Focused electromagnetic doughnut pulses and their interaction with interfaces and nanostructures
我们研究了Hellwarth和Nouchi在1996年首次描述的环形拓扑的聚焦甜甜圈脉冲、宽带、单周期电磁扰动的传播特性和光-物质相互作用。我们展示了如何集中甜甜圈反射和折射在平面金属和真空介电界面导致复杂的场结构的扭曲。我们还确定了条件下，这些环形脉冲激发占主导地位的动态环形偶极子在球形电介质粒子。
2015-12-14 physics.optics
Supertoroidal light pulses: Propagating electromagnetic skyrmions in free space
电磁场的拓扑结构可以提供非平凡的光-物质相互作用以及信息和能量传递的额外自由度。这种电磁激励的一个典型例子是时空不可分离的单周期脉冲，这是由Hellwarth和Nouchi在1996年预测的环形拓扑的麦克斯韦方程的精确解，最近通过实验观察到。在这里，我们介绍了一个新的家庭的电磁激励的环形拓扑结构的日益复杂的Hellwarth-Nouchi脉冲只是最简单的成员。新的家庭的电磁激励可以由一个单一的实数参数化，并表现出各种订单的skyrmionic结构。它们的特征是电磁场和坡印廷矢量场的多重奇异性，并伴随着能量回流的分形分布。具有凸形拓扑结构的广义环形电磁激发家族在瞬态光-物质相互作用、超快光学、光谱学和环形电动力学等领域具有重要意义。
2021-03-19 physics.optics
Translation and Rotation of Transformation Media under Electromagnetic Pulse
众所周知，光学介质为光创建人工几何形状，并且弯曲几何形状充当有效的光学介质。这种对应关系源于麦克斯韦方程的形式不变性，最近催生了一个蓬勃发展的领域称为变换光学。本文研究了三种变换介质在电磁脉冲作用下的响应，发现脉冲辐射会在变换介质上产生不平衡的净力，虽然变换介质的最终动量仍然可以为零，但这会引起变换介质的平移和旋转。因此，在电磁波通过之后，变换介质不必保持相同。
2016-10-15 physics.optics
Electromagnetic fields of an ultra-short tightly-focused radially-polarized laser pulse
在最低阶近似下，给出了径向偏振类超短紧聚焦激光脉冲电场和磁场的完全解析表达式。这些场是从标量势和矢量势中导出的，与我们以前对类似的线性极化脉冲的工作类似。还描述了一个系统的程序，从该程序中可以获得任何所需的精度，分析或数值。
2017-07-05 physics.optics
Tailoring single-cycle electromagnetic pulses in the 2-9 THz frequency range using DAST/SiO2 multilayer structures pumped at Ti:sapphire wavelength
我们提出了一个数值参数的研究单周期电磁脉冲产生的DAST/SiO2多层结构通过共线光学整流的800 nm的飞秒激光脉冲。它示出的DAST和SiO2层的厚度的修改允许调谐的平均频率的产生的太赫兹脉冲的频率范围从3到6太赫兹。与体DAST晶体和准相位匹配周期极化DAST晶体相比，所提出的结构中的激光到太赫兹能量转换效率显示出显着的增强。
2014-08-22 physics.optics
Reflection of a Broadband Electromagnetic Pulse by Planar Plasma Layer at Normal Incidence
电磁脉冲在等离子体中的传播问题与无线电工程和雷达系统的各种问题有关。这种信号传播的描述是基于单色波的精确可解问题。我们考虑了两种情况：光滑层和薄板。建立了不同反射类型的条件。
2015-10-28 physics.optics physics.plasm-ph
Propagation of three-dimensional bipolar ultrashort electromagnetic pulses in an inhomogeneous array of carbon nanotubes
研究了三维双极超短电磁脉冲在非均匀半导体碳纳米管阵列中的传播。异质性由具有增加的传导电子浓度的平面区域表示。电磁场的演化和样品中的电子浓度由麦克斯韦方程组和连续性方程控制。特别是，考虑到沿纳米管的轴的电磁场的不均匀性。我们证明，根据接近的区域具有较高的电子浓度的电磁脉冲的参数值，脉冲被反射的区域或通过它。具体地说，我们的模拟表明，与高浓度的区域相互作用后，脉冲可以稳定地传播，没有显着的扩展。这种超短电磁脉冲在碳纳米管阵列中传播的距离显著超过脉冲的特征尺寸的可能性使得可以将它们视为3D孤子。
2018-04-05 nlin.PS physics.optics
Measures of space-time non-separability of electromagnetic pulses
电磁脉冲通常被视为麦克斯韦方程的空间-时间（或空间-频率）可分离解，其中空间和时间（频谱）依赖性可以分开处理。与传统观点相反，结构光和拓扑光学的最新进展突出了具有复杂拓扑和时空不可分结构的脉冲的非平凡波-物质相互作用，以及它们的能量和信息传递潜力。这种脉冲的一个典型例子是“飞行甜甜圈”（FD），一种时空不可分离的环形少数周期脉冲，与物质中的环形和非辐射（anapole）激发有关。在这里，我们提出了一种受量子力学启发的方法来表征结构脉冲中的时空不可分离性。类比纠缠量子系统的不可分性，我们引入了空谱纠缠态的概念来描述经典电磁脉冲的时空不可分性，并发展了一种利用态层析重建相应的密度矩阵的方法.我们应用我们的方法FD脉冲，并获得相应的保真度，并发，纠缠的形成。我们证明了这些从量子力学中挖掘出来的性质定量地表征了一般时空结构脉冲在传播过程中的演化。
2020-06-22 physics.optics
Conversion of intense laser pulses into electromagnetic fields with use of extended targets
本文研究激光驱动电流放电脉冲在扩展靶中传播产生电磁场的效应，通过数值模拟分析其与靶的相互作用及转化，探究放电参数对电磁场的影响，为强电磁场产生提供理论依据。
2024-11-30 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Cloaking a metal object from an electromagnetic pulse: A comparison between various cloaking techniques
电磁隐身衣是一种可用于减少各种物体总散射截面的装置。理想的斗篷可以消除物体的所有散射，从而使物体对撞击其上的电磁场“不可见”。然而，理想的隐身似乎只可能在一个单一的频率。为了研究电磁脉冲的隐身，我们考虑脉冲在波导内的传播，波导内有一个隐身的金属物体。有几种方法可以实现隐身，本文研究了三种方法，即坐标变换隐身、传输线隐身和金属板隐身。在最后两个斗篷的情况下，脉冲传播的实验数据进行了研究，而坐标变换斗篷进行了研究与数值模拟。结果表明，至少在所研究的隐身物体直径小于波长的情况下，基于传输线网格和金属板的隐身比坐标变换隐身具有更宽的带宽。
2009-12-18 physics.optics
High Dynamic Range Electric Field Sensor for Electromagnetic Pulse Detection
设计了一种用于电磁波探测的高动态范围电场传感器。这种无电极、全光学、宽带电场传感器是使用电光聚合物光子器件的标准工艺制造的。实验结果表明，在1GHz的频率下，该系统可以有效地检测16.7 ~ 750 KV/m的电场，无杂散测量范围为70 dB。
2014-03-01 physics.optics
Modelling arbitrarily shaped and tightly focused laser pulses in electromagnetic codes
研究激光与物质相互作用的电磁编码需要实现电磁场源。这样做的一种方法是在数字框边界处规定字段，以便在数字框内实现所需的字段。在这里，我们表明，经常使用的傍轴近似可能会导致意想不到的场分布与强烈的影响激光物质相互作用的结果。我们提出了一种有效的数值算法来计算所需的激光边界条件与麦克斯韦方程组的任意形状，紧聚焦的激光脉冲。
2015-11-26 physics.optics physics.plasm-ph
Coupled-mode theory for electromagnetic pulse propagation in dispersive media undergoing a spatio-temporal perturbation - exact derivation, numerical validation and peculiar wave mixing
本文将电磁波的正则耦合模理论推广到复杂介质中脉冲和时空扰动的情形。与以前的尝试，得出这样的模型，我们的方法不涉及近似，并没有施加任何限制的时空配置文件。此外，充分考虑了模式色散对模式演化和与其他模式耦合的影响。因此，我们的方法可以通过根据需要在扩展中保留尽可能多的项来产生任何所需的精度。它还通过引入解的正确形式避免了先前推导的各种假象。然后，我们提供了什么是，据我们所知，有史以来第一次验证的耦合模方程与精确的数值模拟，并证明了广泛的可能性，使脉冲的时空扰动，包括脉冲缩短或扩大或更复杂的成形。我们的公式是有效的整个电磁波谱，也可以直接应用到其他波系统。
2016-01-18 physics.optics
Asymptotic dynamics of three-dimensional bipolar ultrashort electromagnetic pulses in an array of semiconductor carbon nanotubes
我们研究了三维双极超短电磁脉冲在半导体碳纳米管阵列中的传播，其传播时间远长于脉冲持续时间，但仍短于系统中的弛豫时间。电磁场与介质的电子子系统的相互作用是通过麦克斯韦方程描述的，考虑到沿纳米管轴的场的不均匀性超出了缓慢变化的振幅和相位的近似。本文提出了一种分析电磁脉冲动力学的模型，其形式为场矢势的有效方程。我们的数值分析表明，一个令人满意的描述的脉冲场的演变在大的时间通过一个三维的推广的正弦戈登和双正弦戈登方程的可能性。
2019-09-04 nlin.PS physics.optics
Group delay of electromagnetic pulses through multilayer dielectric mirrors beyond special relativity
本文研究了光脉冲通过多层介质镜（MDM）与引力波（GW）耦合后的群延迟。我们发现对于透射波包，延迟随MDM长度线性增加，而哈特曼效应消失。我们的研究提供了深入了解量子隧穿和GW的性质。
2012-11-27 gr-qc physics.optics
The effect of the width of the incident pulse to the dielectric transition layer in the scattering of an electromagnetic pulse -- a quantum lattice algorithm simulation
将折射率为$n_1$的材料连接到另一折射率为$n_2$的材料的电介质边界层的厚度的影响被考虑用于电磁脉冲的传播。对于非常薄的边界层，脉冲的散射特性与平面波的菲涅耳跳跃条件相似--除了入射振幅的透射率增加了$\sqrt{n_2/n_1}$。当边界层变厚时，发现偏离菲涅耳条件，最终接近WKB传播。然而，发现一个小的，但不寻常的下降，在一部分的传输脉冲，持续的时间。所用的量子晶格算法（QLA）在一个小参数下将麦克斯韦方程组恢复到二阶--但是当该参数为1时，QLA仍然恢复麦克斯韦方程组。扩展参数是脉冲在介质$n_1$中的速度。
2022-01-23 physics.optics physics.plasm-ph
Scalar axion field of toroidal electromagnetic pulses
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究环状电磁脉冲在自由空间中的叠加如何产生非零E·B区域，通过轴子电磁动力学生成时空局域的伪标量场。
2026-04-07 hep-ph physics.class-ph physics.optics
Propagation of a short laser pulse in a plasma
研究了电磁脉冲在等离子体中的传播，脉冲持续时间与等离子体周期相当。当入射脉冲的载波频率远高于等离子体频率时，脉冲以其群速度无畸变地传播。当载波频率与等离子体频率相当时，脉冲被扭曲并留下电磁尾流。
1997-10-18 physics.optics
Field-only integral equation method for time domain scattering of electromagnetic pulses
本研究提出一种用于电磁脉冲时域散射的纯场积分方程方法，结合频域非奇异边界积分求解与傅里叶变换，实现宽波长范围稳定计算，可准确获取边界场信息并验证微光子学相关的局域场增强效应。
2018-12-17 physics.class-ph physics.comp-ph physics.optics
Long-term stabilization of carrier envelope phases of mid-infrared pulses for the precise detection of phase-sensitive responses to electromagnetic waves
报道了一种新设计的中红外泵浦可见光探针测量系统，该系统可以测量中红外脉冲沿振荡电磁场的相敏响应。在该系统中，泵浦光是一个时间宽度为100 fs的锁相中红外脉冲，它是由两个光参量放大器（OPA）的两个闲频脉冲通过差频产生（DFG）产生的，这两个闲频脉冲由同一个钛宝石再生放大器激发。探测脉冲是时间宽度为9 fs的可见光脉冲，并且它是由定制的非共线OPA产生的。通过测量中红外泵浦脉冲的电场波形与电光采样和评估其载波包络相位（CEP）和其包络相对于超短可见光探测脉冲的时间位置，我们能够执行双反馈校正，消除以下两个漂移源。通过在一个空闲光路中插入一个楔形板来校正由于DFG之前的两个空闲脉冲的光路长度差的波动而引起的中红外脉冲的CEP漂移，并且通过机械延迟线来校正由于泵浦和探测脉冲的总光路长度差的波动而引起的泵浦-探测延迟时间的漂移。在这种双反馈系统中，中红外脉冲的绝对载波相位可以被固定在200 mrad以内，相敏响应的测量误差可以在几十个小时内减小到1 fs以内。
2019-09-04 physics.optics
Spintronic Sources of Ultrashort Terahertz Electromagnetic Pulses
自旋电子太赫兹辐射源是一种新型、宽带、高效的太赫兹辐射源，是在超快自旋电子学和太赫兹光子学的交叉点上出现的。它们基于太赫兹速率下的有效自旋电流产生、自旋-电荷电流和电流-场转换。本文综述了宽带自旋电子太赫兹辐射器的最新发展和应用，对物理过程的理解以及未来的挑战和前景。
2022-05-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interference effects in the reradiation of ultrashort electromagnetic pulses
在突发微扰近似下，研究了非均匀超短电磁脉冲与线性多电子原子链相互作用系统的再辐射问题。得到了任意原子数下再辐射谱的角分布。结果表明，光子辐射振幅的干涉效应导致了“衍射”极大值的出现。所得结果可以推广到二维和三维晶格和原子链的情况。所开发的方法还允许考虑晶格原子的热振动。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Broadband spintronic detection of the absolute field strength of terahertz electromagnetic pulses
本研究提出基于塞曼转矩采样（ZTS）的宽带强太赫兹脉冲绝对场强探测方法，以8nm铁膜为传感器实现0.1-11THz带宽、>0.1MV/cm峰值场强的探测，相较电光采样具备多项优势，可应用于非线性太赫兹光谱等领域。
2023-06-16 physics.optics
Free-Space Propagation and Skyrmion Topology of Toroidal Electromagnetic Pulses
Institute of Applied Physics, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学应用物理研究所）；Yangtze Delta Region Institute (Huzhou), University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学长三角研究院（湖州））；Division of Physics and Applied Physics, School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与数学科学学院物理学与应用物理学部）；Centre for Disruptive Photonic Technologies, The Photonics Institute, Nanyang Technological University（南洋理工大学光子研究院破坏性光子技术研究中心）；Optoelectronics Research Centre & Centre for Photonic Metamaterials, University of Southampton（南安普顿大学光电子研究中心及光子超材料中心）
本文通过实验研究环形电磁脉冲的传播特性，揭示其拓扑结构演化及时空不可分离性增强的过程。
2023-11-03 physics.class-ph physics.optics
Classical Dynamics of Free Electromagnetic Laser Pulses
本文讨论了真空无源麦克斯韦场方程组的一类精确有限能量解，作为多周期和单周期激光脉冲与相对论带电试验粒子经典相互作用的模型。这些解决方案被分类在其手性含量的基础上，它们对特定的电荷配置在空间中的影响。这样的解决方案提供了一个计算效率高的参数化的紧凑的激光脉冲用于激光物质模拟，并提供了一个潜在的手段，在实验上界定的基本长度尺度的广义电动力学的波普，兰德和波多尔斯基。
2015-08-21 math-ph math.MP physics.optics
Observation of Toroidal Pulses of Light
横向电磁波是信息和能量的主要载体。1996年，Hellwarth和Nouchi从理论上确定了一种完全不同的，非横向的环形拓扑电磁脉冲。这些脉冲是物质中局域环形偶极激发的传播对应物，具有独特的电磁波性质，以前从未被观察到。在这里，我们报告的生成和表征的这种光学和太赫兹环形光脉冲（TLP），推出定制的纳米结构超颖表面包括环形发射器。这一成就为TLP的能量和信息传递，时空“纠缠”及其光-物质相互作用的实验研究铺平了道路，这些相互作用涉及anapoles，局域时空纠缠激发，skyrmions和环形量子位，这些量子位对光的基础科学和应用越来越感兴趣。
2021-02-06 physics.optics
Exact Solution of Hartemann-Luhmann Equation of Motion for a Charged Particle interacting with an Intense Electromagnetic Wave/Pulse
本文给出了带电粒子与强电磁波/脉冲相互作用的Hartemann-Luhmann运动方程的精确解。研究发现，辐射反作用力对带电粒子动力学有显着影响，平均而言，粒子在一段时间内表现出净能量增益。此外，使用基于MATHEMATICA的单粒子代码，由粒子获得的净能量与使用Landau-Lifshitz和Ford-O 'connell运动方程获得的净能量进行比较，对于不同极化的电磁波。结果表明，平均能量增益与所选的模型方程和电磁波的极化无关。因此，我们的结果表明，较简单的，因而易于分析的Hartemann-Luhmann运动方程（与Landau-Lifshitz和Ford-O 'Connell运动方程相比）对于实际应用的计算（例如能量计算）是足够的。
2020-12-12 physics.optics physics.plasm-ph
Electromagnetic pulse transparency in coupled cavity arrays through dispersion management
我们从理论上证明了在无限长一维耦合腔阵列中可能出现慢光自诱导透明孤子，每个腔包含一个量子比特。我们预测了脉冲透明度对它的无量纲宽度$τ_0$的实质依赖性。特别地，其宽度范围从$τ_0\ll 1$到$τ_0\lesssim 1$的短脉冲表现出简单的、几乎线性的色散规律，具有腔阵列光子带隙的数量级的有限频率间隙。也就是说，介质对于载波频率低于光子带隙的非常短的脉冲是不透明的。当脉冲宽度超过临界宽度时，孤子脉冲色散规律中出现了一个被有限带隙隔开的孪生透明窗口。在所提出的设置中观察预测的效应将有助于理解自诱导透明效应的一般性质和未来在量子技术器件设计中的应用。
2023-01-26 cond-mat.other physics.optics
Space Time Nonseparable Electromagnetic Vortices
在自由度可控的结构光中，携带轨道角动量的涡旋光束为信息传输提供了额外的自由度，而在经典场中，传播不变的时空电磁脉冲是实现高维态的可能途径。本文提出了涡旋光束的空间偏振不可分态与时空脉冲的时空不可分态耦合可以产生许多独特的有益效应的观点。在这里，我们介绍了一个家庭的时空不可分电磁涡（STNEV）。这些脉冲具有复杂的电磁场时空拓扑结构、坡印廷矢量映射中的多重奇异性和能量回流分布。我们应用量子力学方法定量表征脉冲的时空不可分性。我们的研究结果促进了它们在信息传递、环形电动力学和诱导物质瞬态激发等领域的应用。
2022-08-15 physics.app-ph physics.optics
Scattering of a short electromagnetic pulse from a Lorentz-Duffing film: theoretical and numerical analysis
我们结合散射理论、傅立叶、行波和渐近分析以及数值模拟来呈现飞秒脉冲与薄膜相互作用的有趣和实用的特性。色散材料由单共振Lorentz模型及其立方Duffing型非线性扩展描述。洛伦兹介电函数的一个关键特征是，它的实部在零和极点之间变成负值，产生一个禁区。我们用数值方法说明了脉冲与薄膜的线性相互作用，采用散射理论和傅立叶分析。在这个区域之外，我们展示了由于多次反射而在法布里-珀罗腔中由往返分离的脉冲序列的产生。当脉冲光谱在禁带内时，我们观察到全反射。在介电函数的极点附近，我们证明了脉冲在介质中的慢化（群速度趋于零），该介质表现为高Q腔。我们使用的分析和模拟相结合的线性政权，以验证薄层的δ函数近似，这崩溃的禁区的光谱的一个单一的谐振点。我们还研究了单周期脉冲与薄膜的相互作用，并显示了三种不同类型的反射：半脉冲，正弦波训练和余弦小波。最后，我们分析了强非线性的影响，观察到薄膜从反射转变为透射。
2018-04-19 physics.optics
Electromagnetic Pulse Scattering by a Spacecraft Nearing Light Speed
人类将发射以光速的一小部分速度飞行的航天器。太空船的交通将由雷达跟踪。脉冲电磁场在相对论速度下作匀速平移运动的物体上的散射可以用跳帧技术来计算。脉冲散射强烈地依赖于物体的速度、形状、方向和成分。反向散射信号的峰值幅度根据物体是朝向询问信号源前进还是远离询问信号源后退而变化许多数量级。当物体以非常接近光速的速度远离观察者时，反向散射信号的峰值幅度变为零，从而使观察者看不到物体。由运动中的物体散射的能量可以相对于由静止的相同物体散射的能量增加或减少。变化的幅度和符号都取决于物体的速度，以及它的形状，方向和成分。在某些情况下，当对象横向于询问信号的传播方向移动时，总散射能量的变化最大，即使当运动平行于或反平行于传播方向时，多普勒效应最强。
2017-12-07 physics.optics
Electromagnetic Formalism of the Propagation and Amplification of Light
在这项工作中，我们提出了一个简化的，但全面的推导所有的关键概念和主要结果，光脉冲在电介质中的传播，包括一个简短的扩展的情况下，有源介质和激光振荡。对慢光和“超发光”的概念进行了澄清，并在附录中详细讨论了变换限制脉冲的概念。
2019-07-15 physics.optics
Electromagnetic Pulse Propagation in Passive Media by the Lanczos Method
将麦克斯韦方程组转化为薛定谔方程形式，结合Lanczos传播法和快速傅里叶伪谱法，提出一种时域无条件稳定、高精度的宽带电磁脉冲在色散吸收介质中传播与散射的数值算法，并通过对金属和介质光栅的异常透射与反射模拟验证了方法。
2004-10-28 cs.NA math.NA physics.comp-ph
The frequency spectrum of focused broadband pulses of electromagnetic radiation generated by polarization currents with superluminally rotating distribution patterns
研究了超光速极化电流辐射的光谱特征，该电流的分布模式以角频率$ω$旋转，以非公度频率$Ω>ω$振荡.这种类型的极化电流是在最近设计的研究超光速发射的实际机器中发现的。虽然所有涉及的过程是线性的，我们发现，宽带发射包含的频率高于$Ω$的一个因素的顺序为$(Ω/ω)^2$。这种频率的产生{ \it not}是产生源所必需的，这是由于我们熟悉的延迟势的经典表达式在数学上的严格结果。结果表明超光速极化电流的宽带射频和红外光源的实际应用。
2002-11-19 physics.ins-det physics.optics
General equation for directed Electromagnetic Pulse Propagation in 1D metamaterial: Projecting Operators Method
我们考虑一维电动力学模型的脉冲在超材料介质中传播的边界问题。我们建立并应用投影算子的麦克斯韦系统在时域中，允许分裂的线性传播问题，定向波的材料关系与一般色散。投影仪的矩阵元素充当卷积积分算子。对于一个弱的非线性，我们仍然推广的线性结果为任意色散，并推导出系统的相互作用的右/左波的组合（混合）的振幅。结果是指定的流行的超材料模型与德鲁德公式的介电常数和磁导率系数。我们还讨论和研究了与某些边界区域有关的系统的定态解。
2015-12-05 math-ph math.MP physics.optics
Wakefield excitation by a short laser pulse in ion dielectrics
本文研究了离子阱中激光脉冲激发切伦科夫电磁辐射的过程。本文测定了各向同性离子介质中的非线性电极化的强度，并由此测定了由激光脉冲的有质动力引起的极化电荷和极化电流。在红外和微波频率范围内的激发尾波场的频谱。研究了离子介质波导尾波场的时空结构。结果表明，激发场由一个极化电场和一组离子介质波导本征电磁波组成。
2020-02-21 physics.acc-ph physics.optics
Signatures of vacuum birefringence in low-power flying focus pulses
本研究针对纯光场下真空双折射探测所需激光功率过高的难题，提出利用飞行聚焦脉冲的可编程焦速与扩展焦深特性，大幅降低探测功率，其诱导的偏振椭圆率处于现有X射线偏振仪探测范围内。
2024-03-08 hep-ph physics.optics
External light control of three-dimensional ultrashort far-infrared pulses in an inhomogeneous array of carbon nanotubes
研究了在高频电场作用下，三维双极电磁超短脉冲在非均匀半导体碳纳米管阵列中的传播.不均匀性以具有增加的传导电子浓度的层的形式存在，其充当超短电磁脉冲通过CNT阵列传播的屏障。脉冲的动力学由电磁场的矢量势的非线性方程描述（它采取正弦-戈登方程的3D概括的形式），该非线性方程从麦克斯韦方程导出并且在HF控制场的周期上平均。通过系统的模拟，我们证明，根据高频控制的振幅和频率，接近势垒层的超短脉冲要么通过它，要么反弹回来。该层的透射率的入射脉冲的HF控制场的振幅和频率的显着影响，与反射系数几乎消失的间隔，构成一组离散的透明窗口，这类似于电磁感应透明的效果。通过势垒后，超短脉冲继续传播，保持其时空完整性。所得结果可用于设计孤子阀，使孤子流的传输受高频场的精确控制。
2021-01-26 nlin.PS physics.optics
d'Alembert Digitized: A Wave Pulse Method for Visualizing Electromagnetic Waves in Matter and for Deriving the Finite Difference Time Domain Method for Numerically Solving Maxwell's Equations
本文提出了一种将物质中的电磁波可视化的方法，并推导了模拟一维系统麦克斯韦方程的时域有限差分法（FDTD）。该方法使用达朗贝尔的波分裂成任意形状的向前和向后脉冲，并允许网格间距和材料属性随位置而变化。波在无色散介质材料中的恒定速度，在具有不同折射率的材料之间的边界处的部分反射和透射，以及通过导电材料的部分反射、透射和衰减，都是在不求助于指数函数、三角函数或复数的情况下导出的。将d'Alembert的方法放置在网格上被证明是等效于FDTD的，并且当空间和时间网格间距的比率是波速时，允许简单和直观地证明FDTD对于无反射边界条件是精确的，这是一种直接的方法，推导了当网格间距随位置变化和材料参数发生突变时，FDTD仍能保持二阶精度跨越层边界。
2020-09-10 physics.comp-ph physics.ed-ph physics.optics
Theory of deeply subwavelength electromagnetic structuring of semiconductors due to thermal-ionization instability
A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院阿·瓦·加蓬诺夫-格列霍夫应用物理研究所）
该研究建立电离辅助不稳定性理论，阐明半导体表面热失控与衍射近场弱化的竞争机制，推导的解析表达式可描述强太赫兹辐射制备硅深亚波长结构的周期及相关依赖关系。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Boosted high harmonics pulse from a double-sided relativistic mirror
提出了一种超亮高强度X射线和γ射线源。高密度薄等离子体板在辐射压力主导区被同向传播的超强电磁波加速，反射反向传播的相对论性强电磁波，由于双重多普勒效应产生强烈的时间压缩和增强辐射。反射光包含在等离子体板处产生的相对论谐波，所有这些谐波都以与入射光的基模相同的因子上移。
2009-04-01 physics.class-ph physics.optics physics.plasm-ph
Non-perturbative Interband Response of InSb Driven Off-resonantly by Few-cycle Electromagnetic Transients
利用场分辨四波混频光谱技术研究了多太赫兹脉冲下InSb体材料的相干非线性响应。在振幅高于5 MV/cm时，信号显示出清晰的时间子结构，这在微扰非线性光学中是出乎意料的。基于一个二能级量子系统的模拟表明，尽管强非共振特性的激发的高场脉冲驱动的带间共振到拉比跳跃的非微扰制度。
2012-08-29 cond-mat.other physics.atom-ph physics.optics
Spin and Orbital Angular Momenta of Electromagnetic Waves in Free Space
我们推导出精确的表达式，在（k，w）域上的傅里叶积分的形式，在自由空间中传播的光脉冲的能量，动量和角动量。角动量可以自然地分成两部分。脉冲的每个平面波成分的自旋贡献，代表其右圆偏振和左圆偏振内容之间的差异，与相应的k矢量对齐。相反，与每个平面波相关的轨道角动量与其k矢量正交。一般来说，波包的轨道角动量含量是由相位涡引起的本征部分和由光脉冲的质心r_CM在其线性动量p方向上的线性运动产生的非本征部分r_CM × p之和。
2012-05-26 math-ph math.MP physics.class-ph
