Polariton waves in nonlinear dielectric medium
从理论上得到了三阶非线性介质中的声子极化激元谱。研究了极化激元谱分支数与电磁场强度的关系。在极化激元谱隙中出现新的分支是由于介质中三阶介电极化率的色散随电场强度的增加而产生的。得到了这些新谱线的孤子解和椭圆余弦波解。作为理论应用的一个例子，提出了全光逻辑门OR和NOT。
2012-05-07 physics.optics
Negative phase velocity in isotropic dielectric-magnetic mediums via homogenization
我们报告的战略，实现负相速度（NPV）的均匀化复合介质（HCM）的概念化使用布鲁格曼形式主义。HCM的组成材料相不支持NPV传播。HCM及其组成相是各向同性介电磁介质;它们的磁导率/磁导率的实部是负值，而它们的磁导率/磁导率的实部是正值。
2005-04-30 physics.optics
Nonlocal effective medium analysis in symmetric metal-dielectric multilayer metamaterials
从理论和实验上研究了对称金属-介质多层超材料在横向磁偏振光入射下的光学非局域性。从传输矩阵法出发，推导了非局部有效介质理论，确定了对称金属-介质多层叠层中依赖于频率和波矢的非局部有效介电常数。与局部有效介质理论相比，我们提出的非局部有效介质理论可以准确地预测从制造的多层堆叠测量的入射角相关的反射光谱，并提供非局部色散关系。此外，通过对色散关系和本征模的分析，利用非局域有效介质理论研究了多层膜中大波矢的体等离子体激元。
2015-05-30 physics.optics
Propagation of Bessel beams from a dielectric to a conducting medium
最近，在评估使用贝塞尔光束的可能性，使用它们的新一代探地雷达（探地雷达）系统已被考虑。因此，研究贝塞尔光束在导电介质中的传输特性是很有意义的。我们在此对这一类型进行分析。具体地说，对于垂直入射，我们分析了来自一个完美的电介质和撞击在导电介质上的贝塞尔光束的传播，即由折射非均匀波产生的贝塞尔光束的传播。这一显著而出乎意料的结果是，入射贝塞尔光束即使在导电介质中传播也不改变其形状。
2010-09-16 physics.optics
Anisotropic enhancement of group velocity in a homogenized dielectric composite medium
在某些情况下，均匀化复合介质（HCM）中的群速度可以超过其组成材料相中的群速度。我们探索这种现象的单轴介电HCM包括各向同性组分材料相分布为取向的球状颗粒。理论方法是基于Bruggeman均匀化形式主义。在HCM相对于组分材料相的群速度的增强被示出为敏感地依赖于组分球状体的形状和它们相对于传播方向的对齐。
2005-08-09 physics.optics
Electromagnetic Momentum in Dispersive Dielectric Media
当考虑色散效应时，亚伯拉罕和闵可夫斯基关于电介质中电磁动量的表达式都不能给出辐射的吸收体或发射体的正确反冲动量。与电介质中的场相关的总动量密度有三个贡献：（i）场的亚伯拉罕动量密度，（ii）与亚伯拉罕力相关的动量密度，以及（iii）由介质对场的响应的色散部分产生的动量密度，后者显然具有由D.F. Nelson [Phys.Rev.A44，3985（1991）]。所有这三个贡献都需要在电介质中的吸收体或发射体的反冲动量守恒。我们考虑交换的动量和作用在可极化粒子上的力（例如，当光脉冲入射到宿主电介质上时，宿主电介质中的原子或小电介质球），包括电介质的色散以及粒子对场的响应中的色散分量。在慢光介质中，这种力可以大大增加。
2009-10-05 physics.optics
The dispersion equation for a wave number of the electromagnetic wave in a random medium of the parallel dielectric cylinders
在准晶体近似的框架下，得到了相干电磁波在含有随机排列的平行介质柱并可能相互重叠的介质中传播时波矢的色散方程。结果进行了比较的情况下，当一个规则的圆柱位置存在。
1999-02-16 physics.optics
Enhancement and suppression of surface plasmon resonance in Ag aggregate by optical gain and absorption in surrounding dielectric medium
我们已经观察到在聚集的银纳米颗粒和罗丹明6G染料的混合物中，通过界面电介质中的增益补偿金属中的损耗。所展示的瑞利散射的六倍增强是表面等离子体（SP）共振的品质因数增加的证据。报道的实验观察为纳米等离子体的许多实际应用铺平了道路。我们还预测和实验观察到的抑制表面SP共振的金属纳米粒子嵌入在介电主机的吸收。
2005-12-31 physics.optics
Simple derivation of dyadic Green functions of a simply moving, isotropic, dielectric-magnetic medium
本文通过一个简单的变换，然后利用单轴介质磁介质的并矢格林函数，导出了匀速运动均匀各向同性介质磁介质中时谐场的并矢格林函数。
2005-11-24 physics.ed-ph physics.optics
Zero Focal Shift in High Numerical Aperture Focusing of a Gaussian Laser Beam through Multiple Dielectric Interfaces
本文讨论了高斯激光束通过多个平面介质界面时的焦移问题。结果表明，折射率失配的变化可以改变焦移和焦点位置，焦移可以是正的，也可以是负的，并且与盖玻片和浸没介质之间的折射率失配成正比。研究还表明，对于每种浸没介质（盖玻片），通过选择具有适当折射率的盖玻片（浸没介质），可以在连续深度范围内消除焦移。
2014-09-14 physics.optics
Compensation of loss in propagating surface plasmon polariton by gain in adjacent dielectric medium
本文报道了用染料抑制银膜与光泵聚合物界面上表面等离子体激元的损耗。大幅度的效应使得“主动”纳米等离子体激元的各种应用成为可能。实验研究是伴随着发展的现象的分析描述和解决的争议，关于一个波的波矢量的方向与一个强的倏逝分量在一个活跃的介质。
2007-04-12 physics.optics
Experimental Demonstration of Effective Medium Approximation Breakdown in Deeply Subwavelength All-Dielectric Multilayers
我们在实验上证明了全介质深亚波长厚度（$d \simλ/160-λ/30$）多层膜中有效介质近似的反常击穿效应，正如最近理论上预测的那样[H. H. Sheinfux等人，物理修订版信函113，243901（2014）]。多层堆叠体由使用原子层沉积制造的交替的氧化铝和二氧化钛层组成。对于这样的多层膜在全内反射附近的角度入射的光，我们观察到显着的差异，在反射光谱的结构与10 nm与20 nm厚的层，以及与不同的层排序的结构，相反的有效介质近似的预测。反射率差可以达到高达0.5的值，由于所选择的几何配置与用于增强效果的附加谐振器层。我们的研究结果是重要的发展新的高精度多层椭偏方法和计划，以及在广泛的传感应用。
2015-06-26 physics.optics
Counterposed phase velocity and energy-transport velocity vectors in a dielectric-magnetic uniaxial medium
当平面波从线性、均匀、介电-磁、单轴介质中的平面发射时，我们证明了它的相速度和能量传输速度矢量可以相反（即，位于表面法线的不同侧）。
2004-02-02 cond-mat.other physics.optics
An Effective Photon Momentum in a Dielectric Medium: A Relativistic Approach
我们使用相对论的论点来定义一个有效的光子，通过一个透明的（非吸收）非色散介质的折射率$n$。如果$p$是光子在真空中的动量，那么介质中有效光子的动量可以是$p_{\rm eff}=pn^α$的形式，并且在介质运动时仍然再现观察到的横向相对论漂移。我们使用能量参数来确定指数的值为$α=-1$，因此有效光子动量为$p_{\rm eff}=p/n$，这是亚伯拉罕动量。
2018-01-15 physics.class-ph physics.optics
Generation of unipolar half-cycle pulse via unusual reflection of a single-cycle pulse from an optically thin metallic or dielectric layer
我们提出了一个显着不同的反射过程从光学薄的平面金属或电介质层，并提出了一个惊人的简单的方法来形成近似单极半周期光脉冲通过反射的单周期光脉冲。反射中的单极脉冲由于有效一维脉冲传播的特性而出现。也就是说，我们表明，在所考虑的系统中，由一个平坦的介质层发射的字段是成比例的振荡介质电荷的速度，而不是他们的加速度，因为它是通常的情况下。当单周期脉冲与线性光学介质相互作用时，介质电荷的振荡速度可以在整个脉冲持续时间内保持恒定的符号。我们的结果本质上不同于直接镜面反射，并建议在线性光学系统中的几个周期的光脉冲的不寻常的转换的可能性。
2017-03-07 physics.optics
Achieving Invisibility of Homogeneous Radially Anisotropic Cylinders by Effective Medium Theory
本文建立了全波电磁散射理论，研究了具有径向各向异性涂层的无限长圆柱体的电磁散射。我们表明，总的有效散射宽度可以显着减少通过适当的调整的介电各向异性的外壳，而它不是用于调谐的介电各向异性的核心的情况下。此外，当介电和磁各向异性都被调整时，我们可以使圆柱形物体不可见。在长波长范围内，我们发展了有效介质理论，得到了各向异性涂层圆柱的等效各向同性介电常数和等效各向同性磁导率，并且由全波理论得到的小涂层圆柱的不可见半径比可以很好地描述在有效介质理论范围内。
2009-05-11 physics.optics
Diffractionless propagation through Kapitza stratified media
我们表明，在一个快速调制的介电常数与大的调制深度（Kapitza介质）的存在下，一个新的和强大的制度的无衍射电磁传播发生。当介电分布的平均值与深度之比与调制周期和波长之间的小比率相当时，会发生这种情况。我们表明，标准的有效介质理论是不足以描述拟议的制度，它的发生并没有实质性地阻碍介质损失。我们检查所提出的制度的可行性，通过一个大的调制深度的金属-电介质分层介质的亚波长成像特性进行了分析研究。
2012-09-21 physics.optics
Interaction of Electromagnetic P-Wave with Metal Films Located Between Two Dielectric Mediums
将电磁P波与金属薄膜相互作用的理论推广到薄膜处于两种介质环境之间的情况。
2011-02-05 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Breakdown of effective-medium theory by a photonic spin Hall effect
研究发现深亚波长全介电多层膜中即使无临界角，有效介质理论仍会失效，并利用对层叠顺序敏感的光子自旋霍尔效应揭示其机制与纳米缺陷检测价值。
2023-07-15 physics.optics
Theory of optical tweezing of dielectric microspheres in chiral host media and its applications
本文首次报道了嵌入手征介质中的球形电介质粒子光镊理论。我们开发了一个分波（米氏）展开计算的光学力作用在介质微球照射的圆偏振，高度聚焦的激光束。当选择与介质相同旋向的偏振时，轴向陷阱稳定性得到改善，从而允许高折射率粒子的镊子效应。当颗粒被外力离轴移位时，其平衡位置通过光学扭矩的机械效应绕光轴旋转。当考虑比波长大几倍的半径时，在手性主介质的存在下，光学扭矩和旋转角度都大大增强。在这个范围内，旋转的角度强烈地依赖于微球半径和主介质的手性参数，这两个参数的定量表征开辟了道路。可测量的角度预测，即使在自然发生的手性溶质的情况下，允许一种新的全光学方法，本地探测在纳米尺度的手性响应。
2020-09-25 physics.optics
Effective-medium-cladded dielectric waveguides for terahertz communications
太赫兹通信是未来短距离点对点无线数据传输的一种很有前途的模式，传输速率高达每秒太比特。实现这一目标的一个里程碑是开发一个高效率的集成发射机和接收机平台。一个关键的使能部件是具有宽带宽和低色散的平面波导结构。本文提出了一种有效介质包覆的无衬底全介质波导，用于宽带低损耗、低色散的太赫兹波传输。这种自支撑结构仅内置于具有空气穿孔的单个硅晶片中，以减轻金属中的显著吸收和太赫兹频率下的吸收。所实现的波导可以覆盖整个260至400 GHz，在两个正交偏振的单一主导模式。模拟结果表明，对于E_11^x模，整个频带内的衰减范围为0.003至0.024 dB/cm，而对于E_11^y模，衰减范围为0.008至0.023 dB/cm。受测量装置的限制，在335 GHz的3 cm波导上实验实现了28 Gbit/s的最大无差错数据速率。我们进一步演示了通过该波导传输未压缩的4K分辨率视频。该波导平台有望集成各种有源和无源元件。因此，我们可以预见它是未来太赫兹集成电路的潜在候选者，类似于光频率的光子集成电路。
2019-05-16 physics.optics
Interaction of Electromagnetic S-Wave with a Metal Film Located Between Two Dielectric Mediums
本文将电磁横波与金属薄膜相互作用的理论推广到薄膜处于两种介质环境之间的情况。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Suppression of light propagation in a medium made of randomly arranged dielectric spheres
利用严格的衍射理论研究了光在密集介质球中的传播。它示出了一个实质性的抑制的局部态密度发生在光谱域中的单一成分表现出米氏共振。局域态密度在相关频率下呈指数下降，聚集球的空间延伸呈线性增加。结果表明，一个自我维持的核壳球的随机安排显示出相同的基本特征。这种方法提供了一种易于制造具有全向间隙的光子材料的途径，该光子材料可用于各种应用。
2008-10-22 physics.comp-ph physics.optics
The physical origin of the Fresnel drag of light by a moving dielectric medium
我们提出了一个新的推导的菲涅耳-斐索公式的光的阻力由一个移动的介质使用一个简单的微扰方法。我们特别关注的现象的物理起源，我们表明，它是非常相似的多普勒-斐索效应。我们证明，这种效应在本质上是独立于相对论的。在其他领域的物理应用的可能性被认为是。
2005-06-01 physics.class-ph physics.optics
Chiral optical Tamm states at the boundary of the medium with helical symmetry of the dielectric tensor [In Russian]
在具有连续螺旋对称介质张量的手征介质边界上，用解析和数值方法描述了一种新的光学态。切向波数假定为零。这种状态似乎局限于边界附近。它不会沿着这个边界传递能量，并且随着离边界的距离呈指数下降。在接近螺旋节距的波长处，对应于光子带隙，场穿透到手性介质中被阻挡。在边界附近的光的偏振具有与螺旋介质相同的手征符号。结果表明，均匀的环境，或基板必须表现出各向异性的金属反射。状态的光谱表现由界面处光轴之间的角度确定。一个现实的例子被认为是在一个胆甾相液晶和金属-介电各向异性纳米复合材料的边界。
2016-12-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Leaky Modes of Dielectric Cavities
在没有外部激发的情况下，被捕获在电介质中的光通常通过泄漏（以及通过在介质中被吸收）而衰减。我们分析了泄漏模式的平行平板，一个固体玻璃球，和一个固体玻璃圆柱体，通过检查麦克斯韦方程组的解决方案（色散以及非色散介质）承认的复值振荡频率。在某些情况下，这些泄漏模式构成一个完整的集合，其中驻留在电介质体内的电磁场的任意分布可以扩展到该集合中。我们提供了完整性的证明，并给出了数值计算的结果，说明了由一个简单的平行板板，玻璃球，玻璃圆柱体形成的介质腔的漏模和谐振之间的关系。
2016-09-30 physics.optics
Broad band invisibility cloak made of normal dielectric multilayer
本文介绍了一种准三维普通电介质地毯式微波隐身衣的设计、制作和性能测试。利用简单的线性坐标变换，设计了均匀各向异性介质的地毯斗篷，并根据有效介质理论，实际实现了多层交替法向介质平板的器件。作为一个概念验证的例子，我们制作的地毯斗篷与多层FR4电介质板与空气间隔。通过全波数值模拟和微波暗室远场散射电磁波的测量，验证了设计的性能。实验结果表明，由于多层介质结构的低损耗、非色散特性，在从8 GHz到18 GHz的非常宽的频带（整个X和Ku频带）内具有显著的隐身效果。
2011-09-29 physics.optics
Quasidiscrete spectrum Cherenkov radiation by a charge moving inside a dielectric waveguide
该研究通过电磁场格林张量分析介质通道内运动电荷的切伦科夫辐射，揭示了介电常数条件下谱分布强窄峰的特性与解析估算方法。
2024-06-19 physics.optics
On the refractive index for a nonmagnetic two-component medium: resolution of a controversy
使用两种方法来确定在其介电常数中包括无源分量和反转分量的介电介质的折射率：（i）在时域中，有限差分算法，用于从垂直入射在电介质半空间上的脉冲平面波的反射数据计算频域反射率，以及（ii）在频域中，倾斜入射的高斯光束通过介质板时的偏转。发现电介质是折射率实部为负的有源介质。因此，科学文献中最近的一个争议得到了解决。
2007-05-07 physics.class-ph physics.optics
Leaky Modes of Solid Dielectric Spheres
在没有外部激励的情况下，被捕获在电介质内的光通常通过泄漏而衰减，并且还通过在介质内被吸收而衰减。我们分析了固体介质球的泄漏模式，通过检查简单的均匀，各向同性，线性色散介质，承认复值振荡频率的麦克斯韦方程组的解决方案。我们表明，在适当的情况下，这些泄漏模式构成一个完整的集合，其中一个初始的电磁场分布内的介质球可以扩展。我们提供了一个完整性证明的轮廓，并提出了数值计算的结果，说明了固体介电球形腔的泄漏模式和谐振之间的密切关系。
2017-07-27 physics.optics
Confining the light wave by using non-Euclidean transformation optics
利用非欧变换光学给出了一种新的解释非均匀介质为什么可以用来限制光波的方法。我们证明了一种特殊的非均匀介质，它对应于参考空间中的一个倾角，可以用来聚焦平面波。如果我们在这种介质的适当位置设置一个吸收体，我们就可以将光限制在亚波长尺度上。
2013-09-24 physics.optics
Light confinement by local index tailoring in inhomogeneous dielectrics
光限域工程是光学中一个历史悠久的课题，对于控制光与物质的相互作用具有重要意义。然而，在非均匀和无序介质中，多重散射阻止了传统方法用于设计具有所需特性的光场的应用。这是因为对这种介质的任何局部改变通常以非局部和复杂的方式影响这些场。在这里，我们提出了一种用于定制非均匀一维（1D）厄米介电指数分布的理论方法，使得可以纯粹局部地控制入射光场的强度分布，即，而对指定的感兴趣区域之外的场分布几乎没有影响或没有影响。因此，在介质内的任意位置处强烈地增加或减少光的强度成为可能，而实际上不改变介质的外部反射率或透射率。因此，可以使介质的这些局部修改对于单向远场测量是不可检测的。我们应用我们的方法来局部控制光的限制内的一维材料具有不均匀的连续折射率分布，并将其扩展到多层膜以及耦合微谐振器链。
2021-05-13 physics.optics
Optical properties and energy propagation in a dielectric medium supporting magnetic current
本文研究支持磁流的介电介质，分析各向同性与各向异性磁导率张量下的色散、传播模式和能量速度，发现磁流会打破非吸收介质中群速度与能量速度的等价性，却在有效吸收情形下建立该等价性。
2024-07-08 cond-mat.other physics.optics
Extreme nonlinear electrodynamics in metamaterials with very small linear dielectric permittivity
我们考虑了一个亚波长周期性分层介质，其板填充任意线性超材料和标准的非线性克尔介质，我们表明，均匀化介质的行为作为克尔介质的参数可以假设值在标准材料中不可用。利用这样一个参数的可用性，我们专注于线性相对介电常数是非常小的情况，从而允许观察极端的非线性制度的非线性极化是可比的，甚至大于整体介电响应的线性部分。在极端非线性区域中的电磁场的行为是非常特殊的，并且具有新颖的特征，例如，横向功率流反转。为了探索新的制度，我们考虑一类领域（横向磁非线性导波）承认充分的分析描述，我们表明，这些波被允许传播，即使在介质中与$ε<0$和$μ>0$，因为非线性极化产生积极的整体有效介电常数。所考虑的非线性波表现出，除了上述功能，一些有趣的属性，如超聚焦引起的相位差之间的字段组件。
2010-02-17 physics.optics
Directed sub-wavelength imaging using a layered metal-dielectric system
我们研究了由交替的金属和电介质薄层组成的超材料的一些光学特性。我们可以将这种材料建模为具有各向异性介电常数的均匀有效介质。当该介电常数的分量具有不同的符号时，系统的行为变得非常有趣：P偏振入射场的正常倏逝部分现在被透射，并且存在优选的传播方向。我们表明，这种材料的板可以形成亚波长细节的图像，在一个位置，这取决于所使用的光的频率。图像的质量受到吸收和层的有限宽度的影响;我们超越有效介质近似来预测层需要多薄才能获得亚波长分辨率。
2006-08-16 physics.optics
Propagation of photons in resting and moving media
光子在介质中的传播可以借助于介质的标量势和矢量势来描述。本文的主要新颖之处在于，矢量势的概念（与介质的速度有关）可以推广到介质的相对论速度。用位置相关的光子波函数描述光子的传播。提出了光子在介质中的质点速度和光子质量的新概念。
2002-07-31 physics.optics
The super resonance effect paves the way for a new type of refractive index sensor concept based on a mesoscale dielectric sphere
最近，我们发现介电中尺度球可以支持所谓的超共振效应，即具有巨场局域化和增强的高阶Mie共振模式。由于周围介质的存在会对粒子内部的场强度产生显著影响，基于Mie理论首次证明了这种效应可以用于介质折射率传感器的设计。使用空气作为环境的例子，我们已经表明，所提出的传感器概念的灵敏度可以达到从10-6到10-8，这取决于球体尺寸参数的精度，这并不比现代干涉方法的精度差。
2022-04-20 physics.optics
Exactly Solvable Dielectrics, Radiation Induced Forces and Causality
我们提出了一个精确可解的模型，给出了一个明确的本地分解的场和电荷的运动及其贡献的保守量的经典电介质。其结果是一组四个分支的色散定律，使完全独立的自由选择的初始数据的领域和电荷运动，与本构关系。这是在特别注意存在于表面，涂层和包装端部的力的情况下完成的。因此，应力张量作为场强和介电响应的函数用于推导一般力的效用受到质疑。亚伯拉罕-闵可夫斯基悖论澄清从这个角度来看，这样的概念出口到现实的媒体和超材料进行了讨论。这个模型的一个结果是比布里渊和索末菲理论在数学上更简单和更直观地理解媒体中的因果关系。必要的弹性介质的响应估计和量子效应的这一图片的一些含义包括基于守恒定律。这个模型可以扩展到明显地保持这些功能，一般的非线性和时间和空间依赖的变化，在介质响应。在何种程度上，这可以提供一个通用的描述，所有的电子邮件进行了讨论。从这个角度来看，负折射率材料的微观处理包括作为这些方法的极端经济和简单的说明。
2015-02-23 physics.optics
Representation Independent Boundary Conditions for a Piecewise-Homogeneous Linear Magneto-dielectric Medium
在两种透明的、线性的、各向同性的、均匀的材料之间的边界处，电磁边界条件和菲涅耳关系的推导通常从宏观麦克斯韦方程组的Minkowski {E，B，D，H}表示进行。然而，透明线性介质中宏观场的运动方程可以使用安培{E，B}，朱{E，H}，洛伦兹，闵可夫斯基，佩尔斯，爱因斯坦-劳布和其他连续电动力学公式来写。我们提出了一个代表独立的推导电磁边界条件和菲涅耳关系的单色辐射通过分段均匀，透明，线性，磁介质的传播。从能量守恒出发，结合斯托克斯定理在波动方程中的应用，导出了电磁边界条件和菲涅耳关系式。我们的代表独立的形式主义保证了菲涅耳关系的普遍适用性。具体来说，新的推导是必要的，使一个有效的推导菲涅耳方程存在替代，非闵可夫斯基制剂的宏观麦克斯韦场方程。
2019-04-08 physics.class-ph physics.optics
Zitterbewegung, momentum and spin dynamics of electromagnetic waves in linear dielectric medium
本文通过研究介电介质中电磁波与偶极子的耦合动力学，统一解释了 Abraham 与 Minkowski 动量争议，并预言了由螺旋度混合引起的颤动运动现象。
2025-09-22 physics.optics quant-ph
Radiation pressure and the linear momentum of light in dispersive dielectric media
本文导出了准单色平面波从自由空间入射到半无限介质平面上的辐射压力的精确表达式。为了解释传输到电介质的总光学动量（入射加反射），必须将介质获得的机械动量添加到电介质内部的电磁动量（所谓的亚伯拉罕动量）的流速中。我们证实了电磁动量在介质中以光的群速度传播。光子拖曳效应，在半导体中捕获的光子似乎有闵可夫斯基动量，通过分析一个模型系统，包括一个薄的吸收层嵌入在一个透明的电介质解释。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
When does the choice of the refractive index of a linear, homogeneous, isotropic, active, dielectric medium matter?
对于线性、均匀、各向同性、有源、介电材料的折射率有两种选择。任何一种选择都足以获得频域解：（i）平板、球体和其他有界物体的散射;（ii）导波在均匀填充、横截面均匀、具有完美导电壁的直波导段中的传播;以及（iii）由于平面透镜的成像。对于半空间问题，正确的选择确实很重要，但这个问题是不现实的。
2007-11-27 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
Radiation pressure and the distribution of electromagnetic force in dielectric media
电磁辐射力在电介质中和周围的详细分布可以通过直接应用洛伦兹力定律结合麦克斯韦方程组来获得。我们开发了一个理论的力施加在自由表面上的聚焦光束，以及在透明的电介质的体积内。虽然介质可以是固体或液体，但这里我们强调公式对液体的应用，因为至少在原则上，表面变形和液体运动是可测量的。我们的理论预测，在从自由空间进入液体时，光束在入口表面上施加向外的垂直力，该力倾向于产生局部凸起。然而，这种表面力，是弱得多，比流行的理论预测，并在目前的信念相反，被发现依赖于入射光束的偏振状态。在液体的体积内，我们预测辐射力倾向于在聚焦点的四个角处产生四个反向旋转的漩涡;这些漩涡内的旋转感取决于入射偏振的方向。关于辐射力的这些与传统智慧的显著偏离源于洛伦兹定律的修正，该定律适用于电介质中的束缚电荷/电流。
2012-07-11 physics.optics
Modelling resonant transmission in a Fabry-Perot/Surface-Plasmon microcavity
提出用基本透射函数建模平面金属镜法布里-珀罗腔的表面等离激元共振，准确拟合随入射角与波长变化的实验透射率，并导出两种机制的共振条件。
2024-10-28 physics.optics
Photonic band structure and effective medium properties of doubly-resonant core-shell metallo-dielectric nanowire arrays: low-loss, isotropic optical negative-index behavior
我们从理论和数值上研究了核壳结构金属半导体纳米线阵列的光域光子能带结构。计算了相应的负折射率光子带，得到了各向同性的等效面。的有效（负）的介电常数和磁导率，检索从S参数，是用来比较这样的纳米线阵列的性能与均匀介质中的典型的例子，如折射通过棱镜和平面透镜聚焦。发现非常好的一致性，确实确认了纳米线阵列作为低损耗、各向同性（2D）和体光学负折射率超材料的有效介质行为。事实上，引入无序是为了进一步强调其鲁棒性
2015-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
On the possibility of superluminal energy propagation in a hyperbolic metamaterial of metal-dielectric layers
研究了电磁场能量在由介质层和金属层组成的一维光子晶体有效介质中的传播。当电场平行于介质层和垂直于介质层时，介质的行为分别类似于Drude介质和Lorentz介质。对于任意时变电磁场，导出了该介质中的能量密度公式。我们严格证明了任何服从双曲色散的传播模式的群速度必须慢于真空中的光速，考虑到介电常数张量的频率依赖性。也就是说，它是不可能有超光速传播在这种色散双曲介质组成的实际电介质和金属材料层。数值计算了波包的传播速度。该包速度非常接近具有波包的中心频率和中心波矢量的传播模式的速度。当波包的频率扩展不够窄时，这两个速度之间的差异很小，这是由倏逝模的非穿透效应引起的。这一工作揭示了在由真实材料构成的色散各向异性超材料介质中不可能发生超光速现象。
2017-12-28 physics.class-ph physics.optics
Alternative formulation of the macroscopic field equations in a linear magneto-dielectric medium: Lagrangian field theory and spacetime setting
一个透明的线性磁介电材料在自由空间中，由一个有限的quasimonochromatic场照明是一个封闭的系统，明确地说，无论什么场和材料子系统，一个定义。能量-动量张量，这是正式来自麦克斯韦-闵可夫斯基场方程是不一致的角动量和线性动量守恒在这个封闭的系统，这是非常坚实的事实是基础和持续的问题亚伯拉罕-闵可夫斯基的争议。亚伯拉罕-闵可夫斯基难题的现存解决方案是把麦克斯韦连续统电动力学作为一个子系统，并将总能量-动量张量写成麦克斯韦电磁子系统能量-动量张量和唯象材料子系统能量-动量张量之和。我们证明了麦克斯韦连续电动力学违反了物理学的基本原理，麦克斯韦连续电动力学补充的材料子系统猜想违反了物理学的基本原理。利用场论推导了透明线性磁介质中宏观电磁场的合理方程。新的场方程是宏观电动力学、守恒定律、狭义相对论和连续线性介质中的不变性的自洽公式的一部分。在新的公式中，时间和空间坐标被重整化的连续线性介质，而不是介电常数和磁导率被携带作为独立的材料参数。那么，一个各向同性、均匀、平坦、四维、连续、线性、非闵可夫斯基的时空是一个简单线性介质的连续电动力学的适当设置，在这个简单线性介质中，光的有效速度是$c/n$，每个介质将与不同的时空相关联。
2022-02-10 physics.class-ph physics.optics
Topological transition in coated wire medium
本文提出了一种由平行金属线和介质层组成的超材料的非局部均匀化理论。结果表明，通过改变金属丝介电层与基质材料之间的介电对比度，可以使超材料的色散区从椭圆色散区转变为双曲线色散区，即发生拓扑转变.我们通过全波数值模拟证实了我们的理论预测。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Numerical studies of the scattering of light from a two-dimensional randomly rough interface between two dielectric media
研究了偏振光从一种介质入射到其与另一种介质的二维随机粗糙界面上的散射。一个简化的瑞利方程的散射振幅的情况下，其中p-或s-偏振光入射到这个接口，没有假设被有关的介质的介电函数。严格的，纯数值的，非微扰的解决方案，这个方程。它们用于计算界面的反射率和反射率、平均微分反射系数以及散射光强度的全角度分布。这些结果得到的情况下，入射介质是光学密度较低的介质，并在其中它是光学密度较高的介质的情况下。在后一种情况下获得的结果中存在从金属表面的X射线散射中观察到的Yoneda峰的光学类似物。布儒斯特散射角漫散射的调查，让人想起平坦界面反射的布儒斯特角，但强烈依赖于入射角。当透射场的贡献与散射场的贡献相加时，发现计算结果满足么正性，误差小于$10^{-4}$。
2016-04-15 physics.comp-ph physics.optics
Reconfigurable collective resonances induced by liquid crystals in dielectric metasurfaces
本研究提出利用各向异性液晶改变介电超表面的集体共振，通过全波仿真和多极分解技术，证实了可利用偏振或外部电压动态调控超表面共振响应，为可见光范围内动态切换功能模式的光学纳米器件开发提供了新途径。
2024-07-29 physics.app-ph physics.optics
Mutual orientation of the Poynting vector and the group velocity vector of electromagnetic waves in bigyrotropic medium
该研究从理论上证明双旋电介质中电磁波坡印廷矢量与群速度矢量共线，并指出该结论适用于介电常数和磁导率张量为厄米型或对称型的任意各向异性介质。
2023-06-14 physics.class-ph physics.optics
Electromagnetic Energy, Momentum, and Angular Momentum in an Inhomogeneous Linear Dielectric
在先前的工作中，Optics Communications 284（2011）2460- 2465，我们考虑了具有抗反射涂层和由准单色场在法向入射下照射的空间均匀折射率的电介质。利用电磁能量密度和Gordon动量密度的连续性方程，构造了封闭系统的无痕对称能量-动量张量。在这项工作中，我们放宽了条件的均匀折射率，并考虑一个电介质的空间变化的折射率是独立的时间，这基本上是一个机械刚性的电介质由于外部约束。利用能量密度和Gordon动量密度的连续性方程，我们构造了一个对称的能量-动量矩阵，它的四维发散度等于广义Helmholtz力密度四维矢量。假设能量-动量矩阵在时空坐标变换的对称群下具有张量变换性质，我们导出了总能量、动量和角动量的全局守恒律。
2015-02-11 physics.class-ph physics.optics
Exact localization length for s-polarized electromagnetic waves incident at the critical angle on a randomly-stratified dielectric medium
从理论上研究了临界角附近的电磁波入射到随机分层介质中时，安德森局域化与全内反射的相互作用。使用一个精确的解析公式的薛定谔方程与高斯$δ$ -相关的随机势在一维，我们表明，当入射角等于临界角，本地化长度为波长$λ$的入射$s$波是直接成比例的$λ^{4/3}$在整个波长范围内，任何值的无序强度。这一结果与最近的一项研究不同，该研究报道了具有随机厚度变化的二元多层膜系统在临界入射角处的局部化长度与大$λ$区域中的$λ$成比例。我们还讨论了所有其他入射角的本地化长度或隧道衰减长度的特征行为。我们的结果证实了一个独立的数值计算的基础上不变嵌入方法。
2017-10-31 cond-mat.dis-nn physics.optics
Electromagnetic momentum and the energy-momentum tensor in a linear medium with magnetic and dielectric properties
在连续介质中，能量-动量张量体现了能量守恒、线动量守恒和角动量守恒之间的关系。利用具有完整运动方程的线性封闭系统中定义明确的总能量和总动量，构造了具有磁性和介电性质的静止简单线性材料的总能量-动量张量，该材料由穿过梯度折射率减反射膜的准单色光脉冲照射.围绕亚伯拉罕和闵可夫斯基动量的令人困惑的问题被完全用守恒原理、总能量和总动量来处理。基于无痕、对称的总能量动量张量的物质四散度，我们导出了宏观场的电磁连续性方程和运动方程。我们确定宏观麦克斯韦方程组和守恒原理的连续形式之间的矛盾。我们解决的矛盾，这是实际的根本问题的亚伯拉罕-闵可夫斯基的争议，通过构建一个统一的版本的连续电动力学是基于建立之间的一致性三维麦克斯韦方程组宏观场，电磁连续性方程，四个发散的总能量动量张量，以及简单线性介质中宏观场电动力学的四维张量公式。
2015-02-11 physics.class-ph physics.optics
