Experimental demonstration of graphene plasmons working close to the near-infrared window
石墨烯等离子体激元由于其强的模式约束、长的传输距离和独特的可调谐性，在中红外和太赫兹波段得到了广泛的研究。然而，将石墨烯等离子体激元推向更短的波长，以便将石墨烯等离子体激元概念与近红外区域的现有成熟技术相结合，仍然是一个巨大的挑战。我们研究了由石墨烯纳米盘支撑的局域化石墨烯等离子体，并在完全可扩展的嵌段共聚物自组装方法的帮助下实验证明了石墨烯等离子体在2 μm处工作。我们的研究结果显示了一种很有前途的方法，以促进石墨烯等离子体激元的基础研究和潜在的应用在近红外窗口。
2016-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Experimental Demonstration of Plasmon-Enabled Monolithic Bragg Reflectors for Infrared Light via Inverse Design
Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；Lodz University of Technology（罗兹理工大学）；Łukasiewicz Research Network — Institute of Microelectronics and Photonics（卢卡谢维奇研究网络微电子与光子学研究所）
本研究通过反向设计优化，提出基于单片InP的等离子体增强布拉格反射器，实现中红外波段接近100%的高反射率，为高效等离子体镜提供可扩展平台。
2026-01-08 physics.optics
Mid-infrared Kerr index evaluation via cross-phase modulation with a near-infrared probe beam
本研究提出一种无需中红外探测器的中红外克尔折射率测量方法，利用近红外探测光与中红外光的非简并交叉相位调制提取非简并克尔系数，结合双带形式体系得到简并克尔系数，可作为传统技术的补充方案。
2023-06-15 physics.optics
A copper negative index metamaterial in the visible / near-infrared
我们提出了一种在可见光/近红外波长具有负折射率的等离子体铜超材料的设计。利用数值模拟，我们证明了负折射的铜超材料棱镜，并执行参数提取技术，以验证的有效，介电常数和磁导率的符号。我们提出的设计具有与在可见光/近红外范围内工作的类似银基超材料相当的品质因数。这些发现对可见/近红外低成本等离子体激元器件和负折射率超材料的设计具有重要意义。
2011-08-22 physics.optics
Near-infrared negative-index metamaterials consisting of multiple layers of perforated metal-dielectric stacks
在本文中，我们数值模拟了一个近红外负折射率超材料（NIM）板组成的多层穿孔的金属-电介质叠层，并表现出低虚部的负折射率的波长。使用两种不同的数值方法得到的有效折射率是一致的。通过计算超材料内部的场，验证了反向相位传播。这些结果指出了一种新的低损耗厚超材料在光频率的设计。
2006-05-23 physics.optics
Measurement of the nonlinear refractive index of air constituents at mid-infrared wavelengths
我们测量了N $_2$、O $_2$和Ar在可见光到中红外波段（λ= 0.4 - 2.4 μm）的非线性折射率系数。研究的波长对应于大气中的透明窗口。与$χ^{(3)}$的理论模型吻合良好。我们的研究结果是必不可少的准确模拟超短中红外脉冲在大气中的传播。
2015-10-02 physics.optics
Wide-angle infrared absorber based on negative index plasmonic metamaterial
描述了一种基于超材料的红外辐射广角吸收器的制造方法。该技术基于各向异性的完美阻抗匹配负折射率材料（PIMNIM）。分析表明，在所有三个维度PIMNIM的子波长使吸收接近100%的入射角高达$45°$的法线。提出了基于等离子体超材料的这种频率可调谐PIMNIM的具体实现。介绍了在红外成像和相干热源中的应用。
2009-01-13 physics.optics
Tentative demonstration of all-silicon photodetector: from near-infrared to mid-infrared
本文通过选择性激光退火制备全硅光电探测器，覆盖近红外至中红外波段，发现III/XII复合物和IV相分别呈负、正光导，并构建可调同质结，扩展了亚稳态硅在光电子领域的应用。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observations of zero-order bandgaps in negative-index photonic crystal superlattices at the near-infrared
首次在近红外波段观测到了由负折射率光子晶体和正折射率介质材料交替堆叠而成的光子晶体超晶格的零n带隙。由从头算三维数值模拟的指导下，所制造的纳米结构超晶格证明了零级间隙的存在下，在一个范围内的不同的超晶格周期和单位晶胞的变化与理论预测显着一致。这些体积平均的零折射率超晶格结构提出了一种新型的光子带隙，具有完全波前控制的任意相位延迟线和开放腔共振的潜力。
2009-04-15 physics.optics
High accuracy, absolute, cryogenic refractive index measurements of infrared lens materials for JWST NIRCam using CHARMS
詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）近红外相机（NIRCam）的折射光学设计在其镜头中使用三种红外材料：LiF，BaF2和ZnSe。为了向仪器的光学设计者提供精确的、迄今为止无法获得的基于实际低温测量的绝对折射率数据，使用NASA戈达德太空飞行中心（GSFC）的低温高精度折射测量系统（CHARMS）测量了每种材料的两个棱镜样品，密集覆盖温度范围从15到320 K，波长范围从0.4到5.6微米。数据处理方法进行了讨论和图形和表格数据的绝对折射率，色散，和热光系数为这三种材料的选定波长和温度，以及估计指数的不确定性。系数随温度变化的Sellmeier拟合的测量指数也提出了一个例子，他们的使用来预测绝对指数在任何波长或温度范围内的这些参数的适用范围。
2008-05-01 physics.optics
Infrared refractive index dispersion of PMMA spheres from synchrotron extinction spectra
我们进行了高分辨率傅里叶变换红外（FTIR）光谱的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）球的尺寸未知的米氏散射区域。除了一个缓慢的，振荡的结构（摆动），这是由于干涉效应，测量的FTIR消光光谱表现出波纹结构，这是由于电磁共振。我们充分表征的基本电磁模式结构的频谱分配两个模式数的波纹在测量的频谱。我们表明，分析波纹结构中的频谱中的波数区域从约$3000\,$厘米$^{-1}$到$8000\,$厘米$^{-1}$，使我们能够确定未知的半径的球体和PMMA的折射率，这表明了很强的频率依赖性，在这个近红外光谱区域。虽然在本文中，我们专注于研究PMMA球作为一个例子，我们的方法来确定的折射率和它的色散从同步辐射红外消光光谱一般适用于任何透明物质，可以塑造成微米大小的球体的折射率的测定。
2016-05-23 physics.optics
Contact-interference Hybrid lithography: Toward Scalable Fabrication of cross-scale periodic micro structure and demonstration on infrared micro polarizer array
本文提出一种结合激光干涉光刻与接触光刻的混合制造方法，通过四步工艺构建单层微偏振器阵列图案，显著缩短图案化时间并减小拼接误差，在3-15μm波段实现高透射率与高消光比，为跨尺度周期性微结构提供低成本高效制造路径。
2024-10-16 physics.optics
Refractive Index of Humid Air in the Infrared: Model Fits
本文利用电磁线跃迁求和理论，在一定的二氧化碳含量下，对从H波段到Q波段的五个不同红外波段的湿空气折射率随基本独立参数（温度、压力、湿度、波长）的泰勒展开进行了计算。这些是原始的最小二乘拟合，高分辨率的光谱，一组温度从10到25 ℃，一组压力从500到1023百帕，和一组相对湿度从5到60%。这些选择反映了在天文望远镜的山区高度的环境空气特性的应用前景。
2007-02-02 physics.optics
Infrared dielectric metamaterials from high refractive index chalcogenides
高折射率介电材料在纳米光子器件和应用中有很大的需求，从纳米光学元件到无金属亚衍射光限制和波导。在这里，我们表明，硫族化物拓扑绝缘体是特别合适的候选人介电纳米光子架构在红外光谱范围内的报告超材料共振硫族化物晶体内持续良好的中红外，选择Bi $_2$ Te $_3$作为案例研究在这个家庭的材料。由于在整个2-10 $μ$ m区域中范围在7和8之间的异常高的折射率，实现了入射电磁场的强共振调制。对超材料中复杂模式结构的分析暗示了极向表面电流的激发，这可以通过耦合到自旋极化拓扑表面载流子来为增强的光-物质相互作用和低损耗等离子体配置打开路径，从而提供了在单个平台中组合介电，等离子体和磁性超材料的新机会。
2019-11-21 physics.optics
Spatiotemporal Characterization of Supercontinuum Extending from the Visible to the Mid-Infrared in Multimode Graded-Index Optical Fiber
实验证明，用Nd：YAG微片激光器输出的亚ns脉冲泵浦渐变折射率多模光纤，可以在2500 nm处产生具有均匀钟形空间光束轮廓的平坦超连续谱.我们研究了超连续谱的发展沿多模光纤的削减方法，这使我们能够分析克尔诱导的几何参数不稳定性和受激拉曼散射之间的竞争。我们还进行了光谱分辨的时间分析的超连续谱发射。
2016-07-22 physics.optics
Germanium-Based Mid-Infrared Photonics
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, Université Paris-Saclay, CNRS（巴黎萨克雷大学国家科学研究中心纳米科学中心）；Optoelectronics Research Centre, University of Southampton（南安普顿大学光电研究中心）；L-NESS, Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, Polo di Como（米兰理工学院科莫校区物理系L-NESS）
本文综述了基于锗的中红外光子学的发展，涵盖材料平台、主动和非线性器件，以及传感应用的潜力与挑战。
2026-03-10 physics.optics
Experimental demonstration of an anomalous Floquet topological insulator based on negative-index media
表现出对缺陷和杂质鲁棒的单向传输的光子和声学拓扑绝缘体通常在二维环形谐振器的耦合阵列中实现。这些系统已经产生了一系列的应用，包括光隔离器，延迟线和激光器。然而，由于需要在相邻的耦合环之间增加一个耦合环来构造光子赝自旋，使得结构复杂。在这项工作中，光子模拟的量子自旋霍尔效应的提出和实验证明在反常Floquet拓扑绝缘体在微波制度。这种改进的设计利用了负折射率介质的有效和反向耦合。这些结果有助于理解超材料的拓扑结构，并为构造有用的拓扑光子器件指明了新的方向。
2020-06-14 physics.app-ph physics.optics
Ultrafast Laser-Fabricated Fluoride Glass Waveguides with Exceptionally High Positive Refractive Index Change for Mid-Infrared Integrated Optics
本研究利用超快激光在氟化物玻璃中制备出折射率变化超过0.02的高正折射率变化波导，揭示了钡元素迁移致密化机制，实现了3D结构、新型可见光激光及中红外器件小型化，在传感与光谱学领域潜力巨大。
2024-11-18 physics.optics
Extreme mid-infrared field enhancement and anapoles in high-index plasmonic metamaterials
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学学院）；NanoPhotonics Centre, Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室纳米光子学中心）
本文基于金纳米颗粒自组装超材料，实现中红外波段有效折射率超过15且间隙场增强两个数量级，并通过设计支持anapole的紧凑超材料器件进一步增强纳米间隙场，使量子发射器的受激辐射响应增强三个数量级。
2026-06-18 physics.optics
Experimental demonstration of directive Si3N4 optical leaky wave antenna with semiconductor perturbations at near infrared frequencies
方向图可调的定向光漏波天线是一种很有前途的集成光调制和扫描器件。使用CMOS兼容的半导体平面波导技术制造的OLWA具有提供高方向性以及用于调制和切换能力的电可调谐性的潜力。我们实验证明了从氮化硅（$Si_3N_4$）波导为基础的OLWA的定向辐射。OLWA设计包括50个埋在波导内的晶体Si扰动，周期为1 μm，每个长度为260 nm，高度为150 nm，导致电信波长的定向辐射图案。在1540 nm波长处测得的远场辐射方向图具有很强的方向性，在与波导轴成84.4°角处强度最大，半功率束宽约为6.2°，这与我们的理论预测一致。半导体微扰的使用有助于电子辐射控制，这是由于微扰中的载流子密度变化引起的折射率变化。为了评估电调制能力，我们研究了Si微扰中的载流子注入和耗尽，并研究了锗中的Franz-Keldysh效应。理论分析表明，在耗尽模式下，当折射率变化为$3\times10^{-4}$时，硅线调制器的-3 dB调制带宽为75 GHz;在注入模式下，当折射率变化为$1.5\times10^{-2}$时，硅线调制器的-3 dB调制带宽为350 MHz。Franz-Keldysh效应有可能在电信波长的辐射控制中产生非常快的调制。
2015-02-20 physics.optics
Tunable Multi-Peak Perfect Absorbers Based on Borophene for High-Performance Near-Infrared Refractive Index Sensing
硼氢化物作为一种新兴的二维单元素折射率传感材料，由于其超高的表面积体积比和出色的表面灵敏度，最近引起了人们的极大关注。然而，目前的研究主要集中在设计具有单峰吸收的基于硼烷的传感器，这与多峰传感器的性能相比缺乏可靠性。本文提出了一种具有多个近乎完美吸收峰的高性能硼氢化物折射率传感器。使用时域有限差分（FDTD）模拟的metadevices的几何参数进行优化，以获得三个强吸收峰在近红外（近IR）制度的强度为99.72%，99.18%，和98.13%。进一步的计算表明，三个强峰的灵敏度分别达到339.1 nm/RIU、410.1 nm/RIU和738.1 nm/RIU，相应的光学优值分别达到15.41/RIU、14.65/RIU和10.85/RIU，显示出很大的近红外折射率传感潜力。此外，三个吸收峰可以很容易地通过调节硼化物的载流子密度来调谐，这可以通过施加不同的外偏压来实现。这些结果可为多峰近红外动态集成光子器件的研制提供理论指导
2022-06-09 physics.optics
Experimental demonstration of spectrally-broadband Huygens sources using low-index spheres
操纵结构介电介质中共振电和磁多极矩的激发已经解锁了许多复杂的电磁功能。本文介绍了宽带惠更斯光源的实验实现。这个惠更斯源由一个球形粒子组成，该粒子在GHz频率下的一个倍频程以上的谱带上表现出明确的前向散射图案，其中整个后半球的散射被抑制。研究了两种不同的低折射率微球，它们的介电常数不同。这使得它们为前向散射图案提供不同的形状。这种宽带特性的理论理解是基于低介电常数球体中谐振电和磁多极矩在振幅和相位上的近似相等。这是近似电磁对偶对称性的关键条件，电磁对偶对称性与球对称性一起抑制后向散射。有了这样的配置，即使磁性材料不可用，宽带惠更斯源也可以设计。本文提供了使用低折射率球设计宽带惠更斯源的指导方针，这对大量的应用可能是有价值的。
2019-01-26 physics.class-ph physics.optics
Refractive index measurement of pharmaceutical powders in the short-wave infrared range using index matching assisted with phase imaging
本文提出将折射率匹配与干涉相位成像相结合的无假设方法，把匹配判定精度提升一个数量级，并测定四种药物粉末在1100–1650 nm的折射率。
2024-03-03 physics.chem-ph physics.optics
Mid-infrared photodetector based on 2D material metamaterial with negative index properties for a wide range of angles near vertical illumination
提出了一种基于石墨烯的负折射率超材料垂直照明硅兼容中红外光电探测器。在没有超材料的帮助下，以接近垂直于表面的角度耦合到2D层中是可以忽略的。我们提出了一种低损耗的超材料，介电结构与纳米/微米孔通过二维材料，支持谐振，并提高量子效率在很宽的入射角范围内。
2021-02-08 physics.app-ph physics.optics
Experimental demonstration of high sensitivity refractive index sensing based on magnetic plasmons in a simple metallic deep nanogroove array
实验制作了一种高性能的宽角度折射率传感器，该传感器基于简单的一维（1D）高深宽比的金属深纳米槽阵列。1D深槽阵列的特征在于磁等离子体激元（MP）的激发，指的是入射电磁波与深槽内部感应的强磁响应的有效耦合。利用MP共振是非常敏感的周围的电介质，我们成功地实现了折射率灵敏度（RIS）高达$\sim$ 1300 nm/RIU，这是高于大多数实验设计的等离子体传感器在红外区域。重要的是，受益于与角度无关的MP共振与强约束的磁场内的深槽和强电场本地化的凹槽开口，我们展示了广角传感能力有效的宽带红外区域具有良好的线性依赖于折射率的变化。这种基于MP的传感器，加上其简单的一维平面性质和易于制造，具有很大的潜力，高灵敏度，成本效益和紧凑的传感设备的实际设计。
2020-03-06 physics.app-ph physics.optics
Quantum Fourier-transform infrared spectroscopy in the fingerprint region
红外量子吸收光谱（IRQAS）利用光子对产生过程中的量子干涉，可以通过可见或近红外光子探测来提取样品的红外光学特性，而不需要红外光源或探测器，这一直是光谱仪小型化和高灵敏度的障碍。然而，实验演示仅限于波长短于5 μ m或太赫兹区域，而在通常用于识别化合物或分子的1500- 500 cm^-1（6.6至20 μ m）的所谓指纹区域尚未实现。在这里，我们报告的实验演示的量子傅里叶变换红外（QFTIR）光谱的指纹区域，吸收和相位光谱（复杂的光谱），可以从傅里叶变换的量子干涉图获得一个单一的像素可见光探测器。作为演示，我们获得了硅晶片在10 μ m（1000 cm^-1）附近的透射光谱，以及合成含氟聚合物片（聚四氟乙烯）在8 ~ 10.5 μ m（1250 ~ 950 cm^-1）波长范围内的复合透射光谱，其中清晰地观察到C-F键的对称和非对称拉伸模式引起的吸收。我们的QFTIR光谱方法的每单位光谱宽度和单位探测光强度的信噪比比传统FTIR光谱高出10^2倍。这些结果为基于量子技术的新型光谱设备开辟了道路。
2021-10-27 physics.optics quant-ph
Femtosecond laser written diamond waveguides - a step towards integrated photonics in the far infrared
首次演示和完整的表征金刚石中的中红外波导的详细报告。设计了2.4 μ m和8.6 μ m两种波导，并利用2.4 μ m飞秒脉冲在波导和体衬底中的传播，分析了它们的群速度色散。总色散被发现是占主导地位的散装材料，而不是波导，是在275 fs 2/mm的范围内，表明飞秒激光写入金刚石修改引入可忽略不计的扰动的内在材料。
2018-06-28 physics.optics
Non-magnetic nano-composites for optical and infrared negative refraction index media
我们开发了一种方法，使用纳米结构的等离子体材料作为一个非磁性的负折射率系统在光学和近红外频率。与传统的负折射材料相比，我们的设计不需要周期性，因此对制造缺陷具有很高的容忍度。此外，由于所提出的材料本质上是非磁性的，因此它们的性能不限于谐振的接近度，使得所得结构具有相对低的损耗。我们发展了相关电磁现象的解析描述，并通过麦克斯韦方程组的数值解证明了我们的解析结果。
2005-06-27 physics.gen-ph physics.optics
New type of ellipsometry in infrared spectroscopy: The double-reference method
我们已经开发出一种概念上新型的椭圆偏振法，它允许通过同时测量相对于真空和另一个参考介质的非偏振法向入射反射率来确定复折射率。由这两个量可以直接得到复光学响应，而不需要Kramers-Kronig变换。由于其在从远红外到软紫外区域的广泛光谱范围内的透明度和大折射率，金刚石可以理想地用作第二参考。与其他椭偏技术相比，实验装置相当简单。
2008-01-28 physics.optics
Link between the laws of geometrical optics and the radiative transfer equation in media with a spatially varying refractive index
我们提出了在以前的文件[选择。228，33（2003）]描述具有空间变化折射率的介质中的辐射转移的修改的辐射转移方程。本文致力于证明该方程在非吸收/非散射极限下完全有效，这是L。Martí-López和同事[Opt. Commun. 266，44（2006）]。断言，这个方程将意味着零发散的光线也评论。
2007-12-12 physics.optics
Liquid-core low-refractive-index-contrast Bragg fiber sensor
我们提出并实验证明了一种用于液体分析物折射率检测的低折射率对比度空芯布拉格光纤传感器。该传感器使用谐振感测原理进行操作-当光纤芯中的液体分析物的折射率改变时，光纤导模的谐振限制也将改变，从而导致光纤传输中的光谱偏移和强度变化。作为演示，我们使用一组不同浓度的NaCl溶液表征布拉格光纤传感器。传感器的实验灵敏度为~ 1400 nm/RIU（折射率单位）。此外，使用理论模型，我们表明，低折射率对比度的布拉格光纤更适合于液体分析物传感应用比他们的高折射率对比度的同行。
2011-03-09 physics.optics
Experimental demonstration and modeling of near-infrared nonlinear third-order triple-photon generation stimulated over one mode
本研究首次实验演示了在单一模式上受激的近红外三阶三光子产生（TPG），使用KTiOPO4晶体在532 nm泵浦下实现了相位匹配，并基于非线性动量算符建立了理论模型，实验结果与计算完全一致。
2024-12-26 physics.optics quant-ph
Dual-Band Negative Index Metamaterial: Double-Negative at 813 nm and Single-Negative at 772 nm
本工作是关于双波段负折射率超材料的实验演示。对于波长在799和818 nm之间的线性偏振光，样品是双负的（显示负的有效磁导率和负的有效介电常数），在813 nm处折射率的实部约为-1.0;在该波长处，比率-Re（n）/Im（n）接近1.3。对于正交偏振，相同的样品在可见光（在772 nm处）也表现出负折射率。材料的光谱测量与从有限元电磁解算器获得的结果在两个偏振下的制造样品的实际几何形状是一致的。
2006-12-28 physics.optics
On-chip optical parametric oscillation into the visible: generating red, orange, yellow, and green from a near-infrared pump
微谐振腔中的光学参量振荡（OPO）是一种有效的、可扩展的片上相干可见光产生方法。然而，到目前为止，只有在< 420 THz（接近可见光波段的边缘）的红光被报道。在这项工作中，我们展示了片上OPO覆盖> 130 THz的可见光谱，包括红色，橙色，黄色和绿色波长。特别地，使用在从386 THz到391 THz的近红外中扫描5 THz的泵浦激光器，信号从395 THz的近红外调谐到528 THz的可见光，而闲频从378 THz的近红外调谐到254 THz的红外。我们证明的最宽的信号-闲频分离为274 THz，对应于超过一个倍频程的跨度，并且是迄今为止纳米光子OPO最宽的分离。我们的工作清楚地展示了非线性纳米光子学如何将光从易于访问的紧凑型近红外激光器转换为目标可见波长，这对于光谱学和计量系统的现场部署至关重要。
2020-03-26 physics.optics
Refractive indices of Y$_2$SiO$_5$ in the near-infrared
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内耳研究所）
针对Y$_2$SiO$_5$在近红外波段折射率数据缺失的问题，采用干涉测量技术测定主折射率，并基于Sellmeier方程建立宽光谱模型，给出了系数与精度。
2026-08-12 physics.optics
Bulk ReSe2: record high refractive index and biaxially anisotropic material for all-dielectric nanophotonics
我们发现，散装的二硒化铼，ReSe 2的特点是记录高值的折射率超过5在近红外频率范围内。我们使用后焦平面反射光谱提取ReSe2介电常数张量的组成部分，并揭示其极端的双轴各向异性。我们还证明了实验数据和密度泛函理论的预测之间的良好协议。ReSe2的大折射率和巨大的光学各向异性的组合使得ReSe2成为近红外频率范围内全介电纳米光子学的前景材料。
2023-01-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Simultaneous measurement of refraction and absorption with an integrated near-infrared Mach-Zehnder interferometer
本文提出并实验验证了一种基于氮化硅马赫-曾德尔干涉仪的近红外传感器，可直接测量复折射率，检测限低于2×10⁻⁶ RIU，并可用作集成色散光谱仪。
2024-05-23 physics.app-ph physics.optics
Measurement of the Kerr nonlinear refractive index and its variation among 4H-SiC wafers
碳化硅（SiC）独特的材料特性和最近的低损耗绝缘体上SiC集成光子学平台的展示吸引了对芯片级光子和量子应用的相当大的研究兴趣。在这里，我们对几家主要晶圆制造商的4 H-SiC晶圆之间的克尔非线性进行了彻底的调查，并首次揭示了它们的克尔非线性折射率可以显着不同。通过消除四波混频实验中的各种测量误差和改进高折射率对比度波导的理论模型，估算出4 H-SiC晶片在通信波段的最佳克尔非线性折射率约为化学计量氮化硅的4倍。此外，实验证据表明，克尔非线性在4 H-SiC晶片可以更强的沿c轴比在正交方向，以前从未报道过的功能。
2022-11-16 physics.optics
Two octave supercontinuum generation in a non-silica graded-index multimode fiber
报道了在非石英渐变折射率多模光纤中产生从可见光到中红外（700 - 2800 nm）的两倍频程超连续谱。光纤设计是基于一个纳米结构的核心组成的两种类型的铅铋镓酸盐玻璃棒具有不同的折射率。与石英光纤相比，这种结构产生有效的抛物线折射率分布、扩展的传输窗口和十倍增加的非线性。利用正常和反常色散区波长的飞秒脉冲泵浦，详细研究了周期性自成像产生超连续谱的机制和不稳定性。值得注意的是，适当的注入条件下，在高功率制度的输出光束轮廓显示出清晰的签名，光束自清洁非线性模式混合。利用广义非线性薛定谔方程的时空3+ 1维数值模拟解释了实验观测，在整个两倍频程谱带宽上，模拟谱与实验非常吻合.这些结果展示了一种新的途径，在中红外产生明亮的超宽带光源。
2021-08-20 physics.optics
Efficient infrared upconversion via a ladder-type atomic configuration
实验证明，~（85）Rb的梯形原子组态可以将1529.4nm的红外线转换为780 nm的可见光，转换效率为54%。具体地说，我们从理论上分析了高效率是由于大的非共振增强的折射率在四波混频（FWM）过程中的非线性色散。利用两个相互垂直的偏振泵浦场，验证了该结构中两个四波混频过程的相干性。
2012-11-28 physics.optics
Self-assembled hexagonal double fishnets as negative index materials
我们的实验表明，在近红外波长范围内的负折射率超材料的制造胶体光刻的成功使用。特别是，我们研究了广泛研究的双鱼网超材料的具体实现，由一个金-硅-金层堆叠穿孔的六边形阵列的圆孔。通过调节孔的直径，我们可以将这些自组装的超材料定制为单负（ε < 0）和双负（ε < 0和μ < 0）超材料。
2010-10-18 physics.optics
Tunable subnanometer gap plasmonic metasurfaces
折射率决定了光在材料中的流动。在可见光和近红外波长下，对于天然存在的透明材料，折射率的实部被限制为小于3，这从根本上限制了应用。在这里，我们进行了实验，以研究在可见光和近红外波长的自组装超颖表面的有效折射率的上限。厘米级的超颖表面由六方密堆积（hcp）单层的金纳米球涂有可调的烷乙氧基化物配体壳，控制粒子间的间隙从2.8到0.45 nm。与孤立的二聚体研究相反，宏观尺度的区域允许同时探测数十亿个间隙，并且hcp对称性导致共振模式中的大波长偏移，使得亚纳米长度尺度机制能够在远场中可重复地测量。我们证明了亚纳米间隙，超颖表面的光学响应与经典（本地）模型一致，具有轻微的非本地效应，并且没有明确的证据表明在光学频率下配体介导的电荷转移。我们确定超颖表面的折射率的有效实部对于绿黄颜色具有最小值1.0，然后在红色中迅速达到最大值5.0，并且在远至近红外的情况下保持大于3.5。我们进一步表明改变超颖表面中配体的端基和共轭对光学性质的影响很小。这些结果建立了可见光和近红外线限制的实用上限，可能导致独特的色散工程涂层
2017-11-06 physics.optics
High-index and low-loss topological insulators for mid-infrared nanophotonics
本文利用近场成像研究 Bi2Se3、Bi2Te2Se 和 Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3 的中红外光学性质，发现它们表现为高折射率、低损耗介电材料，其中 Bi2Te2Se 折射率高达 7.5，可作为中红外纳米光子学的理想衬底。
2023-11-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrafast Laser Inscription of High Performance Mid-Infrared Waveguides in Chalcogenide Glass
本文介绍了用超快激光刻蚀技术在硫系玻璃中实现中红外光波导。我们的方法是基于多芯波导，其中包括在一个正折射率通道放置在彼此平行的网格上的对齐。两种不同的网格进行了研究，不同的折射率之间的通道和玻璃基质的对比。在4.5 $μ$ m的波长的性能的详细分析表明，0.20 $\pm$ 0.05 dB/cm的传播损耗和耦合效率高于60%。
2019-08-09 physics.app-ph physics.optics
Ultrabroad-Band Direct Digital Refractive Index Imaging Based on Suspended Graphene Plasmon Cavities
中红外光谱法是化学鉴定和成分分析所必需的，因为存在特征分子吸收指纹。然而，这是非常具有挑战性的，以确定在低浓度下使用当前的光子系统在宽的中红外光谱范围内的分析物的折射率。我们提出了一种基于成像的纳米光子技术的折射率测定。该技术是基于深亚波长石墨烯等离子体腔，并允许检索的分子浓度。这种方法的特点是一个二维阵列的悬浮石墨烯等离子体腔，其中极高的电场增强和非凡的压缩石墨烯等离子体可以同时实现通过结合浅腔和深腔。这使得共振晶胞能够在多个光谱点处以阵列的空间吸收图案读出，并且所得到的信息然后被转换成分析物的折射率。与目前基于分子吸收的纳米光子技术相比，所提出的技术提供了补充信息，包括折射率测量的能力，超宽带可测量光谱范围以及所需分析物的小体积，从而将折射传感技术的潜力推向红外频率。
2020-11-12 physics.app-ph physics.optics
Strong magnetic response of submicron Silicon particles in the infrared
具有共振磁特性的高介电常数介电粒子正在被探索作为微波领域中新的超材料和器件的构成元素。由于光学材料在可见光或红外区的固有低折射率，预计低损耗介电纳米颗粒在这些区域的磁性不会出现。在这里，我们分析了由中等介电常数材料制成的无损耗介电球体的偶极电磁响应。对于低材料折射率，由于不同多极贡献之间的强重叠，没有尖锐的共振。然而，我们发现，折射率为3.5和半径约为3.5的硅颗粒。200 nm在电信和近红外频率（即波长约为100 nm）中呈现偶极和强磁共振响应。1.2-2微米）。此外，由这些Si粒子散射的光可以完美地描述由偶极电场和磁场，四极和更高阶的贡献可以忽略不计。
2010-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Negative refraction in Al:ZnO/ZnO metamaterial in the near-infrared
贵金属如金和银是超材料器件的主要金属构建块。然而，由这些金属制造亚波长尺寸的结构元件严重限制了器件的光学性能，并且使光波长范围内的几乎所有超材料器件的制造工艺复杂化。作为贵金属的替代品，我们建议使用重掺杂的氧化物半导体，在近红外线中提供功能和制造优势。在这封信中，我们报告了一个实验演示的负折射在近红外超材料设备，设计和制造使用铝掺杂氧化锌。
2011-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Low-loss Zero-Index Materials
折射率为零的材料支持表现出固定相位分布的电磁模式。虽然这种材料已经在可见光和近红外光谱范围内实现，但辐射和耗散光学损耗阻碍了它们的发展。我们通过引入高Q共振，通过共振捕获和保护的状态，减少在零指数，片上光子晶体的损失。使用这些方法，我们实验获得的品质因数为2.6*10^3和7.8*10^3在近红外波长，相应的数量级减少的传播损耗比以前的设计。我们的工作提供了一个可行的方法来制作低损耗的零折射率片上纳米光子器件。
2020-05-28 physics.app-ph physics.optics
Demonstration of a Near-IR Laser Comb for Precision Radial Velocity Measurements in Astronomy
我们描述了一个成功的努力，以产生一个激光梳约1.55 $μ$米的天文H波段使用的方法的基础上的线参考，电光调制频率梳。我们讨论了实验装置，实验室结果，并证明在美国宇航局红外望远镜设施（IRTF）的概念演示和EQUIK-II望远镜。激光梳具有$<$ 200 kHz的经证实的稳定性，对应于~0.3 m/s的多普勒精度。这项技术与高光谱分辨率摄谱仪配合使用时，有望使$<$的径向速度精度达到$<$ 1 m/s，适用于探测冷M型恒星宜居带中地球大小的行星。
2015-01-11 astro-ph.IM physics.optics
Room-temperature Continuous-wave Lasing from Monolayer Molybdenum Ditelluride with a Silicon Nanobeam Cavity
单层过渡金属二硫属化物（TMD）提供了最有效的光学增益材料，并有可能使纳米激光器具有最小的增益介质和最低的能量消耗。但是基于TMD的激光演示到目前为止仅限于低温。在这里，我们展示了第一个室温下的激光操作在红外波长从一个单层的硅光子晶体纳米束腔的二碲化钼。我们的演示是通过一个独特的选择TMD材料与硅吸收以下的发射波长，结合高Q腔设计的硅纳米梁。在1132 nm的激光表现出在室温下泵浦的连续波激光，阈值密度为6.6 W/cm 2。0.202 nm的室温线宽是最窄的，相应的Q值为5603，这是TMD激光器观察到的最大值。该演示确立了TMD作为实用的纳米激光材料。硅结构为重要红外波长中的硅兼容纳米光子应用提供了额外的益处。
2017-01-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Measurements of Broadband Negative Index in Space-Coiling Acoustic Metamaterials
我们报道了在一种超声波材料结构中获得宽带负折射率的实验证明。采用两种不同的方法来证明超材料的负折射率性质：从反射和透射测量中提取有效参数的一维提取，以及令人信服地显示对应于负折射的透射角的基于棱镜的二维测量。在后一种情况下观察到的透射角也非常符合在一维测量和数值模拟中获得的折射率。我们期望这种透明的超材料成为实际声学超材料设备的选择单位单元，这些设备需要宽带和显著的负折射率。
2012-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Refractive Index-Based Control of Hyperbolic Phonon-Polariton Propagation
双曲声子极化激元（HPhPs）是在各向异性介质中红外光子耦合到极性光学声子时产生的，将长波长光限制在纳米尺度体积内。然而，为了实现HPhPs在红外光学方面的全部潜力，关键是要了解适用于从波导到红外传感应用的衬底上的传播和损耗机制。在本文中，我们采用散射型扫描近场光学显微镜（S-SNOM）和纳米傅里叶变换红外（FTIR）光谱，与分析和数值计算相结合，阐明HPhP特性作为复杂的基板介电函数的函数。我们认为悬浮，介电和金属基板上的传播，以证明厚度归一化的波矢量可以减少25的因素，简单地通过改变基板从介电金属的行为。此外，通过将虚部贡献纳入有损耗材料中的介电函数，波矢量可以通过损耗或载流子密度的微小局部变化来动态控制。因此，这种效应可以用于空间分离不同阶数的双曲模式，并且表明对于基于折射率的感测方案，HPhPs在薄膜极限中可以比表面极化激元更敏感。我们的研究结果推进了我们对基本极化激元激发及其在片上光子学和平面超颖表面光学中的潜力的理解。
2019-07-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photon Trajectory in the Human Cornea
在这篇文章中，我们跟踪光子在人类角膜中的轨迹。在角膜梯度折射率（GRIN）性质的实验证据之前，示意性眼睛模型使用常数或平均值作为角膜折射率。一些最近的模型尊重角膜内GRIN，但基于近轴近似，从而在周边视野分析和非近轴光子跟踪中具有有限的有效性。在这里，我们介绍Trajectron算法。它使用一个封闭的形式解决方案的射线方程的恒定轴向梯度折射率介质，并评估了分段常数梯度折射率。使用Trajectron，我们提出了第一个非近轴角膜内光弯曲现象的定量演示。该演示在屈光手术算法的发展中具有重要意义。
2011-10-01 physics.optics q-bio.TO
High-sensitivity plasmonic refractive index sensing using graphene
我们从理论上证明了一个高灵敏度，石墨烯等离子体基折射率传感器工作在室温下的中红外线。我们的传感器的质量因数达到$10$以上的值，但我们提出的等离子体传感器的关键方面是它的表面灵敏度，我们详细研究。我们已经使用了关于掺杂水平和电子弛豫时间的现实值，这是传感器性能的限制因素。我们的研究结果定量地显示了石墨烯等离子体基折射率传感器在中红外工作的高性能。
2017-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
