空室和更紧凑的几何形状允许快速和均匀的加热。因此,我们可以在更快的时间尺度上填充纤维,从几分钟到几小时不等。此外,全玻璃设计确保了沿光纤的光学接入。这允许通过测量来自原子的频率依赖性荧光来实时监测空心核内铷原子的扩散。原子密度的数值反演使用5能级系统的布洛赫方程。
2022-05-12 physics.atom-ph physics.optics
Localized Photonic jets from flat 3D dielectric cuboids in the reflection mode
光子射流(太赫兹频率下的terajet)通常表示在介电颗粒的前侧处的近场中的特定空间局部区域,其直径与用平面波从其背面照射的波长相当(即,射流从电介质颗粒的阴影表面出现)。在本文中,光子的形成是使用最近提出的三维介质长方体工作在反射模式下,当特定的空间局域化区域被定位在入射波前的方向。基于有限积分技术的模拟结果进行了讨论。所有尺寸都以波长单位给出,因此所有结果都可以缩放到任何感兴趣的频率,包括光学频率,与球面反射镜相比,简化了制造过程。这里提出的结果可能是新的应用,包括显微镜技术和传感器的兴趣。
2015-02-28 physics.optics
Two-component solitons under a spatially modulated linear coupling: Inverted photonic crystals and fused couplers
研究了耦合强度空间不均匀的线性耦合光子系统中的双分量孤子及其分岔。一个系统模拟了一个倒置的虚拟光子晶体,通过周期性地用原子掺杂主介质来构建,实现电磁感应透明(EIT)。在该系统中,两束形成孤子的不同载波频率的探测光束通过EIT诱导的有效线性互转换相互耦合。该系统由耦合的非线性薛定谔(NLS)方程描述,线性-耦合常数在空间中根据活性原子的密度分布进行周期性调制.随着探测光总功率的增加,SBB的类型由亚临界向超临界转变,而在线性-耦合常数不变的系统中则不会出现这种情况。在线性耦合集中于一点的熔接双芯波导模型中,以精确的解析形式得到了两分量孤子的SBB的定性相似结果。
2012-05-09 nlin.PS physics.optics
Generation of S-shaped photonic hooks from microcylinders with engineered surface patches
光子钩(PHs)是具有高度集中的弯曲光场的非倏逝光束。自发现以来,PH总是有一个单一的拐点,因此具有钩状结构。本文首次报道了一种具有双拐点和S形结构的新型聚合物(S-PH)。我们从理论上研究了各种物理参数对S-PH生成的影响。此外,我们发现,装饰粒子与多个补丁可以显着增加的曲率和长度的S-PH。S-PHs在超分辨成像、亚波长微加工、粒子和细胞操纵等方面具有潜在的应用前景。
2022-05-26 physics.optics
Control of Light Diffusion in a Disordered Photonic Waveguide
我们通过调制波导的几何形状来控制光在无序光子波导中的扩散。在一个单一的波导管的变化的横截面,扩散系数在两个维度上的空间变化,由于本地化效应。波导内的光强分布与自洽局域化理论的预测一致。我们的工作表明,可以在不改变结构无序的情况下有效地操纵波扩散。
2014-05-29 physics.optics
Spontaneous coherence in spatially extended photonic systems: Non-Equilibrium Bose-Einstein condensation
本文跨学科综述了光子系统中玻色-爱因斯坦凝聚现象,涵盖激光器、光子凝聚体、激子、极化激元等系统,重点突出非平衡驱动-耗散性质导致的普适相干现象,并展望了未来应用前景。
2021-06-21 cond-mat.quant-gas physics.optics
Photonic crystal optics in cold atomic gases
我们描述了光在具有周期性密度调制的气体中的传播,证明了具有负折射角的光子晶体状折射。我们解决的作用,定义不明确的边界和阻尼,并推导出一个光学模拟的量子绝热定理。对于Cs原子的光晶格,我们表明,依靠半绝热传播可以激发和空间分裂的积极和消极的折射模式在实验可用的气体密度。
2014-06-18 physics.optics
Combined spatially and temporally multiplexed photonic reservoir computer with a diffractively coupled VCSEL-array
University of Strathclyde(斯特拉斯克莱德大学);Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos, IFISC (UIB-CSIC)(跨学科物理与复杂系统研究所,IFISC(巴利阿里群岛大学-西班牙国家研究委员会))
本文提出一种结合空间和时间多路复用的光子共振计算机,通过外部腔体的衍射耦合激光实现空间和时间多路复用,提升分类性能和网络可扩展性。
2026-05-01 physics.comp-ph physics.optics
Nonstationary photonic jet from dielectric microsphere
光子射流通常表示光波在介电微米级粒子上的近场前向散射中的特定空间局域区域。详细计算了飞秒激光脉冲照射下空气中二氧化硅微球的瞬态响应。对光子射流的空间结构进行了理论研究,分析了射流尺寸和射流峰值强度的时间动力学特性。突出了形态依赖的共振在射流形成中的作用。非稳态光子喷注的演化过程一般由非共振和共振两个阶段组成。在每一个相位中,光子射流的空间形态和强度都可以发生变化。
2014-11-17 physics.optics
Efficient light coupling from integrated single-mode waveguides to supercollimating photonic crystals on silicon-on-insulator platforms
我们提出了一个实用和有效的解决方案,从集成单模波导的光耦合到超准直平面光子晶体在传统的绝缘体上的硅平台。该装置由一个脊形波导,设计用于维持空间扩展的单模和匹配的超准直光子晶体,这已被截断在其边界,以提高两个光子组件之间的阻抗匹配。三维模拟显示,在接近1.55微米的波长下,传输效率高达96%,反射率低于0.2%。这种方法构成了光子芯片上的超准直结构的集成的重要一步。
2008-01-14 physics.optics
Photonic Crystal Spectrometer
我们提出了一种新的光谱仪,采用光子晶体图案从一个透明的基板波导光耦合输出。该光谱仪由一系列光子晶体图案组成,这些图案是在玻璃基板上的聚合物中纳米制造的,与相机相结合。照相机捕获从图案化衬底耦合出的光的图像;图案阵列产生不同波长带的强度的空间分辨图。使用光子晶体图案响应函数将图像的强度图转换成光谱。我们提出了一个概念的证明,通过表征白色LED与我们的光子晶体光谱仪。
2010-03-18 physics.optics
Experimental Realization of a Reflections-Free Compact Delay Line Based on a Photonic Topological Insulator
当介质的电磁特性在单个波长的尺度上变化时,通过非均匀介质传播的电磁(EM)波不可避免地散射。这种基本现象限制了光学结构的设计和相互连接。最近的理论工作表明,统称为光子拓扑绝缘体(PTIs)的电磁结构可以用来克服这一基本限制,从而为超紧凑的光子结构铺平了道路,不再需要波长尺度的平滑。在这里,我们提出了第一个实验演示的光子延迟线的基础上拓扑保护的表面电磁波(TPSWs)之间的两个PTIs,这是电磁对应的量子自旋霍尔拓扑绝缘体在凝聚态物质。与不受益于拓扑保护的传统的引导EM波不同,TPSW被示出为当绕尖锐弯曲的路径绕行时经历多波长无反射时间延迟,从而为紧凑且高效的波缓冲器和其他设备提供了独特的范例。
2016-02-21 physics.optics
Garnet-free optical circulators monolithically integrated on spatially modified III-V quantum wells
光环行器是光子网络中不可或缺的组件,其目的是在其N端口之间以单向方式路由信息1,2。一般来说,这些设备依赖于磁光石榴石3与可观的费尔德常数,利用与其他元件,如永磁体,波片,双折射晶体和/或分束器。因此,这些布置通常体积庞大,因此不利于片上光子集成4 -6。感兴趣的是设计策略,通过该策略,可以在发光半导体平台上单片制造小型化的光学环行器,仅依靠材料本身固有的物理特性。通过利用非厄米性和非线性之间的相互作用,在这里,我们展示了一类新的空间修改的III-V量子阱系统的芯片级循环器。这些无石榴石单向结构在1550 nm处具有宽带(超过2.5 THz),有效无损耗,保色,并且在原理验证演示中,当在毫瓦(mW)功率水平下在脉冲模式条件下使用时,提供了23 dB的隔离。
2016-06-22 physics.optics
Diffraction anomalies in hybrid structures based on chalcogenide-coated opal photonic crystals
衍射异常(所谓的共振伍德异常)的光谱研究的结果在空间周期性的混合结构的基础上halcogenide(GST 225)涂层蛋白石膜的各种厚度。利用波导表面层有效折射率的概念,从唯象的角度对Wood反常的光谱-角度依赖性进行了理论分析。
2013-06-13 physics.optics
Spatially-Controlled Planar Guided Crystallization of Low-Loss Phase Change Materials for Programmable Photonics
CNRS, Ecole Centrale de Lyon, INSA Lyon, Universite Claude Bernard Lyon 1, CPE Lyon(法国国家科学研究中心、里昂中央理工学院、里昂国立应用科学学院、里昂第一大学、里昂高等化工学院);Université Côte d'Azur, CNRS, CRHEA(蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、高能物理与应用化学研究中心);Universite Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière(里昂第一大学、法国国家科学研究中心、光物质研究所);Colorado School of Mines(科罗拉多矿业大学)
针对硫系相变材料结晶随机性导致的光学不均匀问题,提出空间受控平面引导结晶方法,实现低损耗Sb2S3定向生长,并在移相器和可编程超表面中验证其性能。
2025-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Passive silicon nitride integrated photonics for spatial intensity and phase sensing of visible light
University of Graz(格拉茨大学);Christian Doppler Laboratory for Structured Matter Based Sensing(基于结构物质的传感克里斯蒂安·多普勒实验室);University of Glasgow(格拉斯哥大学)
本文提出一种基于氮化硅的无源光子集成电路,通过片上干涉仪将空间相位编码为强度,实现可见光强度与相位分布的单次、宽带测量。
2024-12-19 physics.optics
All-optical octave-broad ultrafast switching of Si woodpile photonic band gap crystals
我们提出了超快全光开关测量的硅木堆光子带隙晶体。晶体在空间上被均匀地激发,并通过测量作为时间函数的频率(包括电信范围)上的倍频程的反射率来探测。在300 fs之后,由于光激发的自由载流子,完整的阻带已经偏移到更高的频率。切换状态以18 ps的时间常数快速弛豫。本文对有限长光子晶体的光谱开关进行了定量的理论分析。折射率的诱导变化很好地描述了一个德鲁德模型与载流子弛豫时间为10 fs。简要讨论了光子晶体腔高重复频率开关的可能应用。
2007-12-13 physics.optics
Waveguide-Coupled Photonic Crystal Cavity for Quantum Dot Spin Readout
提出了一种波导耦合光子晶体H1腔结构,其中正交偶极模耦合到空间分离的光子晶体波导。通过调整波导的位置和取向,实现了每个腔模以相等的效率耦合到其相应的波导。实验验证了优化后的器件在腔模分裂大于腔模线宽和小于腔模线宽时的性能。在这两种情况下,耦合的Q值高达1600和对比度高达10的实现。这种设计可以允许位于腔中心的自组装量子点的自旋状态读出,或者用作在单光子水平下操作的超快光学开关。
2013-10-29 physics.optics
Photonic Contributions to the Apparent Seebeck Coefficient of Plasmonic Metals
本文通过实验和模拟证实,等离激元纳米盘天线通过改变局部光子环境修饰金纳米线的塞贝克系数,产生增强光电压,支持光热电机制,为光子工程优化热电性能提供策略。
2025-06-14 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
Modeling of realistic cladding structures for air-core photonic band-gap fibers
光子带隙光纤的包层结构通常具有非圆形形状的空气孔,并且通常观察到具有弯曲拐角的接近六边形的空气孔。我们研究了这种结构中的光子带隙的大小和曲率的双参数表示的援助。对于基本的带隙,我们发现,带隙边缘(与空气线的交叉点)移向较短的波长时,空气填充分数f的增加。带隙也变宽,相对带宽随f^2呈指数增长。与最近的实验[Nature 424,657(2003)]相比,我们发现非常好的一致性。
2003-10-30 cond-mat physics.optics
Localized photonic bandedge modes and orbital angular momenta of light in a golden-angle spiral
本文对介质中空气柱的黄金角螺旋阵列的光子带隙和带边模进行了数值研究。尽管缺乏长程平移和旋转阶数,但TE偏振光存在大的PBG。由于空气孔间距的空间不均匀性,带边模式通过来自螺旋结构中的寄生物的布拉格散射而空间局部化。它们具有离散的角动量,这些角动量来自不同的parastichies家族,其数目对应于斐波那契数。独特的结构特征的黄金角螺旋导致独特的功能的带边模式,是不存在的光子晶体和准晶。
2011-09-16 physics.optics
Pseudospin-Polarized Topological Line Defects in Dielectric Photonic Crystals
电磁拓扑绝缘体由于其所支持的强边缘态而得到了广泛的研究。在这项工作中,我们提出了一个拓扑电磁系统的基础上的线缺陷的拓扑非平凡的光子晶体(PC)。采用有限差分超原胞法对预应力混凝土结构进行了模态分析。拓扑线缺陷态是赝自旋极化的,其能流方向由相应的赝自旋螺旋度决定。这些状态可以通过使用两个空间对称的线源阵列携带轨道角动量来激发。证明了光子晶体的单向传播特性,并证明了当光子晶体结构中引入无序时,单向传播是稳定的。
2019-08-26 physics.optics
Continuous supersymmetric transformation for photonic design
我们建议使用一个连续的超对称(SUSY)变换的介电常数分布,以设计一个光子模式分选。超对称变换的等谱性确保了波导的模式在空间分离的同时保持其传播常数。传播常数的这种全局匹配,连同沿着传播方向的折射率景观的绝热修改,导致分选器中的可忽略的模式串扰和低散射损耗。我们表明,一个适当优化的超对称模式分选优于一个标准的非对称Y-分配器,减少串扰至少两个数量级。此外,超对称性分选机能够分选横电或横磁偏振模式,并在宽波长范围内工作。这里提出的设计铺平了道路,在集成光子器件的有效信号操纵。
2019-01-25 physics.optics
Excitation of higher-order modes in optofluidic photonic crystal fiber
在充水型和带隙型空芯光子晶体光纤(HC-PCF)中可控地激发高达LP $_{33}$的高阶模。空间光调制器用于产生与光纤模式的振幅和相位分布紧密匹配的振幅和相位分布,从而导致10-20%的典型发射效率进入充满液体的芯。在可见光波长范围内激发的模式与在充满空气的kagomé HC-PCF中观察到的模式非常相似,并且与数值模拟相匹配。通过以特定角度将平面波发射到光纤输入面上并将所得强度图案与特定模式的强度图案进行比较来获得模式指数。这些结果为HC-PCF微反应器中的空间分辨传感和基于光纤的光学操纵提供了框架。
2018-07-23 physics.optics
Dynamic defects in photonic Floquet topological insulators
已知拓扑绝缘体中的边缘模式对缺陷是鲁棒的。我们调查,如果这也成立时,缺陷是不是静态的,但随时间变化。我们研究的缺陷与时间相关的耦合的鲁棒性的传输沿边缘的螺旋弯曲波导的Floquet系统的影响。波导阵列是通过在负性光致抗蚀剂中直接激光写入来制造的。我们发现,单一的动态缺陷不破坏手征边缘电流,即使时间调制很强。体波导和边缘波导中的强度的定量数值模拟证实了我们的观察。
2017-04-03 physics.optics quant-ph
Topologically protected midgap states in complex photonic lattices
设计光子晶体的主要目标之一是设计带隙和缺陷态。利用带结构拓扑的概念,我在这里描述的形成指数本地化,拓扑保护的带隙状态在光子系统中的空间分布的增益和损耗。当增益和损耗被适当地安排时,这些状态维持它们的拓扑保护,然后获得选择性可调谐的放大率。这在沿光子晶格的光束动力学和准一维光子晶体的激光中找到了应用。
2013-01-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Countershading coloration in blue shark skin emerges from hierarchically organized and spatially tuned photonic architectures inside skin denticles
City University of Hong Kong(香港城市大学);Max Planck Institute of Colloids and Interfaces(马克斯·普朗克胶体与界面研究所);University of Salzburg(萨尔茨堡大学);B CUBE – Center for Molecular Bioengineering(B CUBE分子生物工程中心);Elasmobranch Research Belgium (ERB)(比利时鳐鲼研究(ERB));Medical University Innsbruck(因斯布鲁克医科大学);AZTI, Basque Research and Technology Alliance (BRTA)(AZTI巴斯克研究与技术联盟(BRTA));Hong Kong Polytechnic University(香港理工大学)
蓝鲨皮肤的逆光色ation源于皮肤牙套内层次组织和空间调制的光子架构,通过光谱学、微CT、组织学和电子显微镜揭示了其光子结构的多层次组织和纳米晶体排列。
2026-03-14 physics.optics q-bio.QM
Tailoring "photonic hook" from Janus dielectric microbar
最近报道了一种新的弯曲亚波长光束--光子钩(phonichook,PH),它是光波在介观介质物体(Janus粒子)上衍射产生的。为了高效和技术上更简单的生成PH,我们提出了一种新型的不对称Janus微粒,正交微棒,由具有不同折射率的材料组成。在有限元数值模拟的基础上,通过分析PH粒子附近的场强分布和能流,探讨了PH粒子形成的物理机制。首次研究了介质基片的影响。我们发现,通过改变两面柱两部分之间的折射率对比,可以有效地控制PH的形状和曲率。介绍并讨论了表征光子钩子曲率的复形PH质量判据。
2020-04-23 physics.app-ph physics.optics
Generation of photonic hooks from patchy microcylinders
光子钩子是一种新型的弯曲光束,在纳米粒子操控、超分辨成像等领域有着广阔的应用前景。本文提出了一种利用片状微柱产生光子钩子的新方法。采用时域有限差分法数值模拟,研究了该结构的场分布特性。通过旋转片状微柱,可以有效地产生具有不同曲率的PH,并且可以从1 $μ$ m直径的片状微柱获得弯曲角为28.4 $^\circ$和半高全宽为0.36 $λ$的PH。
2021-11-09 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
Curved beam generation and its experimental realization by rectangular prism with asymmetric polynomial back surface
随着自加速光束的发现,在自由空间中获得弯曲光束的可能性已经实现。这些特殊的光束为许多新的应用铺平了道路,也为新型光束的探索铺平了道路。近年来,人们在实现不同类型的弯曲光束,如光子弯钩和艾里光束等方面做了大量的研究工作。这些弯曲类型的光束是通过引入结构不对称性或对结构的输入和输出面施加不均匀的介电分布来获得的。在这方面,我们提出了专门设计的非对称结构与多项式背表面产生弯曲的光束。提出的无损介质结构可以产生弯曲的光束,频率从15.78 GHz到20.09 GHz,相应的曲率角最小41.34度和最大57.58度。弯曲光束形成的物理背景是基于出射光波的干涉,出射光波在上多项式表面和下多项式表面上相互作用,这提供了导致传播光的弯曲轨迹的相位调制。此外,进一步研究了所观察到的波束转向效应,并在微波区进行了实验验证,以验证我们的设计的工作原理。
2022-12-05 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
Large-Area Spatially Ordered Mesa Top Single Quantum Dots: Suitable Single Photon Emitters for On-Chip Integrated Quantum Information Processing Platforms
本文通过SESRE技术实现大面积空间有序台面顶部单量子点阵列,作为按需单光子发射器,满足片上集成量子信息处理平台要求。
2023-12-31 physics.optics quant-ph
Fiber transport of spatially entangled photons
光子空间自由度中的纠缠是量子信息的一个有趣的资源。对于这种纠缠光子的实际分布,期望使用光纤,在这种情况下,光纤必须支持多个横模。在这里,我们报告使用空芯光子晶体光纤传输空间纠缠量子比特。
2011-06-17 physics.optics quant-ph
Geodesic photon coupling and non-Hermitian exceptional point of microcavities on topologically curved space
支持回音壁模式的非对称微腔在片上光学信息处理中具有重要意义。我们在拓扑曲面上定义了非对称微腔,其中测地线光轨迹完全重建了腔模特征。空间曲率可以使平板腔中有耗混沌模和岛模的品质因数提高约200倍。当空间曲率使它们共振时,非常不同来源的模式之间发生强耦合和弱耦合,导致腔光子能量和寿命的精细定制。最后,我们证明了通过改变总损耗,可以清楚地观察到一个例外点,在该点处,腔光子能量和寿命都变得简并。我们的工作是在光学混沌动力学、非厄米物理学和测地线光学器件的交叉点上进行的,将为测地线微腔光子学开辟新的领域。
2022-01-25 nlin.CD physics.optics
Quantum Information Processing with Spatially Structured Light
Institute of Photonics and Quantum Sciences, Heriot-Watt University(光子与量子科学研究所,赫瑞瓦特大学)
本综述探讨了利用空间结构光进行量子信息处理的最新进展,重点介绍了基于多平面光转换和多模光纤等平台采用复杂模式混合变换的量子光学回路,及其在多维量子态操控与多方测量中的应用,为可扩展光子量子信息处理开辟了新途径。
2025-10-13 physics.optics quant-ph
Exceptional points and photonic catastrophe
例外点(EPs)与本征函数对的全球崩溃出现在两个本地耦合和空间扩展的光学结构与平衡的增益和损耗。EP的全局坍缩深刻地改变了光的传播,这对初始条件或系统参数的微小变化变得非常敏感,类似于经典或量子灾难模型中发生的情况。通过考虑耦合波导晶格中的离散光束衍射和布洛赫振荡突变,阐明了整体坍缩对光行为的影响。
2018-05-23 physics.optics quant-ph
Wavevector multiplexed quantum memory via spatially-resolved single-photon detection
量子化的量子信息处理需要定制的量子存储器来同时处理多个光子。空间自由度是一个有前途的候选人,以促进这种光子复用。利用单光子分辨相机,我们展示了基于冷原子系综的波矢复用量子存储器。通过同时测量665个分离模的二阶关联函数$g_{\mathrm{S,AS}}^{(2)}=72\pm5$的平均值,证实了拉曼散射光子之间的非经典相关性。所提出的协议利用多模存储器以及相机将促进多光子状态的生成,这是量子增强传感技术中的必要条件,并且作为光子量子线路的输入。
2017-12-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Local thermal resonance control of GaInP photonic crystal membrane cavities using ambient gas cooling
我们使用连续波紫激光器对GaInP光子晶体腔进行了空间相关的调谐。通过激光加热光子晶体膜获得局部调谐。腔共振位移测量不同的泵的位置和两种环境气体:氦和氮。我们发现,膜中诱导的温度分布的宽度在很大程度上取决于环境气体的热导率。对于He气体,预测了2.8 μ m的窄空间宽度的温度分布,并在实验中得到了验证。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Momentum-resolved Electron Energy Loss Spectroscopy for Mapping the Photonic Density of States
在纳米尺度下,强的光-物质相互作用常常伴随着超受限光子模和大动量极化激元的产生。由于这些模式与自由空间光的动量失配,这种现象的直接探测是困难的,然而,快速电子探针可以揭示这些激发的基本量子和空间色散行为。在这里,我们使用动量分辨电子能量损失谱(q-EELS)在透射电子显微镜探索等离子体薄膜的光学响应,包括动量转移到波矢量(q)显着超过光线波矢量。我们的实验q-EELS地图,理论模拟的快速电子通过薄膜和动量分辨光子态密度(q-PDOS)色散之间的密切协议。虽然q-EELS和q-PDOS之间的直接联系存在一个无限的介质,在这里,我们展示了q-EELS测量和q-PDOS之间的根本差异,必须考虑到现实的有限结构,没有平移不变性沿电子运动的方向。我们的工作铺平了道路,使用q-EELS作为卓越的工具映射的q-PDOS的奇异现象与大动量(高q),如双曲极化激元和空间色散等离子体。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Layered Photonic Topological Insulators
最近实现的光子拓扑绝缘体带来了全新的光状态的发现和革命性的应用,如光子二极管的非互易器件和光路由的鲁棒波导。空间区别层赝自旋在二维电子材料中引起了人们的关注。本文报道了基于全介质双层光子晶体平板的层状光子拓扑绝缘体。层赝自旋的引入提供了更多的色散工程能力,导致了层极化和层混合的光子拓扑绝缘体。通过考虑非零层间耦合,用模型哈密顿量证明了它们的相变。在层极化光子拓扑绝缘体中发现了层向锁定行为。即使引入大的缺陷,在两个层混合的光子拓扑绝缘体之间的双层畴壁中也保持高透射率。层状光子拓扑绝缘体不仅提供了一条观测更丰富的非平凡相的途径,而且利用附加层赝自旋为器件在集成光子学和信息处理中的应用开辟了一条道路。
2018-12-21 cond-mat.mes-hall physics.optics