Normal mode coupling and Bloch states in elliptically birefringent 1D photonic crystals
本文分析了椭圆双折射一维层状周期结构中频率与波矢色散的关系。研究发现，层与层之间存在的局域简正模偏振态变化会导致模式耦合，并影响系统的波矢色散和布洛赫态特性。
2007-08-06 physics.optics
Extraction of optical Bloch modes in a photonic-crystal waveguide
我们在光子晶体波导上进行相敏近场扫描光学显微镜。观察到的复杂的场模式进行了分析，通过空间傅里叶变换，揭示了几个指导TE和TM的模式。使用Ha等人提出的重建算法（Opt. Lett. 34（2009）），我们将测量的二维场图案分解为传播布洛赫模式的叠加。这为研究近场测量中的特定模式开辟了新的可能性。我们应用该方法研究了类TE导模的横向行为，当接近带边时，该导模在周围的光子晶体中延伸得更深。
2012-01-04 physics.optics
Wavepacket Self-imaging and Giant Recombinations via Stable Bloch-Zener Oscillations in Photonic Lattices with Local ${\cal PT}$-Symmetry
提出了一类具有横向折射率梯度的{ \it局域} $\cal{PT}$对称光子晶格，其中{ \it稳定} Bloch-Zener振荡的出现受晶格的非厄米性程度$γ$控制.在精确的$\cal{PT}$对称相位中，我们确定了介于$ω$和$γ$之间的一个条件，在该条件下，波包自成像以及级联的分裂和巨重组在不同的传播距离处发生。局域杂质的引入进一步增强了巨波包复合。
2015-07-04 physics.optics
Photonic Bloch-dipole-Zener Oscillations in Binary Parabolic Optical Waveguide Arrays
本文研究了由两个渐逝耦合的异质光波导组成的二元抛物型光波导阵列（BPOWA）中光的传输和齐纳隧穿特性。由于布拉格反射，BPOWA获得了两个由在区边界处的minigap分开的minibands。在相图上，不同的参数会出现光振荡和齐纳隧穿的各种相干叠加。特别地，通过场演化分析，得到了布洛赫-齐纳振荡和一种不同类型的布洛赫-偶极子-齐纳振荡。这些结果在光分束和光波导器件中具有潜在的应用价值，并对光晶格中的相干现象有一定的解释作用。
2011-02-28 physics.optics
Spatial distribution of the emission intensity in a photonic crystal: Self-interference of Bloch eigenwaves
对光子晶体中二能级原子（偶极）发射强度角分布的分析表明，在某些观测方向上，原子的发射率有增强的现象。这种增强是由于晶体的各向异性使许多具有不同波矢的布洛赫本征波在同一方向上聚束的结果。如果考虑发射强度的空间分布，则应考虑这些本征波的干涉。本文在经典宏观格林函数的渐近分析框架下，讨论了二能级原子的远场辐射模式。数值算例给出了一个二维正方形网格的聚合物中的空气孔。实验观察结果的相关性进行了讨论。
2008-09-01 physics.optics
Single shot measurement of the photonic band structure in a Floquet-Bloch lattice realised with coupled fiber rings
Floquet-Bloch格点是一个波包在时间和空间上都受到周期性调制的系统，表现出丰富的动力学性质。虽然这种类型的晶格很难在固态物理中实现，但光学系统提供了很好的平台来探测它们的物理特性：除了其他效应外，它们还揭示了真正的现象，如反常的Floquet拓扑绝缘体和光进入局部界面模式的漏斗。尽管能带色散在光子动力学和晶格的拓扑性质中至关重要，但Floquet-Bloch能带的直接实验测量仍然难以捉摸。本文报道用Single Shot方法直接测量光子晶格的Floquet-Bloch带。我们使用一个系统的两个耦合的光纤环，实现了时间复用Floquet-Bloch格。通过对晶格的脉冲响应进行傅里叶变换，我们得到了晶格本征模的精确表征，即能带结构。e.在整个布里渊区上的Floquet-Bloch特征向量的幅度和相位。我们的研究结果为Floquet系统中线性和非线性区域的拓扑效应的观察开辟了前景。
2021-05-06 physics.optics
Computation and visualization of photonic quasicrystal spectra via Blochs theorem
先前用于确定光子准晶体（PQC）光谱的方法依赖于使用大的超原胞来计算本征频率和/或局域态密度（LDOS）。在这篇文章中，我们提出了一种方法，通过这种方法，可以得到的能量谱和本征态的PQC通过求解麦克斯韦方程组在高维的任何PQC定义的标准切割和项目建设，适用于推广的布洛赫定理。此外，我们演示了如何可以计算能带结构的缺陷状态在高维超空间，没有额外的计算成本。作为一个概念的证明，这些一般的想法证明了一维准晶的简单情况下，这也可以通过简单的传输矩阵技术解决。
2008-03-07 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
A flexible Bloch mode method for computing complex band structures and impedances of two-dimensional photonic crystals
我们提出了一种灵活的方法，可以计算布洛赫模式，复杂的能带结构，和阻抗的二维光子晶体的散射数据产生的广泛可用的数值工具。该方法概括了以前的工作，依赖于专门的多极和有限元技术支撑的传递矩阵法。我们描述了模式提取的数值方法，并应用它计算了一个复杂的能带结构和设计了两个光子晶体减反射膜。我们这样做的频率，在其他方法失败，但仍然是重大的实际利益。
2012-01-16 physics.optics
Soliton switching and Bloch-wave filtering in periodic photonic lattices
提出了一种基于周期光子结构中布洛赫波滤波的孤子开关新概念。以二元波导阵列为例，我们证明了属于不同光谱带隙的空间孤子可以选择性地从工程缺陷反射或透射通过工程缺陷，该工程缺陷充当布洛赫波的低通或高通滤波器。
2004-12-23 nlin.PS physics.optics
Observation of Bloch oscillations in complex PT-symmetric photonic lattices
光在周期性环境中的传播通常与许多有趣的和潜在有用的过程相关联。如果晶体光学势也是线性斜坡，光可以经历周期性的布洛赫振荡，这是局域化的Wannier-Stark态及其等距本征值谱的直接结果。尽管这些效应已经在保守环境中得到了广泛的研究，但在包含放大和衰减的非厄米光子晶格中，情况绝非如此。最近，布洛赫振荡已被预测在宇称时间对称结构涉及增益和损失的平衡方式。虽然在复杂的体介质中，人们直观地预期光通常将遵循最高放大的路径，但是在周期性系统中，这种行为可以通过下面的能带结构而基本上改变。在这里，我们报告的第一个实验观察布洛赫振荡宇称时间对称网格晶格。我们发现，这些复苏表现出不寻常的性质，如二次发射和PT对称性的共振恢复。此外，我们提出了一种通用的方法，用于重建的实部和虚部的能带结构直接监测光的演变过程中的这些振荡的周期。
2016-08-31 physics.optics
Phase transition to spatial Bloch-like oscillation in squeezed photonic lattices
我们提出了一个精确可解的波导晶格，其中包含非均匀耦合系数。这种结构为量子光学中的压缩数和压缩相干强度分布提供了一个经典的模拟，其中传输长度起着压缩振幅的作用。对于初始光束轮廓的任意分布，以封闭形式获得强度图案。我们还研究了通过在每个波导的传播常数（$ α$）上增加线性梯度来实现空间布洛赫振荡的相变。我们的分析结果表明，布洛赫振荡出现以上的传播常数的线性梯度（$ α> α_{c} $）的临界值。相变（在波导的传播特性中）是离散衍射和布拉格衍射之间竞争的结果。此外，光强度在临界点处沿着每个波导代数地衰减，而其在临界点（$ α< α_{c} $）以下指数地下降。
2013-09-21 physics.optics
Photonic band structure and eigenmodes of magnetophotonic crystals
利用平面波展开法研究了二维和三维磁光子晶体的光子能带结构及其本征模的偏振特性。研究了磁化对光子能带结构和本征模的影响。研究了两种取向：面内磁化和垂直磁化。磁化引起的对称性破缺效应被证明是负责形成奇异的磁布洛赫模式，包括两个或更多的耦合对称和反对称布洛赫模式的相应的非磁性光子晶体。这些结果意味着非磁性光子晶体的非耦合态可以在磁性结构中被激发或耦合。我们发现磁布洛赫模的偏振态是非常复杂的。在垂直于平面磁化的特殊情况下，它们代表具有大纵向分量的面内椭圆（甚至圆）偏振波。
2009-07-06 physics.optics
High-Q impurity photon states bounded by a photonic-band-pseudogap in an optically-thick photonic-crystal slab
我们表明，以二维光子晶体平板系统为例，即使在没有严格的光子带隙的情况下，也可以实现超过10 ^5的高品质因数（Q）。我们发现，平面内布洛赫模式的密度可以通过从有限尺寸的光子晶体边界，作为一个低Q谐振器创建额外的光子反馈控制。这种机制使显着减少之间的结合态和扩展布洛赫模式的耦合强度超过40倍。
2012-09-25 physics.optics
Bloch-type photonic skyrmions in optical chiral multilayers
Shenzhen University（深圳大学）
本研究通过量子自旋霍尔效应预测在手性材料中存在光子布洛赫型天空之王，拓展了光子天空之王的家族，并揭示了光子与磁性天空之王在手性特征上的相似性。
2020-12-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable photonic Bloch oscillations in electrically modulated photonic crystals
从理论上研究了含非线性复合材料的一维光子晶体中光子布洛赫振荡的发生和可调谐性。由于复合材料的三阶非线性（克尔型非线性）增强，光子在倾斜的光子带内发生振荡，这是通过在这种光子晶体上施加沿垂直于层表面方向变化的梯度外泵浦电场实现的。PBO的可调谐性（包括幅度和周期）可以通过改变场梯度来容易地实现。通过适当的渐变泵浦AC或DC电场，太赫兹PBO可以出现并且覆盖电磁波谱中的太赫兹频带。
2008-10-17 cond-mat.other cond-mat.soft physics.optics
Propagating bound states in the continuum in dielectric gratings
我们考虑在介质光栅中连续介质中传播束缚态。光栅由一个平板组成，在平板的顶部或两侧周期性地排列有脊。基于傅立叶模态方法，我们恢复泄漏区以上的光线，以确定光栅的几何形状支持布洛赫束缚态在垂直于脊的方向上传播。最重要的是，它表明，如果一个双面光栅具有镜像或滑移对称的布洛赫束缚态是稳定的参数的变化，只要上述对称性被保存。
2018-02-10 physics.optics
Bloch oscillations and resonant radiation of light propagating in arrays of nonlinear fibers with high-order dispersion
研究了高阶色散非线性光纤阵列中时空光波包的布洛赫振荡。光波沿着波导阵列坐标经历离散空间衍射以及包括高阶项的连续时间色散。当考虑波导光限制强度的梯度时，波包具有鲁棒的长寿命布洛赫振荡，在克尔非线性的存在下具有时间和空间扩展。研究了空间布洛赫振荡对孤立波色散辐射发射的影响。结果表明，布洛赫振荡的结果在新的频率的产生。导出了色散波共振发射的条件，并与直接数值模拟的结果进行了比较。
2017-09-05 nlin.PS physics.optics
Optical Pulling and Pushing Forces via Bloch Surface Waves
纳米和微米物体的通用操作是光学机械学及其在生物学、医学和芯片实验室平台上的各种应用的基础。对于灵活的剪裁光学力，以及非凡的光学机械效果，额外的自由度应该被引入到系统中。在这里，我们表明，光子晶体提供了一个灵活的平台，纳米粒子的光学操纵由于布洛赫表面波（BSW）和复杂的字符的反射系数铺平了道路，复杂的光机相互作用控制。我们证明了由于在光子晶体界面处的布洛赫表面波的定向激发，作用于放置在一维光子晶体上方的单个珠子上的横向光学力的增强的拉和推的出现。我们的理论结果，这是支持与数值模拟，证明角度或波长之间的BSW诱导的光的拉力和推力辅助切换。由于光子晶体易于制备，可以在任意光谱范围内对纳米粒子进行精确的光学分选，特别是对核壳结构的纳米粒子，传统的光学机械分选方法很难对其进行分选。我们的方法为新的光学操纵方案和平台以及增强光阱设置中的光-物质相互作用提供了机会。
2021-04-07 physics.optics
Anomalous quantum Hall effect of light in Bloch-wave modulated photonic crystals
有效的磁场已经能够对包括光子在内的中性粒子进行前所未有的操纵。在大多数研究的情况下，有效规范场是通过空间离散元件之间的模式耦合的相位来定义的，例如在光子的情况下的光学谐振器和波导。在这里，在布洛赫波调制的光子晶体的范例中，我们首次展示了通过Floquet能带工程在传统电介质连续体中为光子创建有效的磁场。通过控制布洛赫波的相位和波矢，我们证明了由于离域波干涉而具有明显拓扑能带特征的光的反常量子霍尔效应。基于无腔结构，利用光子晶体中的导共振可以增强布洛赫波调制，该研究为实现大尺度有效磁场的光束控制和时间反转对称性破缺的拓扑光物质相位打开了大门.
2019-02-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Engineering topological edge states in two dimensional magnetic photonic crystal
基于微扰方法，我们提出了一种简单有效的方法来设计二维磁性光子晶体的拓扑边缘态。微结构中的拓扑边缘态可以通过改变微结构的参数来构造和改变，根据布洛赫态在相关布洛赫波矢处的场能量分布。通过三个具体算例的精确数值计算，验证了所提方法的有效性。我们的方法使拓扑边状态的“可设计的”。
2017-12-27 physics.optics
Fractional Bloch oscillations in photonic lattices
布洛赫振荡是量子粒子在周期势场中的振荡运动，是相干量子输运中最吸引人的效应之一。布洛赫振荡最初是在晶体中的电子的背景下研究的，它体现了物质的波动性质，并在各种不同的物理系统中发现。在这里，我们报告的分数布洛赫振荡的第一个实验观察，使用光子晶格作为一个模型系统的两粒子扩展玻色哈伯德哈密顿。在我们的光子模拟器中，在一维晶格上跳跃的两个相关粒子的动力学被映射到具有工程缺陷的二维晶格中的单个粒子的运动，并通过具有弯曲轴的方形波导晶格中的光传输来模仿。
2013-03-08 cond-mat.str-el physics.optics quant-ph
Nanophotonic cavity optomechanics with propagating phonons in microwave Ku band
研究了微波Ku波段多光子纳米腔与传播机械波的边带分辨耦合。相干和强的光子-声子相互作用表现为光机械诱导的透明和吸收，以及多腔中的相位相干相互作用。在回声室内，它示出了声子脉冲可以与嵌入的纳米腔多次相互作用。我们的器件提供了一个可扩展的平台，用于微波光子学和量子光子学的光学机械耦合声子和光子。
2015-07-03 physics.optics
Stopping and Time Reversal of Light in Dynamic Photonic Structures via Bloch Oscillations
理论分析表明，在不保持系统平移不变性的情况下，通过动态调谐谐振腔谐振，可以在耦合谐振腔光波导中实现光脉冲的存储和时间反转。该控制利用了光脉冲在折射率斜坡存在下的布洛赫振荡运动，因此它与Yanik和Fan在最近的工作中提出的绝热带压缩和反转机制相当不同[M.F. Yanik和S. Fan，Phys. Rev. Lett. 92，083901（2004）; Phys.Rev.Lett. 93，173903（2004）]。
2006-12-18 physics.gen-ph physics.optics
Higher-order exceptional point and Landau-Zener Bloch oscillations in driven non-Hermitian photonic Lieb lattices
本文提出在具有复耦合的PT对称光子Lieb晶格中，通过折射率梯度调控实现三阶异常点，并揭示平带激发下Landau-Zener Bloch振荡的不对称能量跃迁、赝厄米传播及经过异常点时的二次发射现象。
2021-08-28 physics.optics
Nearfield Vortex Dynamics of Supercell Bloch Modes
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Shandong Normal University（山东师范大学）
通过配对旋转三角结构，实现超细胞光子晶体中布洛赫模式的高Q因子转换，展示不同阶段的近场涡流分布和非线性特性，提升二次谐波产生效率。
2024-12-01 physics.optics
Conditional robustness of propagating bound states in the continuum on biperiodic structures
对于夹在两个均匀介质之间的周期性结构，连续介质中的束缚态（BIC）是具有辐射连续介质中的频率的引导布洛赫模式。光学BIC已经发现了许多应用，主要是因为它们产生具有超高品质因数的谐振。如果周期性结构具有相关的对称性，则BIC可以具有与相同频率的传入和传出传播波以及兼容的波矢量的对称性失配，并且被认为是受对称性保护的。具有非零布洛赫波矢的双折射晶体已经在许多高度对称的周期结构中被发现。它们不受通常意义上的对称性的保护（即，不存在对称性失配），但是它们中的一些似乎依赖于对称性来实现它们的存在和鲁棒性。在本文中，我们表明，低频传播BIC（只有一个辐射通道）的双周期结构与反转对称的周期平面和反射对称的垂直方向是鲁棒的保序结构扰动。换句话说，当双周期结构稍微扰动时，传播的BIC以稍微不同的频率和稍微不同的布洛赫波矢量继续其存在，从而保持反转和反射对称性。我们的研究增强了对周期结构上BIC的理论理解，并为它们的应用提供了有用的指导。
2020-12-10 physics.optics
Cylindrical vector resonant modes achieved in planar photonic crystal cavities with enlarged air-holes
我们揭示了三角晶格平面光子晶体在第一光子带的顶部带边支持具有径向和方位对称电场分布的布洛赫模。通过简单地扩大平面光子晶体的中心空气孔，可以得到两个由相应的布洛赫模分叉的圆柱矢量谐振模，它们具有约3,000的高品质因数和小的模体积。两个谐振模的远场辐射呈现出高质量的圆柱形矢量光束轮廓。通过改变中心缺陷周围的六个最近相邻的空气孔，可以优化谐振模式。谐振模近场和远场的柱对称特性为研究平面光子晶体腔中光与物质的相互作用和器件的发展提供了新的视角。
2017-09-11 physics.optics
Two-dimensional defect modes in optically induced photonic lattices
本文从理论上研究了二维光子晶格中局域缺陷和非局域缺陷引起的局域线性缺陷模。首先，当缺陷是局部的和弱的，从布洛赫带边缘分叉的缺陷模式的本征值解析推导。结果表明，在一个有吸引力（排斥）的缺陷，缺陷模式分叉出布洛赫带边缘正常（异常）的衍射系数。此外，缺陷模式的本征值和布洛赫带边缘之间的距离是指数小的函数的缺陷强度，这是非常不同的一维的情况下，这样的距离是平方小的缺陷强度。研究还发现，一些缺陷模分支不是从布洛赫带边缘分叉，而是从布洛赫带内的准边缘点分叉，这是非常不寻常的。其次，当缺陷是本地化的，但强，缺陷模式的数值确定。结果表明，排斥和吸引的缺陷可以支持各种类型的缺陷模式，如基本，偶极，四极和涡旋模式。这些模式存在于光子晶格的各种带隙中。随着缺陷强度的增加，当缺陷是排斥性的时，缺陷模式从较低的带隙移动到较高的带隙，但是当缺陷是吸引性的时，缺陷模式保持在每个带隙内，类似于一维的情况。当缺陷保持固定而施加的直流场（控制晶格势）增加时，观察到相同的现象。最后，如果缺陷是非本地化的（即，它持续在大的距离在晶格中），它表明，缺陷模式可以嵌入内部的连续谱，它们可以分叉出的边缘的连续谱代数，而不是指数。
2007-06-15 physics.optics
Zener tunneling in two-dimensional photonic lattices
我们讨论了二维周期性光子结构中的带间光隧穿，这是最近在光诱导光子晶格实验中研究的结果[H。Trompeter等人，物理修订信函\textbf{96}，053903（2006）]。我们确定的齐纳隧道制度在交叉的两个布洛赫带，这发生在一个通用的情况下的布拉格反射时，布洛赫指数交叉的边缘的不可约布里渊区。类似地，当布洛赫指数通过布里渊区边缘上的高对称点时，高阶齐纳隧穿涉及四个布洛赫带。我们推导出简单的分析模型，描述隧道效应，并计算相应的隧穿概率。
2006-08-09 cond-mat.other physics.optics
Vectorial characterization of Bloch surface wave via one-dimensional photonic-atomic structure
本研究制备基于一维光子晶体的布洛赫波原子池，利用磁场调控BSW与热原子蒸气的耦合，通过类EIT特性变化重新定义倏逝波的法拉第、沃伊特几何并测量偏振电场分量比，为微型化原子研究提供新方向。
2023-04-28 physics.atom-ph physics.optics
A Simple Coupled-Bloch-Mode Approach To Study Active Photonic Crystal Waveguides and Lasers
利用耦合布洛赫模方法，导出了复折射率扰动下光子晶体（PhC）线缺陷波导传输特性的简单表达式。我们通过分析耦合系数的频率依赖性和相对强度，提供了对耦合机制的物理见解。我们已经示出了波导色散关系上的扰动的影响，以及增益引起的分布反馈如何限制增益本身的最大可达到的慢光增强。然后，我们已经应用我们的方法来分析各种PhC激光腔的阈值行为，并证明了在这些激光器中的相干分布反馈效应的显着影响。重要的是，我们的方法还表明，一个简单的结构组成的有源区与无源输出波导的零背反射可以实现激光振荡与合理的阈值增益。
2019-06-10 physics.app-ph physics.optics
Maxwell-Bloch modeling of an x-ray pulse amplification in a 1D photonic crystal
我们提出了一个实施的Maxwell-Bloch（MB）形式主义的X射线发射动力学的研究周期性多层材料，无论是人工或天然的。该处理是基于一个直接的时域有限差分法（FDTD）的麦克斯韦方程组结合布洛赫方程的解决方案，将随机自发发射噪声。除了材料的周期性之外，处理区分两种类型的层，那些是活性的（或共振的）和那些是非共振的。数值模型被应用到多层材料中的$Kα$发射的问题，其中的粒子数反转可以通过快速的内壳层光电离由X射线自由电子激光（XFEL）。通过数值模拟说明了布拉格衍射条件下所产生的放大荧光的特异性。相应的脉冲可用于X射线与物质的非线性相互作用的具体研究。
2021-02-17 physics.optics quant-ph
Non-Bloch $\mathcal{PT}$ symmetry breaking in non-Hermitian Photonic Quantum Walks
周期性介质中拓扑能带理论的一个特点是体性质不受边界条件的影响。值得注意的是，在某些非厄米晶格中，体性质在很大程度上受到边界的影响，导致诸如非厄米趋肤效应和违反体边界对应等主要效应。在这里，我们揭示了非幺正离散时间量子行走的光子在系统中涉及增益和损失显示，而一般非布洛赫宇称时间（$\mathcal{PT}$）对称性破缺相变，并提出了一种散装探测方法来检测这种边界驱动的相变。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Absorbing boundary condition for Bloch-Floquet eigenmodes
提出了一种适用于光子晶体和超材料电磁频域模拟的吸收边界条件。该边界条件可以同时吸收周期晶体的多个布洛赫-弗洛奎本征模，包括传播模和消逝模。所讨论的光子晶体或超材料可以包括有损耗的、有源的、各向异性的甚至双各向异性的内含物。吸收边界条件依赖于Bloch-Floquet本征模的正交性条件，这里给出了一个广义的版本。我们测试了这种吸收边界条件的数值和目前的结果。
2013-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mapping individual electromagnetic field components inside a photonic crystal
提出了一种绘制光子晶体内部绝对电磁场强度的方法。我们应用该方法来映射二维光子晶体平板在微波频率下的电场分量Ez。将平板放置在两个反射镜之间以选择布洛赫驻波，并在所得谐振器内扫描亚波长球形散射体。共振布洛赫频率根据散射体位置处的电场而偏移。为了映射电场分量Ez，我们测量板的反射和透射谱中的频移与散射体位置的关系。在没有任何可调参数的情况下，测量和计算之间存在非常好的一致性。
2012-07-09 physics.optics
Efficient input and output fiber coupling to a photonic crystal waveguide
研究了石英光纤锥与硅光子晶体波导之间的倏逝波耦合效率。光子晶体波导端部上的高反射率镜用于在反向传播光纤模式中反射最初耦合到光子晶体波导中的光功率。测量了后向传播光纤模式中的输出耦合功率为输入功率的88%，对应于耦合器效率的下限为94%。
2003-11-03 physics.optics
Bloch-Landau-Zener dynamics induced by a synthetic field in a photonic quantum walk
量子行走是在相干系统中模拟动力学的过程。他们的实验实现被证明是揭示Floquet拓扑绝缘体中新现象的关键。在这里，我们在合成规范场的存在下实现了光子量子行走，该规范场模拟了电场对带电粒子的作用。通过调节两个准能带之间的能隙，我们研究了有趣的系统动力学，其特征在于布洛赫振荡和朗道-齐纳跃迁之间的相互作用。当准能量值为0和$π$的两个能隙都非常小时，Floquet动力学遵循弹道扩散。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Topological Landau-Zener Bloch Oscillations in Photonic Floquet Lieb Lattices
Lieb晶格具有在基础物理学和实际应用中引起普遍兴趣的有趣性质。本文研究了光子Floquet Lieb晶格中的Landau-Zener Bloch拓扑振荡，在该晶格中构造了二聚螺旋波导，通过Floquet机制实现了自旋-轨道相互作用的合成，从而研究了从平凡能隙到非平凡能隙的拓扑转变对振荡的影响.在Lieb晶格的局域对称性的支持下，平坦带的紧定域态通过拓扑不变量和Chern数与其它带关联，并参与Bloch振荡过程中的Landau-Zener跃迁.重要的是，拓扑转变后的非平凡几何相位将被考虑用于波函数的相长干涉和相消干涉。连续介质的数值计算结果与理论紧束缚模型的计算结果吻合较好。我们的研究结果提供了一个持续的努力，以实现设计的量子材料与定制的性能。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Routing of valley photons in a WS2 monolayer via delocalized Bloch modes of in-plane inversion-symmetry broken photonic crystal slabs
二维过渡金属二硫属化物（TMDC）的谷为信息处理提供了新的自由度。为了利用该谷自由度，一方面，通过利用不同的外部刺激（如光和电场）来控制谷是可行的。另一方面，纳米结构也被用于通过近场耦合来分离谷。然而，对于上述两种方法，要么需要低温环境，要么低程度的相干性限制了它们的进一步应用。在这里，我们证明了没有面内反转对称性（C2对称性）的全介质光子晶体（PhC）板可以在室温下在WS2单层中分离和路由谷光子。与圆偏振的光子布洛赫模式的这种光子晶体板耦合，由WS2单层发射的谷光子在远场中被定向地路由和有效地分离。此外，远场发射具有方向性增强和长距离空间相干特性。
2020-07-07 physics.app-ph physics.optics
Mapping the directional emission of quasi-two-dimensional photonic crystals of semiconductor nanowires using Fourier microscopy
控制纳米光子发射的色散和方向性是纳米光子学研究的主要目标之一。这种控制将允许开发高效的纳米源，即使是在单光子水平上。实现这一目标的方法之一是将发射耦合到周期性结构的布洛赫模式。在这里，我们提出了第一次测量的定向发射从纳米线光子晶体通过使用傅立叶显微镜。有了这项技术，我们有效地收集和解决纳米线的数值孔径内的显微镜物镜的定向发射。来自在每个纳米线中生长的异质结构的光发射由光子晶体的光子（布洛赫）模式控制。我们还证明，可以很容易地控制的方向性的发射渗透的光子晶体与高折射率的液体。这项工作为控制纳米线中的源的发射开辟了新的可能性。
2013-11-04 physics.optics
Impact of slow-light enhancement on optical propagation in active semiconductor photonic crystal waveguides
推导并验证了一组耦合布洛赫波方程，用于分析有源半导体光子晶体波导的反射和透射特性。在这样的器件中，慢光传播可以用于增强每单位长度的材料增益，例如，实现与光子集成兼容的短光放大器。耦合波分析相比，数值方法的基础上傅立叶模态法和频域有限元技术。材料增益的存在导致后向散射场的建立，这被解释为分布反馈效应或在无源-有源界面处的反射，这取决于所采取的方法。对于非常大的材料增益值，波导的能带结构被扰动，并从简单的耦合布洛赫波模型的偏差被发现。
2015-08-21 physics.optics
Band structure and Bloch states in birefringent 1D magnetophotonic crystals: An analytical approach
本文给出了椭圆双折射磁光子晶体的能带结构和布洛赫模的解析表达式。该模型结合了磁光薄膜器件中普遍存在的旋向性和线性双折射效应。得到了层状结构光子晶体中色散关系和布洛赫模的完整解析表达式，并分析了它们的性质。它表明，最近在文献中讨论的其他模型包含作为特殊的限制情况下，本文提出的配方。
2007-02-26 physics.optics
Bound states in the continuum in symmetric and asymmetric photonic crystal slabs
建立了一个描述光子晶体平板中束缚态的半解析模型。我们将光子晶体平板支撑的漏模模型化为一个横向法布里-珀罗共振，它是由几个在平板内垂直来回反射的传播布洛赫波组成的。这种多模法布里-珀罗模型准确地预测了BIC的存在及其在参数空间中的位置。我们发现，无论平板厚度如何，在截止频率以下都不存在BIC，这与光子晶体中二阶布洛赫波的存在有关。利用该模型的半解析性，我们研究了对称和非对称光子晶体平板中BIC随平板厚度变化的动力学行为。我们证明了当水平镜像对称性被破坏时，存在于色散图的Γ点处的对称结构中的受保护的BIC仍然可以存在，但仅限于特定的板厚度值。
2019-07-22 physics.optics
Non-Bloch Theory for Spatiotemporal Photonic Crystals Assisted by Continuum Effective Medium
针对时空关联限制非布洛赫能带理论应用的问题，提出有效介质辅助的方法，建立了时空调制材料光子晶体的低频Floquet能带非布洛赫理论，并解析了其拓扑性质。
2024-01-23 cond-mat.other physics.optics
Topology of photonic time-crystals
我们在光子时间晶体中引入了拓扑相位。光子时间晶体是折射率随时间周期性和突然变化的材料。当折射率突变时，在材料中传播的光经历时间折射和时间反射，类似于光子晶体中的折射和反射。时间折射波和时间反射波之间的干涉产生Floquet-Bloch态和色散带，它们在动量上是有间隙的。我们证明了光子时间晶体可以处于拓扑非平凡相位，并计算了光子时间晶体动量带的拓扑不变量。拓扑不变量与时间晶体的前向和后向传播波之间的相位有关，并且与时间上的局部边缘状态有关。
2018-03-23 physics.optics
Bloch-Floquet waves in optical ring resonators
光学环形腔的频率简并谐振之间的模式耦合是导致不利模式分裂的常见现象。传统上，这种耦合归因于传播的电磁波从对谐振器的电介质材料的小扰动到其相关联的简并反向传播模式的瑞利散射。我们已经选择了重新考虑的问题，腔内瑞利散射，考虑作为一个无限长的，一维的光子晶体（PhC），具有晶格常数等于环的周长的光学环形谐振腔。通过应用Bloch-Floquet理论，我们证明了环的简并共振之间的模式耦合可以有效地描述为谐振腔色散关系中光子频带的形成。我们还证明，布拉格平面的PhC晶格相匹配的条件相一致的建设性的干涉环。最后，我们表明，一个特定的谐振频率分裂的幅度是成比例的环的周期介电函数的傅立叶展开其相关系数。
2018-03-30 physics.optics
Revealing non-Hermitian band structures of photonic Floquet media
周期性驱动的系统，其特征在于其固有的非平衡动力学，在经典和量子制度中无处不在。在光子学领域，这些Floquet系统已经开始提供关于时间周期性如何将空间周期性光子晶体和超材料的概念扩展到时域的见解。然而，尽管在光子Floquet介质中的状态之间的非互易耦合的存在引起的必要性，统一的非厄米能带结构描述仍然难以捉摸。在这里，我们通过实验揭示了独特的布洛赫-Floquet和非布洛赫能带结构的光子Floquet介质模拟在微波政权与一维阵列的时间周期性驱动的谐振器。具体而言，这些非厄米能带结构示出为复动量空间中定义的光子Floquet介质的复本征频率表面的两个可测量的不同子集。在Bloch-Floquet能带结构中，驱动诱导的相反符号频率态之间的非互易耦合导致沿实动量轴的动量隙的打开，在其边缘处发生异常的相变。更有趣的是，我们表明，非布洛赫能带结构定义在复杂的布里渊区补充的光子Floquet介质的复杂的本征频率表面的形态上的信息。我们的工作铺平了道路的光子Floquet介质在复杂的能量动量空间的全面理解，并可以提供一般的指导方针的非平衡光子相位的物质的研究。
2022-01-04 physics.app-ph physics.optics
Bloch Siegert Physics in a Reconfigurable Photonic Binary Lattice
Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
该研究通过可编程光子集成电路实现了二进制晶格中布洛赫-西格尔位移的实验验证，展示了强驱动量子光学现象和Floquet工程传输的可扩展测试平台。
2026-05-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Bloch-mode extraction from near-field data in periodic waveguides
我们证明，周期性结构中传播布洛赫模和消逝布洛赫模的空间分布可以从指定光波长处的单次电场测量中提取。我们开发了一个系统的提取过程，通过扩展以前开发的时间数据系列的高分辨率光谱方法的概念，考虑到布洛赫模式的对称性，同时在所有空间位置。我们将我们的方法应用到光子晶体波导接口，并确认其鲁棒性存在的噪声。
2009-09-03 physics.optics
Determination of the Zak phase of one-dimensional photonic systems via far-field diffraction
本研究提出通过远场衍射光谱测定一维光子系统Zak相位的方法，推导了区中心与边界的衍射规律，经模拟与实验验证，并展示了拓扑保护界面态，为非厄米系统能带拓扑表征提供了简便途径。
2023-05-07 physics.optics
Transversely Stable Soliton Trains in Photonic Lattices
本文报道了光学中横向稳定孤子串的存在。这些稳定的孤子串是在二维正方形光子晶格中发现的，当它们从第一布洛赫带内的鞍形衍射的X对称点分叉，并且它们的振幅超过一定的阈值时。我们还表明，孤子序列与低振幅或分叉的边缘的第一布洛赫带（伽玛和M点）仍然遭受横向不稳定性。这些结果在连续格点模型中得到，并进一步证实了离散模型。
2011-09-21 nlin.PS physics.optics
Electromagnetic waves in photonic crystals: laws of dispersion, causality and analytical properties
光子晶体是周期性结构，其防止光在特定频率间隔中沿着一个或多个方向传播。通常使用Floquet-Bloch分解来分析它们的带谱。该谱位于实轴上，并且当在材料组分的介电常数中考虑吸收和色散时，该谱进入复平面。本文综述了光子晶体中色散定律和群速度的基本定义和性质，并通过数值例子加以说明。
2018-07-04 physics.optics
Large field enhancement obtained by combining Fabry-Perot resonance and Rayleigh anomaly in photonic crystal slabs
利用Fabry-Perot共振和Rayleigh反常的性质，我们证明了光子晶体平板可以将入射平面波的光散射成具有很大反射或透射系数的衍射光。增强场是传播衍射级（具有掠射角的衍射）或弱倏逝级，因此其对于需要增强传播场（或具有低衰减的增强场）的应用可以是特别有用的。提出了一种有效的有效介质技术用于设计谐振型光子晶体平板。数值模拟表明，具有低折射率对比度的光子晶体平板，例如在硅藻细胞壁中发现的平板，可以将入射光的强度增强四个数量级。
2017-03-22 physics.optics
