Experimental optical trapping of microparticles with higher order Frozen Waves
在这项工作中，我们使用全息光镊光学捕获具有高阶冻结波的微粒。冻结波是抗衍射光束，通过叠加具有相同频率和阶数的共同传播贝塞尔光束获得，从而获得其形状的有效建模。在此基础上，我们开发了一种用于产生冻结波的全息光镊系统，并且有可能以稳定的方式创建陷阱，用于捕获和引导横向平面中的微粒。实验结果表明，利用高阶冻结波可以获得良好的光阱稳定条件。这些结果表明，冻结波在光囚禁和引导粒子方面具有广阔的应用前景，在生物学研究、原子物理学和利用轨道角动量结构光进行光学操纵等方面具有重要的应用价值。
2022-09-05 physics.ins-det physics.optics
Shaping High-Order Diffraction-Free Beams Through Continuous Superposition of Bessel Beams
本文通过连续叠加高阶贝塞尔光束，提出一种解析精确解，用于构建任意拓扑荷的微米级冻结波，并研究高度非傍轴下电场纵向分量行为。
2024-02-05 physics.optics
Fusion Between Frozen-Wave-Type Beams and Airy-Type Pulses: Diffraction-Dispersion-Attenuation Resistant Vortex Pulses in Absorbing Media
在本文中，我们执行两个重要的理论方法之间的融合，一个与冻结波光束，这是无衍射光束的纵向强度模式可以选择一个先验的介质（吸收或不），和其他相关的Airy型脉冲，这是耐色散材料中的色散效应的脉冲。因此，出现了一种新的方法，能够提供抗三种伴随效应的涡流脉冲，即：衍射、色散和衰减;同时，波强度沿其传播轴的空间变化可以随意设计。这种新方法可以看作是局域波理论在近轴区域的推广，新的脉冲在光通信、非线性光学、微操作等领域有着潜在的应用前景。
2018-09-24 physics.optics
Modelling the longitudinal intensity pattern of diffraction resistant beams in stratified media
本文研究了冻结波型光束在非吸收分层介质中的传输，并提出了一种理论方法，该方法能够在最后一种介质中提供所需的空间形状的抗衍射光束。在这方面，我们还发展了一个矩阵方法来处理分层介质与大量的层。此外，我们进行了一些讨论，通过使用薄膜最小化的第一材料界面上的入射FW光束的反射。我们的研究结果表明，它确实是可能的，以获得控制，按需，抗衍射光束的纵向强度图案，即使在它经历了多次反射和传输层界面。遥感、医疗和军事应用、非侵入式光学测量等，是一些领域，可以受益于这里提出的方法。
2018-03-07 physics.optics
Frozen spatial coherence
受相干冻结波概念的启发，本文介绍了其部分相干形式的一种可能的理论框架--冻结空间相干性，即通过叠加部分相干零阶贝塞尔光束在传播轴上产生所需的光场两点相关结构。结果表明，交叉谱密度可以给出一个描述的二维傅里叶级数，类似于一维的相干冻结波的方法。的形式主义被应用到部分相干场的设计是高度相干的，只有当在传播轴上的一对点属于一个预定的和有限的范围和高度不相干的范围外。
2022-05-25 physics.optics
Slow Wave Phenomena in Photonic Crystals
光子晶体和其他周期性结构中的慢光与光子色散关系的稳定点相关联，在该稳定点处光的群速度为零。我们表明，在某些情况下，消失的群速度是伴随着所谓的冻结模式制度，当入射光可以完全转换成慢模式与巨大的发散振幅。冻结模式状态是一种新的波现象-它不会减少到任何已知的电磁共振。形式上，冻结模式状态不是共振，在某种意义上，它对光子晶体的尺寸和形状不是特别敏感。与任何已知的慢波谐振相比，冻结模式机制更鲁棒和强大。它对吸收和结构缺陷有更高的容忍度。
2009-12-28 physics.optics
Production of Dynamic Frozen Waves: Controlling shape, location (and speed) of diffraction-resistant beams
最近，我们通过实验实现了抗衍射光束形状的非常有效的建模;从而首次产生了所谓的冻结波（FW），其纵向强度图案可以任意选择，在传播轴的预定空间间隔内。这种波具有许多潜在的应用：在医学，生物医学光学，光镊，原子引导，遥感，牵引光束，光通信或计量学，以及光子领域的其他主题。在这项工作中，我们扩展了我们的理论FW-这导致梁赋予静态包络-通过动态建模的FW，其形状现在允许演变的时间在一个预定的方式。我们在光学实验中，通过计算全息技术和空间光调制器来创建这样的动态FW。实验结果在这里提出了两种情况下的动态FW，零和其他的高阶，最后一个是最有趣的，包括在一个圆柱形表面的光的几何形状在空间和时间的变化。
2015-09-24 physics.optics
Frozen light in periodic metamaterials
波在空间周期性介质（如光子晶体）中的传播可以与任何均匀物质有质的不同。当电磁波的波长与周期性结构的原始平移相当时，这种差异尤其明显。在这种情况下，周期性介质不能被分配任何有意义的折射率。尽管如此，在几乎任何光子晶体中都可以发现诸如光传播的某些方向的负折射和/或相反的相速度和群速度之类的特征。唯一的保留是，与假设的均匀左手介质不同，光子晶体在感兴趣的频率范围内基本上是各向异性的。现在考虑入射到半无限光子晶体上的平面波。例如，可以假设在正折射的情况下，群的法向分量和透射布洛赫波的相速度具有相同的符号，而在负折射的情况下，这些分量具有相反的符号。如果透射波群速度的法向分量为零，会发生什么？让我们称之为“零折射”的情况。初看起来，透射波群速度的零法向分量意味着入射波的全反射。但是我们证明了全反射并不是唯一的可能性。相反，透射波可以以具有巨大振幅和近切向群速度的异常掠射模式的形式出现。这种壮观的现象对入射平面波的传播频率和方向极其敏感。这些特性在许多应用中非常有吸引力，例如高次谐波产生和波混合、光放大和激光、高效超级棱镜等。
2006-09-16 physics.gen-ph physics.optics
Quantization of Longitudinal Electric Waves in Plasmas
研究了朗道抗磁性和泡利顺磁性对量子等离子体中纵向电波特性的影响。结果表明，沿磁场传播的纵波的色散关系强烈地依赖于磁场，在根本上与经典的情况相反。发现了由磁场引起的量子等离子体波的新模式。
2009-11-01 astro-ph.CO physics.optics physics.plasm-ph
Shaping the longitudinal intensity pattern of Cartesian beams in lossless and lossy media
几种应用，如光镊和原子导向，受益于允许光场的空间分布，特别是其纵向强度图案的工程技术。在圆柱坐标系中，冻结波等方法允许对光束的特性进行高级控制，但在笛卡尔坐标系中没有类似的技术。由于笛卡尔光束也可能是有用的应用程序，我们在这里开发的方法来调制按需的任何（最初）一维笛卡尔光束的纵向强度图案与集中的波矢谱，从而涵盖所有傍轴一维光束。为此，我们将总梁写成两个一维梁的乘积，并探索由附加笛卡尔坐标提供的自由度。虽然在该坐标为零的平面中，所选择的一维光束保持其结构并具有额外的所需强度调制，但在该变量的方向上出现类似正弦的振荡，并创建一个大小可调的斑点。给出了高斯光束和艾里光束的计算实例，并进行了相应的实验验证，以说明该方法的有效性。
2017-07-28 physics.optics
Oblique frozen modes in periodic layered media
研究了平面电磁波入射到含有各向异性介质层的半无限周期分层介质表面的经典散射问题。我们证明了斜入射光在进入周期板后，会转变为具有极大振幅和零群速度法向分量的反常掠射模。这种模式不能表示为扩展和倏逝贡献的叠加。相反，它是一个一般的（非布洛赫）Floquet本征模的振幅发散线性与距离板边界。值得注意的是，在这种情况下的板反射率可以非常低，这意味着入射光几乎100%转换成轴向冻结模式，其中电磁能量密度超过入射波的电磁能量密度几个数量级。该效果可以在任何期望的频率下实现，包括光学和UV频率范围。唯一基本的物理要求是存在具有适当的各向异性轴倾斜取向的电介质层。这一现象的一些实际方面被认为是。
2003-07-02 physics.gen-ph physics.optics
Elastic Waves Scattering without Conversion in Metamaterials with Simultaneous Zero Indices for Longitudinal and Transverse waves
我们从理论上研究了弹性波在超材料中的传播，其中纵向波和横向波的折射率同时为零。在超材料板中存在散射物体（这里是圆柱体）的情况下，虽然弹性波可以完美地穿过超材料板，表现出众所周知的零折射率超材料的隐身效应，但它们在共振时被完全阻挡，表明在这种情况下物体散射了强弹性波。然而，尽管发生了弹性波散射，但与直觉相反的是，在该过程中在纵向波和横波之间没有模式转换，这与传统弹性介质中的模式转换完全相反。提出了一种具有这些特殊性质的二维声子晶体的设计。
2015-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Longitudinal electromagnetic waves with extremely short wavelength
真空和大多数物质中的电磁波具有横向极化。具有平行于波矢的电场的纵向电磁波是非常罕见的，并且在特定条件下出现在有限类介质中，例如在等离子体中。在这项工作中，我们研究了一种易于制造的超材料的色散特性，该超材料由两个三维立方体晶格连接的金属线插入到另一个中，也称为交织线介质。结果表明，超材料支持纵波在非常宽的频带从非常低的频率到布拉格共振的结构。波的特征是前所未有的短波长，与材料的周期相当。揭示的效果突出的空间色散响应的交错线介质，并提供了一个路径产生强空间变化的电磁场。
2021-07-29 physics.app-ph physics.optics
Investigations in the Displacement Current of Transverse Electromagnetic Waves and Longitudinal Interactions
本文分析位移电流在电介质静态极化与TEM波动态条件下的性质，以揭示其对光粒子纵向相互作用的影响，并探讨理论纵向电传输模式中的超光速传播。
2025-01-06 physics.optics
Second Harmonic Generation Enabled by Longitudinal Electric Field Components in Photonic Wire Waveguides
我们研究了III-V族半导体线波导中与晶轴对齐的I型二次谐波产生。在这个方向上，由于III-V族半导体的单个非零张量元素，仅允许通过与光场的纵向分量混合的频率转换。我们实验研究了传播方向对转换效率的影响，并通过激发反对称二次谐波高阶模确认了纵向分量所起的作用。
2020-05-08 physics.optics
Transient effects at resonant light scattering by particles: Anapole as a storage for "frozen light"?
本文讨论了激光脉冲前沿高Q共振模激发的瞬态效应及其在脉冲被粒子散射过程中在脉冲后沿的分解。主要的注意力是支付给nonradiating（anapole）模式激发在高指数圆柱。这个问题进行了研究分析和数值。结果表明，再极点是一个稳定的，但本质上是非平衡的模式，它可以存在，当且仅当主机粒子被照射的连续入射波。一旦入射波被切断，阿那普尔就变成辐射模式，并且由于广泛的辐射损失而非常快地崩溃。它破坏了利用类似阿纳普尔的激发作为“冻结光”存储器的希望。"
2017-08-04 physics.optics
Temporally and Longitudinally Tailored Dynamic Space-Time Wave Packets
本研究提出并验证了一类可在纵向传播路径任意预设距离处实现时空调控演化的动态时空波包，通过二维频谱合成实现多光自由度独立调控，拓展了时空动力学研究维度并具备多领域应用潜力。
2023-08-22 physics.optics
Slow light, open cavity formation, and large longitudinal electric field on slab waveguide made of indefinite permittivity materials
研究了由介电常数不定（$\vep$）材料（IEM）制成的平板波导的光学特性。在这种介质中，横向介电常数为负，而纵向介电常数为正。在任何给定的频率下，波导支持无限数量的横向磁（TM）本征模。对于固定厚度的平板波导，最多只有一个TM模是前向波。其余的是可以具有非常大的相位指数的后向波。在临界厚度下，波导支持具有零群速度的简并前向和后向波模式。在临界厚度以上，波导支持复共轭衰减模式而不是传播模式。IEM中损耗的存在将提升简并度，导致具有有限群速度的模式。提出了可行的实现方案。分析了IEM波导的性能，讨论了其可能的应用，并通过数值计算得到了支持。这些平板波导可用于制作光缓冲器中的光延迟线，以减慢和捕获光，形成开放腔，产生强纵向电场，以及用作光集成电路中的移相器。
2010-01-07 physics.class-ph physics.optics
Longitudinal modes in diffusion and localization of light
在这项工作中，我们包括纵向电磁波的弹性散射的传输理论使用的介质充满了点状，电偶极子。纵波和横波之间的干涉产生了两个新的通道，其中一个通道允许能量传输。这幅图是通过将辐射转移的独立散射框架扩展到包括二元偶极-偶极相互作用而得出的。我们计算了光在新的输运通道中的扩散常数，并通过考虑态密度、均分和洛仑兹局域场，研究了纵波在光扩散的其他方面的作用。在强散射状态下，不同的传输机制耦合并施加最小的电磁波传导率，从而防止介质中光的安德森局域化。我们扩展了自洽理论的本地化和比较广泛的数值模拟的预测。
2021-05-07 cond-mat.dis-nn physics.optics
Control of spatial four wave mixing efficiency in Bessel beams using longitudinal intensity shaping
无衍射贝塞尔光束由于其在非线性传输和非线性压缩条件下的稳定性而引起了人们的广泛兴趣。然而，已知克尔非线性耦合引起显著的纵向强度调制，这不利于均匀等离子体的产生或用于透明材料的处理中的应用。这些非线性不稳定性产生的新的空间光谱成分，通过一个初始阶段的连续光谱展宽，然后由四波混频。在本文中，我们调查分析和数值模拟这些过程，并表明，非线性不稳定性可以通过输入光束的空间光谱相位的形状控制。这为抑制新频率的非线性增长和控制超短脉冲在光纤中的传输开辟了新的途径。
2019-10-14 nlin.PS physics.optics
Longitudinal optical phonons in photonic time crystals containing a stationary charge
本文研究了洛伦兹介质光子时间晶体（PTCs）中纵向光学声子与静止电荷的相互作用，发现静止电荷可激发纵向模式，且PTCs能在极小折射率调制下形成无限动量带隙放大该模式，为受限光学实验提供新途径。
2024-07-05 physics.app-ph physics.optics
Excitation of Longitudinal Waves in a Degenerate Isotropic Quantum Plasma
本文导出了描述低密度电子束与简并电子量子等离子体相互作用的色散方程，并对一些有趣的情况进行了检验。除了类似于经典等离子体的不稳定性外，由于量子效应，还发现了一种新的不稳定性，并得到了这些新模式的增长率，它们是纯量子的。此外，还讨论了强电场对Bogolyubov型谱的激发。
2009-11-25 astro-ph.CO physics.optics physics.plasm-ph
Longitudinal wave function control in single quantum dots with an applied magnetic field
控制半导体量子点中的单粒子波函数是实现固态量子信息处理和自旋电子学的需要。通常，粒子波函数可以通过垂直的磁场横向调谐。我们报道了单量子点在磁场作用下的波函数控制。对于棱锥或截棱锥形状的纯InAs量子点，由于底部的限制较少，空穴波函数总是占据底部，从而诱导出从底部到顶部的永久偶极子。当沿基-顶方向施加磁场时，孔波函数在基面内收缩。由于空穴波函数的约束从基到顶呈线性变化，收缩过程中有效质量中心上移。由于电子的均匀约束势，电子的有效质量中心不会移动太多，这导致永久的偶极矩变化和沿磁场方向的反向电子-空穴对准。纵向操控波函数不仅为利用磁场控制量子点中的电荷分布提供了一种新的途径，而且为调控单量子点中的电子-空穴相互作用提供了一种新的方法。
2015-01-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Generation and detection of coherent longitudinal acoustic waves in ultrathin 1T'-MoTe2
层状过渡金属二硫属化物由于其多功能性和与当前纳米纤维技术的兼容性而引起了人们的极大关注。因此，非侵入性手段来确定纳米（nm）厚的试样的机械性能越来越重要。在这里，我们报告的检测相干纵向声学声子模式产生的脉冲飞秒（fs）光激发。在1 T ′-MoTe 2薄片中作为厚度（7 nm - 30 nm）的函数的宽带fs瞬态吸收实验产生2990 m/s的纵向声速。此外，依赖于温度的测量揭示了归一化杨氏模量的线性下降，斜率为-0.002/K，并且没有由Td -1 T '结构相变或膜厚变化引起的明显变化。
2019-11-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
