Guided Modes in Negative Refractive Index Waveguides
本文研究了线性导波在由负折射率材料制成的平板波导中的传播，即所谓的左手波导。我们揭示了左手波导中的导波具有一些特殊的性质，如基本模式的情况下，模式二重简并，和符号变化的能量ux。特别是，我们预测存在的新类型的导波与偶极子涡结构的指向矢量。
2002-11-05 physics.class-ph physics.optics
Tunable transmission and bistability in left-handed bandgap structures
研究了由正负折射率材料交替构成的周期性结构的缺陷诱导非线性传输特性。我们展示了一种新型的带隙，对应于消失的平均折射率的开关和可调的非线性传输，并比较了两种类型的带隙所观察到的效果。
2004-05-14 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
2-D isotropic negative refractive index in a N-type four-level atomic system
该研究通过正交信号场和耦合驻波场耦合N型四能级原子系统，实现了二维各向同性负折射率，同时具备负介电常数和负磁导率，为左手材料研究提供了新方案。
2024-03-17 physics.optics quant-ph
On resolving the refractive index and the wave vector
一般（可能是主动的）线性，各向同性，均匀，非空间色散介质的折射率和波矢量的识别进行了讨论。负折射的正确条件必须包括介电常数和磁导率函数$ε=ε(ω)$和$μ=μ(ω)$的全局特性。另一方面，可以在单个频率（$\reε/|ε|+\reμ/|μ|<0$）处识别左手性的充分必要条件。在斜入射到半无限的，积极的媒体，它被解释为波矢量一般失去其通常的解释为真正的频率。
2006-11-20 physics.optics
Bounds for the refractive indices of metamaterials
被认为是一组可实现的折射率作为频率的函数。对于无源介质，我们给出了有限带宽内折射率变化的界。特别注意的是左手材料的情况下的损失和指数的变化。
2005-09-07 physics.gen-ph physics.optics
Balanced right/left-handed mixtures of quasi-planar chiral inclusions
提出了一些新的准平面手性夹杂，从标准的光刻技术，可行的。它示出，这样的夹杂物可以被设计，以呈现平衡的电，磁和磁电极化率。利用这些夹杂物，可以构建具有平衡的正/负折射率的随机和周期性双各向同性人工超材料。这些超材料将表现出合理的带宽和与自由空间的良好匹配。
2007-11-27 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
Quantum Left-handed metamaterial with superconducting quantum interference devices
提出了一种由超导量子干涉器件（SQUID）和导线组成的左手材料（LHM）方案。由于量子干涉效应，探测场的磁导率可以在很宽的范围内与另一个电磁场（耦合）平滑地调谐。类似于原子系统的电磁感应透明（EIT），即使在负磁导率的情况下，探测场的吸收也可以被强烈抑制。该结构具有两个低损耗的负折射率通带，可以通过耦合场进行调谐。
2005-11-08 physics.optics
Uniform Refraction in Negative Refractive Index Materials
本文研究分隔含负折射率介质的光学表面构造，提出矢量形式 Snell 定律以分析近场与远场中的均匀折射，并揭示近场表面可呈非凸非凹形态。
2015-01-13 physics.optics
Invariance property in inhomogeneous scattering media with refractive-index mismatch
平均光程不变性是散射介质在均匀各向同性辐射照射下的一个重要性质。在这里，我们调查的情况下，非均匀介质的折射率不匹配的外部环境之间，也在他们的子域。通过引入平均路径长度值的依赖于折射率的校正，不变性性质保持有效。这是在各向同性和均匀辐射下的介质中辐射转移方程的定态解的结果。理论结果与三维和二维介质的数值模拟结果一致。
2020-10-07 physics.comp-ph physics.optics
Negative refraction in (bi)-isotropic periodic arrangements of chiral SRRs
提出并证明了由手性开口环谐振器周期性排列制成的双各向同性和各向同性负折射率（NRI）三维超材料。这些超材料的特性和设计的分析理论提供和验证仔细的全波电磁模拟。研究结果为设计由单一夹杂物制备的三维双各向同性和各向同性NRI超材料奠定了基础。
2007-12-21 physics.optics
Transforming space with non-Hermitian dielectrics
坐标变换是塑造光的流动的多功能工具，能够实现许多令人惊讶的现象，例如用超材料进行光学隐身。远离通常的限制，链接各向同性材料与保角变换，我们展示了如何非保角扭曲的光学空间是密切相关的各向同性非厄米介质的复杂的折射率分布。值得注意的是，这种见解可以用来规避材料的要求，工作与折射率低于1，这限制了应用的变换光学。我们应用我们的方法来设计一个宽带单向介质斗篷，它依赖于非共形坐标变换，以定制的非厄米折射率分布在一个斗篷的对象。我们的见解桥梁领域的二维变换光学和非厄米光子学。
2022-05-04 physics.optics
Geodesic conformal transformation optics: manipulating light with continuous refractive index profile
共形变换光学提供了一种简单的方案，用于操纵具有非均匀各向同性折射率的光线。然而，在不同的虚拟黎曼面的分支切口处，折射率分布通常是不连续的，从而影响功能。为此，我们提出了一种基于测地线透镜概念的保角变换光学方法。所要求的是连续的折射率分布的折射率，这表明几乎完美的性能设计的设备。我们证明了这样一个建议，实现共形透明和反射。我们还可以通过两种技术利用理想电磁导体来进一步实现共形隐形斗篷。测地线的概念也可以应用于其他二维的服从亥姆霍兹方程的波。
2018-02-07 physics.optics
Wave refraction in left-handed materials
我们研究的平面波入射到一个平面上的介质，其特征在于同时负的电和磁的磁化率的响应，通过求解麦克斯韦方程明确，而不作任何假设的方式。在迄今为止的文献中，一直假设负折射材料必然是频率色散的。我们提出了一个替代这一假设的建议，正能量密度的要求应该放宽，并讨论了这样一个建议的影响。更具体地说，我们表明，一旦负能量的解决方案被接受，频散的必要性不再是必要的。最后，我们认为，为了讨论负折射率材料的目的，使用群速度作为物理上重要的量是误导，并建议任何涉及它的讨论都应该仔细重新考虑。
2008-10-24 physics.optics
Influence of the sign of the refractive index in the reflectivity of a metamaterial surface with localized roughness
为了研究超材料的散射特性，我们将传统的（非磁性）各向同性材料的散射方法推广到具有任意值（正或负）的磁导率和介电常数的材料。利用广义方法研究了具有局部粗糙度的超材料表面在相对折射率改变符号时反射率的变化。我们的研究结果表明，与平面表面的情况下，其反射率是不受相对折射率的符号的变化，在粗糙表面的符号的变化表现在反射率，即使是非常低的粗糙度，特别是在观察方向远离镜面方向。
2011-02-13 physics.optics
Spectral response of Cantor multilayers made of materials with negative refractive index
而由具有正折射率的各向同性介电磁性材料制成的康托多层膜将显示幂律特性，由具有负折射率的材料制成的低阶康托多层膜将不显示幂律性质。这种异常行为的原因。
2002-08-02 cond-mat.other physics.class-ph physics.optics
Intra-connected three-dimensionally isotropic bulk negative index photonic metamaterial
各向同性负折射率超材料（NIM）是非常需要的，特别是用于实现超高分辨率透镜。然而，现有的各向同性NIM仅在二维上起作用，并且不能被微型化超过微波。直接激光写入工艺可以是朝向三维（3D）各向同性块体光学超材料的制造的范式转变，但仅以额外的设计约束（即连接性）为代价。在这里，我们证明了一个原则性的设计，要求连接并不排除完全各向同性的左手行为。这是实现光学波长下的体3D各向同性NIM的重要一步。
2010-04-02 physics.optics
Complex Faraday and Kerr Rotations in Right and Left Handed Films
通过研究光在左手和右手薄膜中传播时偏振态的旋转，（法拉第效应）和反射（克尔效应）的光，并通过使用复值表示旋转，可以表明，法拉第和克尔旋转的复数角的实部是关于折射率n的奇函数，并且相应的虚部角度的部分是n的偶函数。介质中的多次反射导致法拉第效应和克尔效应的实部的最大值不与零椭圆率重合。还将表明，在具有左手材料的薄膜情况下，可以通过实验获得反射克尔角的大幅共振增强。
2016-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Complete bandgaps in one-dimensional left-handed periodic structures
由于存在与光子带隙相关联的禁频范围，具有周期性调制参数的化学制造的结构（例如光子晶体）提供了控制光的流动的新颖方式。据信，需要在所有三个空间维度上调制折射率以打开完整的带隙并防止电磁波在所有方向上传播。在这里，我们揭示了，在一个鲜明的对比，什么是已知的，并与公认的物理直觉，一个一维的周期性结构包含透明的左手（或负折射率）超材料层可以捕获光在三维空间中由于存在一个完整的带隙。
2005-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Negative Refraction in isotropic achiral and chiral materials
本研究探讨各向同性非手性与手性材料中的负折射现象，指出无需双负区间，在介电常数与磁导率实部异号的频率下即可发生，通过Drude-Lorentz等模型分析了相关光学特性。
2024-06-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Artificial magnetism and left handed media from dielectric rings and rods
结果表明，利用周期性排列的介质环可以获得较大频带宽度的人工磁场。与电介质棒组合，电介质环可以提供3D各向同性左手超材料，当期望低频外部磁场的不可检测性时，该3D各向同性左手超材料是金属开口环谐振器和/或金属线的有利替代。此外，它表明，介电环也可以与天然等离子体类介质相结合，以获得左手的超材料。
2009-07-08 physics.class-ph physics.optics
Negative refractive index and higher-order harmonics in layered metallodielectric optical metamaterials
我们研究了光在三维双周期Ag/TiO 2多层超材料中的传播，该超材料由工作在可见光和紫外光谱范围内的耦合等离子体波导组成。对于这些频率，波导平面中的光传播由负相速度描述，而对于正交方向的光传播由大量谐波组成的布洛赫波描述。因此，该材料通常不能用单一的相位指数来描述：将布洛赫波分解为不同的谐波，我们表明，对于感兴趣的波长范围，正指数m=1的谐波在正交方向上主导光的传播。数值模拟和光学折射实验证实了这些结果的双周期Ag/TiO 2多层超材料棱镜在380-600 nm的光谱范围内，这表明与右手谐波相关的正折射占主导地位。研究的等离子体轮廓，我们发现，尽管发生多个谐波的双周期结构可以作为一个平面透镜：对于一个平板组成的整数个单位细胞的所有谐波退化和建设性地干涉在图像平面。这项工作确定了许多三维周期性超材料的设计相关的重要考虑因素。
2014-04-18 physics.optics
Photonic Approach to Making a Left-Handed Material
提出了一种制备负折射率复合材料的新方法。研究表明，由正负电介质组成的光子结构可以支持具有左手性（或负折射率）的电磁表面波。取决于电介质材料，这些位于电介质界面处的表面波可以是表面等离子体激元或声子。结构的详细几何形状决定了这种复合左手材料是各向同性的还是各向异性的。
2002-10-12 physics.comp-ph physics.optics
Magnifying absolute instruments for optically homogeneous regions
提出了一类具有正各向同性折射率的放大绝对光学仪器。它们在几何光学内创建光学均匀的三维空间区域的放大的像散图像，无论是虚拟的还是真实的。
2011-03-17 physics.optics
van der Waals Nanogap Loading of a \ce{TiO2} Nanobar Metasurface for Dual-Channel Fano Refractive Index Sensing
Bangladesh University of Engineering and Technology（孟加拉国工程与技术大学）
本文研究了一种基于TiO$_2$纳米棒对和20nm BeS间隙插入层的双极化介电超材料传感器，通过介电对称性破缺实现极化选择性激发两种不同共振，同时追踪两个极化通道的折射率变化。
2026-06-29 physics.optics
Optical left-handed metamaterials made of arrays of upright split-ring pairs
电磁超材料是一种人造结构，具有自然材料无法达到的新特性，如负折射率。尽管微波频率下的负折射率材料（NIM）已于2001年得到证实，但设计用于光学频率的NIM仍然具有挑战性，特别是那些同时具有负介电常数和负导磁率的NIM [称为左手超材料（LHMS）]。在这里，通过超越人工电子和磁性元原子的组合来设计NIM的传统概念，我们提出了一种新的LHM组成的阵列的简单的直立分裂环对工作在近红外区域。我们的电磁模拟揭示了潜在的机制，耦合的两个环可以同时激发电和磁共振。该结构的最高折射率为-2，最高品质因数为21，具有良好的空气匹配阻抗和180 nm的双负带宽，优于许多以前的建议。我们还数值模拟了这种超材料在单层和楔形透镜中的负折射。
2018-01-12 physics.app-ph physics.optics
Positive and Negative Goos-Hanchen Shifts and Negative Phase--Velocity Mediums (alias Left-Handed Materials)
本文研究了线偏振光束在充满各向同性、均匀、弱耗散、具有负相速度特性的介质-磁介质的半空间中的全反射，得到了线偏振光束的古斯-汉欣位移既可以是负的，也可以是正的。偏移的符号取决于光束的偏振状态以及NPV介质的介电常数和磁导率的实部的符号。
2003-05-30 physics.class-ph physics.optics
Light propagation in time-periodic bi-isotropic media
本研究采用耦合波理论分析时间周期双各向同性介质的光传播，发现其仅耦合同旋向反向波、存在两个一阶动量带隙及手性调控作用，推导了时间板散射系数并揭示椭圆偏振场取向变化与参量放大机制。
2024-04-17 physics.optics
Approximate magnifying perfect lens with positive refraction
我们提出了一种具有正各向同性折射率的设备，该设备在几何光学内创建光学均匀的三维空间区域的近似放大的完美实像。它的关键成分是一种新的折射率分布，可以作为一个近似完美的镜头本身，具有非常温和的折射率范围。
2012-01-12 physics.optics
Cancellation of simple optical anisotropies without use of a Faraday mirror
我们首先推导出往返琼斯矩阵的双通道通过一个互易光学介质的反射的平面镜，可以是光学各向异性的装置。然后，我们表明，如果只有线性双折射和线性二向色性的介质被放置在一对正交的四分之一波片与主轴在45度的介质和三明治被放置在前面的各向同性镜它的行为，根据双通道，像一个各向同性介质。我们描述了一种简单的液晶器件，其在反射中表现为各向同性介质，其折射率可以通过施加电场而变化，从而充当用于任何偏振状态的光的仅相位调制器。
2008-08-12 physics.optics
Nonplanar Chiral Metamaterials with Negative Index
我们从实验和数值上证明了非平面手征超材料具有巨大的旋光性、圆二色性和负折射率。实验的透射、反射和反演结果与模拟结果吻合得很好。这是设计和制备三维各向同性手征超材料的重要一步。
2009-07-01 physics.optics
Orbital angular momentum control of third-harmonic generation and vortex dichroism in isotropic media
University of East Anglia（东英吉利大学）
研究通过聚焦拉盖尔高斯光束在各向同性介质中实现第三谐波生成，并揭示涡旋双折射的产生机制，展示了轨道角动量作为非线性光谱学新控制参数的作用。
2026-03-27 physics.optics
Dispersion of electromagnetic waves in linear, homogeneous, and isotropic media
一个电磁波包在线性、均匀、各向同性的介质中传播，当它的包络在时空中的不同点以不同的速度传播时，它的形状会发生变化。通常，波包可以被描述为具有不同频率ω和不同传播矢量k的平面波的叠加。虽然k矢量的角展度引起衍射效应，但是通常与光学色散相关联的是主介质的折射率的频率依赖性。当波包的频谱分布被限制在一个狭窄的频率带，并且当k向量的扩展不是太宽时，在某些情况下，可以获得包的包络的局部和/或全局轨迹的解析表达式，因为它随时间演变。本文试图系统地描述导致窄带电磁波包在衍射和（时间）色散效应存在下的某些众所周知的性质的基本物理假设和数学论证。
2020-08-24 physics.optics
Electromagnetic characterization of bianisotropic metasurfaces on refractive substrates: General theoretical framework
我们提出了一个一般的方法，电磁均匀化和表征的双各向异性超颖表面形成的两个不同的各向同性介质的界面处的小的任意夹杂物的规则或随机排列。这些拓扑结构可以提供对入射电磁波的最一般的电和磁表面束缚偶极响应。该方法统一和概括了两个研究小组独立开发的早期理论：联合教授小组。霍洛威和库斯特以及教授联合小组。Simovski和Tretyakov。我们演示了使用这两种形式主义在几个例子的情况下，并讨论了这两种方法之间的差异。此外，我们推广了位于两种不同介质之间的界面或衬底上的双各向异性超颖表面的已知理论。广义框架允许表征周期性或无定形超颖表面。所发展的分析理论可用于各种应用的元表面的分析和合成。
2015-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Rotatory power reversal induced by magnetic-current in bi-isotropic media
双各向同性介质构成了一个适当的情况下，仔细检查光学效应源于磁电参数。手征磁流是由手征磁效应引起的一种宏观效应，它丰富了经典电介质的唯象。这项工作探讨了双各向同性介质中存在的磁导率的光学方面。全各向同性的情况下表现出圆双折射描述的色散旋光功率，改变在一个给定的频率的符号。对于具有反对称磁导率的双各向同性介质，得到了一个复杂的色散旋光功率，并提供了符号反转。这种情况也表明了介质的旋向反转，这是一种不寻常的性质，可以作为支持手性磁流的双各向同性介质的签名。
2022-07-08 cond-mat.other physics.optics
Refraction of space-time wave packets in a dispersive medium
空时波包是一类脉冲光束，其时空光谱结构导致了传输不变性、群速度可调和迷人的折射现象。在这里，我们研究的折射ST波包在两个色散，均匀，各向同性介质之间的平面界面。我们制定了一个新的折射不变量ST波包在这种配置中，从我们得到的折射定律，确定其群速度的变化在整个接口。我们验证了这一新的折射定律在ZnSe和CdSe，这两个表现出大的色散在近红外频率附近的带边。因此，ST波包可以成为非线性光学中的工具，用于在高色散情况下桥接大的群速度失配。
2021-12-07 physics.optics
Classical electrodynamics as a tool to examine optical effects of chiral dielectrics and media with magnetic conductivity
本文基于 Maxwell 方程与本构关系建立波动方程，分析手征及含磁流介质的圆双折射和旋光本领，并提出符号反转作为光学判据。
2024-06-11 hep-th physics.optics
Realization of an all-dielectric zero-index optical metamaterial
超材料为操纵物质的光学性质提供了前所未有的灵活性，包括获得负折射率，超高折射率和手性光学性质的能力。近年来，具有近零折射率的超材料引起了人们的广泛关注。这种材料内部的光不经历空间相变和极大的相速度，这些特性可用于实现定向发射、隧道波导、大面积单模器件和电磁斗篷。然而，在光频率以前证明零或负折射率超材料需要使用金属夹杂物，导致大的欧姆损耗，严重阻碍设备的应用。在这里，我们实验证明了一个阻抗匹配的零指数超材料在光频率的基础上纯电介质成分。由堆叠的硅棒单元电池形成，超材料具有几乎各向同性的低折射率响应，导致从放置在材料内的量子点的透射和定向发射的角度选择性。
2013-07-18 physics.optics
Focal control and light tracing on curved surfaces with isotropic transformation medium
本文针对复杂曲面上的光控制问题，利用共形变换光学统一几何与材料，提出基于网格的光线追踪算法，为非欧空间光控制提供理论框架与高效工具。
2025-04-20 physics.optics
Enhanced group velocity in metamaterials
Bruggeman形式主义实现估计的各向同性，介电，均匀化的复合介质（HCM）的折射率。通过对著名的Hashin-Shtrikman边界的分析，我们证明了某些HCM中的群速度可以超过其组成材料中的群速度。因此，这种厚膜材料应被视为超材料。
2004-02-06 physics.class-ph physics.optics
Localization length calculations in alternating metamaterial-birefringent disordered layered stacks
本文对非相关厚度无序条件下的超材料-双折射交替随机叠层中的局域化长度进行了详细的理论和数值分析。当考虑“标准”各向同性层（具有正折射率）而不是超材料层时，最近已经报道了类似的结构来抑制$\it{p}$ -偏振光的布鲁斯特离域，从而提供了产生偏振不敏感的宽带反射的通用手段。然而，与平均层厚度$a_0$相比，这种局部化的增强对于短波长$λ$是有效的。在较高的波长，我们恢复布鲁斯特异常$\it{p}$偏振态阻碍了显着的本地化的光。为了在更宽的波长范围内实现更好的定位，我们用负折射率超材料取代了传统的各向同性层，在近红外范围内呈现低损耗和恒定的折射率。其结果是，我们的数值计算表现出线性依赖的本地化长度与$λ$（在区域$5 <λ/a_0 < 60$）减少布鲁斯特异常在两个以上的数量级相对于标准的各向同性计划在斜入射。这种增强的本地化实际上是独立的厚度无序的种类，也举行弱折射率无序。
2015-05-31 physics.optics
Double rotatory power reversal, continuous Kerr angle, and enhanced reflectance in bi-isotropic media with anomalous Hall current
本文研究轴子电动力学 AHE 下双各向同性介质的光学响应，揭示双重旋光率反转、连续巨大 Kerr 角及 R>1 的增强反射等奇异特征。
2025-10-06 cond-mat.other hep-th physics.optics
Reversal of Circular Bragg Phenomenon in Ferrocholesteric Materials with Negative Real Permittivities and Permeabilities
从理论上证明了具有负实磁率和负磁导率的结构右/左手铁氧体板在轴向激励下表现出布拉格现象，就好像它是具有正实磁率和正实磁导率的结构左/右手铁氧体板一样。除了承诺的各向同性均匀材料的负实介电常数和渗透率为意想不到的应用，所提出的结果强调了类似的潜力，各向异性非均匀材料具有类似的特点。
2002-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph physics.optics
Metallo-dielectric core-shell nanospheres as building blocks for optical 3D isotropic negative-index metamaterials
显示出在自然存在的介质中无法获得的电磁特性的材料，即所谓的超材料，最近一直是并且仍然是光学和材料物理与工程中最活跃的领域之一。在这些性质中，最有吸引力的一个是亚衍射分辨能力预测的介质具有折射率为-1。在这里，我们提出了一个全3D，各向同性的超材料与强大的电和磁响应的光学制度的基础上，球形金属介电核壳纳米球。磁响应源于具有高折射率的电介质壳的最低磁偶极共振，并且可以被调谐以与负责电响应的金属芯的等离子体共振一致。由于响应不是源于结构之间的耦合，因此不需要施加特定的周期性布置。此外，由于组分的几何形状，超材料本质上是各向同性和偏振无关的。它可以用当前的制造技术用诸如银（芯）和硅或锗（壳）的材料来实现。对于这些特定的现实设计，超材料在1.2-1.55微米的范围内呈现负折射率。
2011-11-07 cond-mat.other physics.optics
Spatial Correlation Functions of Random Electromagnetic Fields in the Presence of a Semi-Infinite Isotropic Medium
我们扩展了以前的分析空间关联函数的经典电磁矢量场附近的一个完美的导电边界[PRE，第73卷，036604（2006）]的情况下，各向同性的半无限介质的平面界面，其特征在于一阶阻抗边界条件。的分析结果示出与计算的情况下，在垂直于界面的方向上的点分离。对于入射场和反射场，确定了复值和非齐次空间关联函数对介质介电常数、渗透率和电导率的依赖关系。对于折射场，空间相关性再次是复值的，但是均匀的并且对折射率的值高度敏感。基于导出的相关性，新的非局部测量方法的精确表征的电磁材料性能的建议。研究了入射方向性对电磁光束传输特性的影响。窄化波束宽度导致作为点分离的函数的关联函数的幅度的较慢减小。以前得到的统计均匀随机自由场的渐近结果检索作为特殊情况。
2006-11-06 physics.ao-ph physics.optics
Light Propagation in Turbulent Media
首先，我们对最新的无源标量场性质进行了修正：折射率也是其中之一。之后，我们制定的属性，使家庭的“各向同性”分数布朗运动（参数H）一个很好的候选人来模拟湍流折射率。此外，我们还得到了它的分形维数，它与Constantin对被动标量的估计相吻合，因此参数H决定了湍流的状态。其次，使用带有马尔可夫模型的路径积分速度表示来计算网格系统上湍流的影响。最后，利用分数布朗运动的随机微积分工具，研究了湍流情况下几何光学中的光线方程。我们的分析涵盖了平均温度梯度相关的情况。
2003-07-29 physics.ao-ph physics.data-an physics.flu-dyn
Modified geometrical optics of a smoothly inhomogeneous isotropic medium: the anisotropy, Berry phase, and the optical Magnus effect
在本文中，我们提出了一个修改的几何光学方法，它允许一个适当的分离的复振幅和相位的波的解决方案。将此修正应用于光滑非均匀各向同性介质，我们证明了在第一几何光学近似下介质是弱各向异性的。折射率取决于波矢的方向，包含与Berry几何相位成比例的校正。介质中存在两个独立的右旋和左旋圆偏振本征模。它们的群速度和相速度不同。群速度的差异导致不同偏振的光线的偏移（光学马格努斯效应）。相速度的差异导致Berry相位随着两个模式的干涉而增加，从而导致关于波的偏振面旋转的熟悉的Rytov定律。该理论表明，光学马格努斯效应和Berry相位都伴随着非局域拓扑效应。本文导出了统一描述这两种现象的Hamilton射线方程，并预言了非圆偏振的一种新的分裂效应。还讨论了具体的例子。
2004-06-18 cond-mat.other physics.gen-ph physics.optics
Ballistic charge transport in graphene and light propagation in periodic dielectric structures with metamaterials: a comparative study
我们探讨了含有左手材料的周期性层状介质的光学性质。这项研究是基于光在超材料中的传播和石墨烯中的电荷传输之间的几个类比。我们推导出这两个问题等价的条件，即，当相应的波函数重合时的方程和边界条件。我们发现，光子带隙结构的周期性系统交替的左手和右手的电介质板包含类似的狄拉克点在石墨烯中的带电准粒子的能谱中的圆锥奇点。这种奇异性的区域结构的无限系统引起相当不寻常的性质，在有限的样品中的光传输。在一个富有洞察力的数值实验（高斯光束通过正常和亚稳态的混合堆叠的传播）中，我们同时证明了四个狄拉克点引起的异常：（i）在禁止频率处强度的扩散样衰减，（ii）光束的聚焦和散焦，（iii）光束的横向位移的情况下，和（iv）Zitterbewegung效应的空间模拟。所有这些现象都发生在平均折射率为非零的介质中，并且可以通过改变样品的几何和电磁参数或光的频率和偏振来调谐。
2013-06-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
