Emerging optical spin and chirality by 3D evanescent field coupling
本文提出利用强约束波导的三维倏逝耦合产生光学自旋与手性，其源于耦合模式间π/2相位延迟，并表现为侧边锁定和路径锁定现象，为片上手性光-物质相互作用开辟新途径。
2024-11-24 physics.optics
Controlling evanescent waves using silicon photonic all-dielectric metamaterials for dense integration
在CMOS代工平台上制造的超紧凑、密集集成的光学部件对于光学信息处理和电子-光子共集成是非常期望的。然而，在硅光子器件中普遍存在的由纳米尺度限制引起的大空间范围的倏逝波导致显著的串扰和散射损耗。在这里，我们证明了各向异性全介质超材料打开了一个新的自由度，在全内反射，以缩短衰减长度的倏逝波。我们的实验表明，减少串扰大于30倍，弯曲损耗大于3倍，在密集集成，超紧凑的光子电路块。我们的原型全介质超材料波导实现了约3.7 dB/cm的低传播损耗，与硅条形波导的传播损耗相当。我们的方法标志着从干涉为基础的限制，如在光子晶体或槽波导，利用纳米级场增强的出发。其抑制倏逝波而不显著增加传播损耗的能力将为基于全电介质超材料的密集集成铺平道路。
2018-07-04 physics.optics
Subwavelength edge detection through trapped resonances in waveguides
能够收集物体完美图像的透镜必须恢复传播波和倏逝波。然而，为了有效的信息传输，例如，在压缩感测中，通常期望仅检测波场的快速空间变化（由倏逝波携带），如由边缘或小细节产生的波场。图像处理边缘检测算法执行这样的操作，但是它们增加了成像过程的时间和复杂性。在这里，我们提出了一种新的亚波长的方法，生成的图像只有那些组件的声场等于或小于工作波长。所提出的技术将倏逝波转换为传播波，在波导中激发捕获的谐振，并且它使用周期性来衰减传播分量。这种方法实现了约一个数量级小于工作波长的分辨率，并使其能够独立地可视化沿不同方向对齐的边缘。
2015-01-10 physics.optics
Enhanced Evanescent Field Spectroscopy at Waveguide Surfaces using High Index Nano and Near-Nano Layers
我们提出并证明，通过模拟和实验，如何设计用于化学传感的波导内的光场的相互作用，更一般地说，倏逝场光谱可以通过高折射率表面层的战略沉积大大增强。这些层引出探测附近的光场，并通过光学阻抗匹配利用场定位。渐逝场向内层的局部化反过来又伴随着结构化圆柱形波导通道内的回音壁模式，进一步增强灵敏度。一种新的示范的基础上的自组装层由二氧化钛内的结构光纤的演示，使用一个简单的卟啉作为光谱探针。这种技术提供了对实际波导传感器的限制的优化，实际波导传感器是高度敏感的，但几乎总是以低损耗为代价。的原则有潜在的影响纳米光子学更普遍，这些进行了讨论。
2010-12-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Towards all-optical atom chips based on optical waveguides
本文从理论上研究了悬浮脊形光波导中两种主要单模双色倏逝光场中原子的相干导引。特别注意的是宽度大于光波长的波导，这提供了更好的横向稳定性的表面陷阱和波导，并可以用于相干布拉格分束器的物质波，基于由两个交叉的光波导的倏逝光波干涉形成的光栅。研究了原子倏逝波波导的单模区。讨论了全光原子芯片的总体结构和关键元件。
2019-12-19 physics.atom-ph physics.optics
Long-range evanescent coupling through photonic molecules
Universidad de Chile（智利大学）；Millenium Institute for Research in Optics–MIRO, Universidad de Chile（智利大学千年光学研究所）；ITMO University（伊托莫大学）
研究通过光子分子实现远距离衰减耦合，展示了在特定波长和传播距离下高效激发高轨道态，并应用于一维晶格中拓扑边态的激发。
2025-11-27 physics.optics
The influence of evanescent waves on the nature of optical cooperative effects in atomic ensembles in a waveguide
Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University（圣彼得堡彼得大帝理工大学）；Institute for Analytical Instrumentation of RAS（俄罗斯科学院分析仪器研究所）；Ioffe Institute（约费研究所）
研究倏逝波对原子团块中集体多原子效应的影响，揭示其对协同自发辐射过程和辐射传输性质的改变机制。
2026-04-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Notes on Evanescent Wave Bragg-Reflection Waveguides
我们研究了一种扩展的布拉格反射波导（BRW）的空气间隙作为层之一。这种设计有可能大大简化集成非线性光学元件的外延结构，代价是更复杂的结构。这种方法将为设计和改变BRW结构提供更大的灵活性。在这里，我们讨论了扩展的BRW板的理论，并报告我们的结果适用于矩形波导的BRW情况下的Marcatili的方法。用这种分析方法，我们可以估计的有效指数的模式数量级的速度比全数值技术，如时域有限差分法（FDTD）或有限元。最初的结果是混合的;虽然已经发现了相位匹配的设计，但它们目前与其他方案相比没有显着的优势。
2013-09-02 physics.optics quant-ph
Breakthroughs in Photonics 2014: Relaxed Total Internal Reflection
全内反射（TIR）是一种普遍存在的现象，用于从波导和谐振器到激光器和光学传感器的光子器件中。控制这种现象和光限制是未来在同一硅平台上集成纳米电子学和纳米光子学的关键。我们在2014年引入了弛豫全内反射的概念，以控制TIR过程中产生的倏逝波。这些未受抑制的倏逝波是光子器件不可避免地受到衍射限制并且无法小型化的根本原因。我们的关键设计概念是设计的各向异性的介质中的倏逝波延伸，从而允许没有任何金属组件的趋肤深度工程。在这篇文章中，我们给出了我们的方法的概述，并比较它的关键类的光子器件，如等离子体波导，光子晶体波导和槽波导。我们展示了我们的工作如何克服光子学纳米级光限制与完全透明的电介质中的一个长期存在的问题。
2015-11-14 physics.optics
Single mode waveguide platform for spontaneous and surface-enhanced on-chip Raman spectroscopy
我们回顾了自发拉曼光谱和表面增强拉曼光谱（SERS）的分析物的倏逝波激发以及倏逝波收集拉曼信号使用互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的单模波导的基础上的芯片上的方法。信号直接从分析物分子收集，或者通过集成在波导顶部的等离子体纳米天线收集。波导的几何形状和/或天线的几何形状的设计的灵活性使得能够优化收集效率。此外，传感器可以与附加功能（源，检测器，光谱仪）集成在同一芯片上。在本文中，介绍了基本的理论概念，以确定关键的设计参数和一些概念验证的实验结果进行了审查。
2016-09-15 physics.optics
Low-confinement silicon nitride waveguides manufactured via direct glass bonding
Institute of Nanotechnology of Microelectronics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院微电子纳米技术研究所）
提出一种通过热熔玻璃键合制造低限制氮化硅波导的技术，实现了低传播损耗和高效耦合，适用于长延迟线、外腔激光反馈电路和环形谐振传感器。
2026-07-24 physics.optics
Dispersion Control in Micromechanical Evanescent Optical Modulators
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Obsidian Sensors（黑曜石传感器）
本文提出了一种新型微机电蒸发光调制器，通过机械插入介质 slab 到波导的蒸发场中，实现异常色散调制，展示了对波导模式有效折射率的正调制和群折射率的负变化，为光子系统集成提供了新方法。
2026-04-09 physics.optics
Evanescent absorption spectroscopy of transition metal dichalcogenide materials using guided photoluminescence in Si$_3$N$_4$ photonic waveguides
University of Barcelona（巴塞罗那大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST（加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所（ICN2），西班牙国家研究委员会和巴塞罗那理工大学）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）
提出一种无源片上倏逝吸收光谱技术，利用Si$_3$N$_4$波导的缺陷发光作为内探针，测量集成在波导上的MoS$_2$和WS$_2$薄片的吸收特性，无需外部光源。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid Trapping of Cold Atoms with Surface Forces and Blue-Detuned Evanescent Light on a Nanophotonic Waveguide
Humboldt Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）
利用表面力和蓝移倏逝光在光子波导上实现冷原子的混合捕获，实现了长存储时间和高相干时间，为中性原子量子技术提供新机遇。
2025-09-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Silicon Nitride Waveguides for Plasmon Optical Trapping and Sensing Applications
我们展示了一个氮化硅沟槽波导与蝴蝶结天线等离子体增强光捕获沉积。亚微米氮化硅沟槽波导的制作与传统的光学光刻在一个低成本的方式。波导不仅具有低传输损耗和高非线性的优点，而且具有微流通道和波导相结合的优点。包含在梯形沟槽通道中的分析物可以与来自下方波导的渐逝场相互作用。渐逝场可以通过等离子体纳米结构进一步增强。在金纳米蝴蝶结天线的帮助下，所研究的波导对10 nm聚苯乙烯纳米颗粒表现出出色的捕获能力。我们发现，蝴蝶结天线可以导致60倍的增强电场的天线间隙。纳米颗粒上的光捕获力提高了三个数量级。一个强烈的趋势表明，纳米粒子可能会移动到高场强区，表现出的天线的捕获能力。采用点偶极子假设计算了垂直方向的梯度力，解析解与全波模拟结果吻合较好。研究表明，纳米结构图案化的氮化硅沟槽波导适用于光捕获和纳米颗粒传感应用。
2015-09-14 physics.optics
Evanescently coupled multimode spiral spectrometer
设计了一种基于渐逝耦合多模螺旋波导的高分辨率小型光谱仪。波导中的模式之间的干涉形成波长相关的散斑图案，其用作指纹以在校准之后识别输入波长。螺旋的相邻臂之间的倏逝波耦合导致光谱分辨率的非共振宽带增强。在实验上，我们证明了0.01 nm的分辨率在1520 nm的波长使用250 μm半径的螺旋结构。通过将压缩感知应用于稀疏谱重构，可同时恢复包含40个独立谱通道的谱，并显著提高了操作带宽。
2016-06-30 physics.ins-det physics.optics
Spin angular momentum in planar and cylindrical waveguides induced by transverse confinement and intrinsic helicity of guided light
近年来，人们对各种结构电磁波中的反常自旋角动量进行了研究，尤其是在亚波长倏逝场中。在这里，我们证明了分析，在平面和圆柱形波导支持横向电/磁模式，横向自旋密度出现在波导内（不同于在波导外的倏逝区诱导的自旋），携带确实纵向非凡（所谓的）贝林凡特的自旋动量。这种贡献线性地依赖于模式横波矢量，因此是由模式限制引起的。圆柱形波导支持另外的混合模式，表现出更丰富的现象，不仅与方位角（约束相关）的自旋，但也导致纵向自旋密度和横向螺旋度相关的自旋动量的内在螺旋度。结果确实提出了相关的配置在纳米光子波导的自旋轨道耦合和操纵的IR到微波充水通道的光学力。因此，固有地携带约束诱导的横向自旋的导模与固有螺旋诱导的纵向自旋（当混合时）相结合，有望成为在整个电磁波谱中控制受限几何形状内的自旋轨道相互作用和光学力的极好器件。
2018-09-07 physics.optics
When Reflection and Transmission Amplitude Coefficients Exceed Unity: Evanescent Waves, Resonances, and Optical Modes
Instituto de materiais da USC - iMATUS, Grupo de Nanomateriais, Fotónica e Materia Branda, Departamento de Física Aplicada, Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学应用物理系纳米材料、光子和软物质组iMATUS研究所）
研究线性光学系统中谐波传播的反射与透射，分析含倏逝或衰减波的简单光学配置下相关现象，证明大振幅系数源于对倏逝或衰减波扩展反射与透射系数，其描述了共振场增强等过程。
2026-07-07 physics.optics
Investigation of nanophotonic lithium niobate waveguides for on-chip evanescent wave sensing
本研究比较了薄膜铌酸锂脊形波导中TE和TM模式的倏逝波传感性能，发现TE模式因较低的传播损耗更适合传感，为片上铌酸锂传感器设计提供了指导。
2024-05-15 physics.app-ph physics.optics
Trapping atoms in the evanescent field of laser written wave guides
我们分析了激光写入波导的倏逝场，并表明它们可以用来捕获靠近集成光学原子芯片表面的原子。与亚波长纳米纤维相反，通常不可能仅使用基模来产生稳定的捕获电势。这就是为什么我们通过使用两种不同的激光颜色来创建稳定的捕获势，使得波导支持蓝色失谐激光的两个模式，而对于红色失谐光，波导只有一个模式。特别是，我们研究了这样的双色陷阱铯原子，并计算了潜在的和损失的一组参数，在实验范围内。我们还优化了系统参数，以尽量减少由于光子散射和隧穿到表面的陷阱损失。
2016-05-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Efficient input and output fiber coupling to a photonic crystal waveguide
研究了石英光纤锥与硅光子晶体波导之间的倏逝波耦合效率。光子晶体波导端部上的高反射率镜用于在反向传播光纤模式中反射最初耦合到光子晶体波导中的光功率。测量了后向传播光纤模式中的输出耦合功率为输入功率的88%，对应于耦合器效率的下限为94%。
2003-11-03 physics.optics
Substrate-based atom waveguide using guided two-color evanescent light fields
我们提出了一种偶极力线性波导，它将中性原子限制到λ/2以上的微加工单模介质光波导。光导在水平偏振TE模式中携带远蓝色失谐光，在垂直偏振TM模式中携带远红色失谐光，两种模式都接近光学截止。由于两种模式的不同倏逝衰减长度，在光导上方形成横向平面中的俘获最小值。这种设计允许在衬底上制造机械稳定的原子光学元件。我们计算的全矢量约束模式的任意形状的引导使用二维非均匀有限元在频域中，使我们能够优化原子波导特性。在总功率为6 mW（D2线失谐量± 15 nm）的0.8 μ m × 0.2 μ m的矩形光波导中，铯原子（mF = 0）的陷阱深度为200 μ K，横向振荡频率f_x = 40 kHz，f_y = 160 kHz，收集面积约为1 μ m^2，相干时间为9 ms。我们讨论了非零m_F、表面相互作用、加热速率、衬底折射率以及波导弯曲半径的限制等因素的影响。
2000-02-10 cond-mat physics.atom-ph physics.optics
Label-free chip-based evanescent light scattering super-resolution and superior-contrast optical microscopy (cELS)
本文提出芯片式倏逝光散射 (cELS) 显微技术，利用多模波导近场照明抑制散斑噪声，结合多臂波导与强度波动算法实现各向同性超分辨，在无标记条件下获得2倍分辨率提升与最高10倍对比度增强，并具备小型化与大视场高通量成像潜力。
2022-02-24 physics.optics
Electric field enhancement with plasmonic colloidal nanoantennas excited by a silicon nitride waveguide
我们研究了CMOS兼容的光学结构开发新型集成光谱系统的可行性。我们表明，利用等离子体纳米球的二聚体可以实现局部场增强，所述等离子体纳米球可以从CMOS兼容的光波导顶部的胶体溶液组装。共振二聚体纳米天线被激发的集成氮化硅波导中引导的模式。模拟结果表明，100倍的电场增强建立在二聚体间隙相比，波导倏逝场振幅在相同的位置。我们研究了场增强如何依赖于二聚体的位置，取向，距离和激发波导模式。
2016-02-16 physics.optics
Optical eigenmodes in plane arrays of cylindrical waveguides. Analysis by means of multiple Mie scattering formalism and phenomenological model
本文研究了平行圆柱波导的平面周期性阵列，它们之间存在倏逝波耦合。提出了一种基于多重Mie散射理论计算等熵曲线的新方法。并与唯象模型进行了比较。通过MMSF的唯象模型的推导进行。导出了唯象模型中传播常数和耦合常数等参数的计算公式。
2013-02-05 physics.optics
Experimental demonstration of fiber-accessible metal nanoparticle plasmon waveguides for planar energy guiding and sensing
实验证据的模式选择倏逝波功率耦合在电信频率与效率高达75%，从锥形光纤精心设计的金属纳米粒子等离子体波导。波导由一个二维的正方形晶格光刻定义的金纳米粒子的光学薄硅膜。利用光纤拉锥分析了波导的色散和衰减特性。功率传输到这些波导中的高效率解决了传统光学器件和等离子体激元器件之间的耦合问题，并且可以导致高效等离子体激元传感器和光学开关的发展。
2004-05-20 physics.optics
Engineering of orbital angular momentum supermodes in coupled optical waveguides
在这项工作中，我们证明了存在的轨道角动量（OAM）的明亮和黑暗的超模在三个倏逝耦合圆柱波导系统。亮和暗超模的特征在于它们分别与其中一个波导耦合和去耦。此外，我们表明，不同的波导模式之间的复杂耦合自然出现，由于OAM模式的特性螺旋相位前的二维配置中的波导排列形成一个三角形。最后，通过将耗散添加到与暗超模不耦合的波导，我们能够将其过滤掉，从而允许OAM模式克隆器和逆变器的设计。
2017-03-17 physics.optics
Atomic vapor spectroscopy in integrated photonic structures
我们研究了一个集成光学芯片浸没在原子蒸气提供几个波导几何光谱应用。通过氮化硅波导和干涉仪的窄带传输被改变时，被引导的光耦合到铷原子的蒸汽通过波导模式的倏逝尾。我们使用光栅耦合器来耦合波导模式和辐射波之间，这允许解决芯片表面上的任意耦合位置。数值模拟结果与实验结果吻合较好。这项工作表明了碱原子光谱的小型化和集成化的下一步，并为复杂波导结构的进一步基础研究提供了一个平台。
2015-05-04 physics.atom-ph physics.optics
Chirality-selective optical transport of nanoparticles in the evanescent field of a nanofiber
本文利用纳米光纤倏逝场的圆偏振手性基模，实现了对具有扭转表面的金纳米立方体的手性选择性光传输，并通过反向传播模式配置消除非手性光力，在100纳米尺度上验证了手性对映体的光学分离。
2025-02-07 physics.optics
Designing evanescent optical interactions to control the expression of Casimir forces in optomechanical structures
我们提出了一种光学机械结构，包括一个光子晶体（多孔）膜悬浮在一个分层的绝缘体上硅衬底，其中共振键合/反键合光学力由外部入射光从上面创建，使全光学控制和驱动的静摩擦力引起的卡西米尔力的影响。以这种方式，人们可以控制卡西米尔力如何在膜的机械动力学中表达，不是通过直接改变卡西米尔力，而是通过光学地修改几何形状并抵消机械弹性常数以使系统进入或离开卡西米尔物理学占主导地位的状态。膜对入射光的相同光学响应（反射光谱）可用于精确测量卡西米尔力对膜的平衡分离的影响。
2011-04-18 physics.optics
Symmetry-protected non-Abelian geometric phases in optical waveguides with nonorthogonal modes
本文将由渐逝耦合波导系统产生非阿贝尔几何相位的方法推广到非正交耦合模理论的框架中。在这里，我们研究了一个实验上可行的三脚架安排的波导，包含暗态，从一个非平凡的U（2）-混合可以通过绝热参数的变化。我们调查的影响，高阶贡献超过最近邻耦合以及自耦合的U（3）相产生的光学四脚设置的稳定性。我们的结果表明，尽管模式的非正交性，暗态的对称性保护光的几何演化从扭曲。
2021-05-11 physics.optics
Dispersion extraction with near-field measurements in periodic waveguides
我们制定和实验证明的高分辨率光谱方法的基础上布洛赫波对称性提取模式色散周期性波导的近场分布的测量。我们的传播模式和倏逝模式的特点，并确定在不同的波导配置的前向和后向波的振幅，估计精度为百分之几或更少，而常用的空间傅里叶变换（SFT）分析提供的波数分辨率，这是有限的波导长度的倒数，我们实现了精确的色散提取，即使是紧凑的光子结构。
2009-01-21 physics.optics
Bonding, antibonding and tunable optical forces in asymmetric membranes
我们表明，可调的吸引力（键合）和排斥力（反键合）可以出现在高度不对称的结构耦合到外部辐射，导波共振，首先预测在对称系统的键合/反键合水平排斥的后果。我们的重点是由悬浮在未图案化分层衬底上方的光子晶体（多孔）膜组成的几何形状，支持可以通过多孔膜的周期性调制耦合的平面波导模式。与对称双膜结构相比，非对称几何结构在易于制造和实验表征方面具有明显的优势。我们发现，不对称性也可能导致不寻常的行为的力的大小的键合/反键对膜分离的变化，包括非单调依赖的分离。我们提出了一种计算方法，通过一个单一的时域模拟获得整个力谱，通过傅立叶变换的响应，以一个短脉冲，从而获得频率依赖的应力张量。我们指出，通过操作两个，而不是一个单一的频率，这些倏逝力可以被利用来调整膜的弹性常数，而不改变其平衡分离。
2011-01-16 physics.optics
The Fano Signature in the Optical Response of a Waveguide-excited Compound Plasmonic Nanoantenna
虽然长距离传播等离子体已经被广泛研究用于实现片上光学感测平台，但基于波导激发的局部表面等离子体共振（LSPR）的感测系统尚未受到太多关注。波导激发和读出作为基于自由空间光的单粒子光谱学的替代方案对于高通量传感和芯片上药物发现平台特别有吸引力。在这里，我们提出了一个数值研究的光学响应的波导激发的等离子体穴形复合纳米天线，表现出法诺签名在其光谱响应。虽然只倏逝耦合到波导，复合纳米天线被认为是诱导高对比度消光的波导的透射光谱。这里提出的复合等离子体纳米天线配置在具有高通量能力的混合光子-等离子体传感方法中是感兴趣的。
2017-10-16 physics.optics
Directional waveguide coupling from a wavelength-scale deformed microdisk laser
我们展示了从波长尺度变形的微盘到波导的激光发射的单向倏逝波耦合。这是由于古斯-汉兴位移和菲涅耳滤波效应导致顺时针（CW）和逆时针（CCW）传播的射线轨道的空间分离。通过将波导切向地放置在腔边界的不同位置处，我们可以选择性地将CW（CCW）波耦合出，将CCW（CW）波留在腔内，这也减少了空间烧孔效应。利用全波模拟工具对器件的几何结构进行了优化，并从实验上证实了激光行为和定向耦合。
2011-10-14 physics.optics
Bloch-mode extraction from near-field data in periodic waveguides
我们证明，周期性结构中传播布洛赫模和消逝布洛赫模的空间分布可以从指定光波长处的单次电场测量中提取。我们开发了一个系统的提取过程，通过扩展以前开发的时间数据系列的高分辨率光谱方法的概念，考虑到布洛赫模式的对称性，同时在所有空间位置。我们将我们的方法应用到光子晶体波导接口，并确认其鲁棒性存在的噪声。
2009-09-03 physics.optics
Photonic Bloch-dipole-Zener Oscillations in Binary Parabolic Optical Waveguide Arrays
本文研究了由两个渐逝耦合的异质光波导组成的二元抛物型光波导阵列（BPOWA）中光的传输和齐纳隧穿特性。由于布拉格反射，BPOWA获得了两个由在区边界处的minigap分开的minibands。在相图上，不同的参数会出现光振荡和齐纳隧穿的各种相干叠加。特别地，通过场演化分析，得到了布洛赫-齐纳振荡和一种不同类型的布洛赫-偶极子-齐纳振荡。这些结果在光分束和光波导器件中具有潜在的应用价值，并对光晶格中的相干现象有一定的解释作用。
2011-02-28 physics.optics
Supersymmetry-enhanced Stark-Chirped Rapid-Adiabatic-Passage in multimode optical waveguides
我们提出了一种方法，有效地泵的多模光波导的激发模式从基模输入相结合的斯塔克啁啾快速绝热通道（SCRAP）和超对称（SUSY）变换。在一个双波导组中，我们通过调制一个波导的芯折射率来实现SCRAP，该波导与其SUSY伙伴渐逝耦合。SCRAP提供了不同波导模式之间的光强度的有效传输，而SUSY允许控制支持哪些模式。使用这两种技术允许实现高于99%的双模式波导的激发模式的泵浦的结晶度。此外，我们表明，SCRAP可以利用空间分离的基本模式和激发模式的叠加，以及如何超对称性也可以改善这种应用程序的结果。
2021-09-02 physics.optics
A nanowaveguide platform for collective atom-light interaction
提出了一种利用倏逝场耦合实现原子-光集体相互作用的波导平台。我们研制了一个1cm长的氮化硅半导体波导，它可以利用倏逝场捕获和探测~（87）Rb原子系综。该波导具有亚微米平方模面积，并设计有锥形，以在近红外波长（750 nm至1100 nm）下实现高光纤到波导耦合效率。平台中的倒锥形将光纤耦合光的弱导模转换成具有倏逝场的强导模以捕获原子，然后在波导的另一端回到弱导模。在760 nm和1064 nm处，耦合损耗为每面-1dB（~80%耦合效率），这是通过使用不同长度的波导的传播损耗测量来估计的。该平台具有良好的热导率，可以引导高功率的光在超高真空中捕获原子。作为中间步骤，我们已经观察到的热原子吸收的倏逝波组件的一个caveguide，并已证明了U线镜磁光阱，可以转移原子的表面附近。
2015-08-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Tailored optical potentials for Cs atoms above waveguides with focusing dielectric nano-antenna
利用全电介质纳米天线调谐近场提供了一种很有前途的捕获原子的方法，它可以实现强的单原子/光子耦合。在这里，我们报告的光学捕获的概念，其中硅纳米天线产生的芯片级配置的原子的捕获潜力的模拟结果。使用反向传播的入射场，双色失谐的原子铯D-线，我们数值研究纳米天线的几何形状上的光学势的依赖性。我们调整近场的潜在景观，通过调整使用环形纳米天线，配置，使超冷Cs原子的捕获的波导的倏逝场。
2020-05-03 physics.optics
Localized Superluminal solutions to Maxwell equations propagating along a normal-sized waveguide
我们证明了麦克斯韦方程组的局部（非倏逝）解的存在，它沿正常波导无失真地以超光速传播。
2000-01-19 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
A low-loss fiber accessible plasmon photonic crystal waveguide for planar energy guiding and sensing
描述了一种用于电磁能量传输的金属纳米颗粒等离子体激元波导，其利用色散工程来经由光学薄Si膜上的Au点的二维图案显著增加横向能量约束。使用有限差分时域模拟和耦合模理论，我们表明，从传统的光纤锥相位匹配的倏逝波激发是可能的，效率> 90%的现实几何形状。该波导中的能量损失主要是由于材料吸收，允许在电信频率下激发的1/e能量衰减距离约为2 mm。这个概念可以扩展到可见光区，并有望在光能引导，光学传感和开关中应用。
2003-12-09 physics.optics
Harnessing Evanescent Wave Interaction for Enhanced Optical NO2 Detection with Carbon Nanotube-Coated Side-Polished Fiber
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）
本文通过实验和数值分析揭示了侧抛光纤传感器中气体诱导的导模重塑主导传感机制，并利用单壁碳纳米管薄膜实现了对NO2的偏振和厚度依赖的灵敏检测。
2026-06-03 physics.optics
Transparent subdiffraction optics: nanoscale light confinement without metal
纳米电子学与传统光学器件的集成受到光的衍射极限的限制。金属可以将光限制在所需的亚波长范围内，但它们是有损耗的，而介电材料不能将倏逝波限制在波导或谐振器之外，从而导致组件之间的串扰。我们介绍了光限制策略的范式转变，并表明光可以被限制在衍射极限以下，使用完全透明的人工介质。我们的方法依赖于控制倏逝波的光学动量，这是光子器件中被忽视的一个重要电磁特性。对于实际应用，我们提出了一类波导使用这种方法，优于串扰性能的1个数量级相比，任何现有的光子结构。我们的工作通过完全避免使用金属克服了纳米光子学的一个关键障碍，并且可以影响从可见光到微波频率范围的电磁设备。
2014-10-03 physics.optics
Transverse localization of light and its dependence on the phase-front curvature of the input beam in a disordered optical waveguide lattice
以一维半无限波导晶格为例，研究了入射光的相前曲率对光的横向局域化的影响.我们的数值研究表明，有限的输入光束的相位波前曲率确实起着重要的作用，它可以降低光的无序介电结构中的本地化的质量。更具体地，在连续波（CW）光束的情况下，观察到由于衍射而从光束传播的弹道模式到特征局部化状态的更快转变，与具有弯曲相阵面的光束相比，连续波（CW）光束的相阵面是平面的。
2012-04-27 physics.optics
Transverse localization of light in 1D disordered waveguide lattices with backbone photonic bandgap
本文用数值方法研究了在由倏逝耦合无序一维光波导组成的半无限无损耗波导格子中，显著光子带隙（PBG）对光的横向局域化现象的作用。由于光学系统的固有周期性和各种水平的故意诱导的横向无序在其折射率周期性的底层光子带隙之间的相互作用进行了研究。我们表明，PBG确实起着重要的作用，它的同时存在可以催化实现本地化的光，即使在强度的混乱是不够强，独立地导致本地化的光。这项研究的一个重要成果表明，PBG可以被有益地利用，以定制的光谱窗口，在潜在的应用，如激光在无序光晶格的光的本地化。
2013-12-03 physics.optics
Photonic Supercoupling in Silicon Topological Waveguides
该研究在拓扑谷霍尔波导对中发现光子超耦合，利用谷守恒能量涡流在三个波长间距下实现95%耦合效率，显著拓展片上光子器件耦合距离。
2024-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Classical and fluctuation-induced electromagnetic interactions in micronscale systems: designer bonding, antibonding, and Casimir forces
无论是有意引入以控制粒子和宏观物体，例如捕获或冷却，还是由中性物体中电荷的量子和热波动引起，导致附近机械部件之间不必要的静摩擦，电磁相互作用在许多自然发生的过程和技术中发挥着重要作用。本文综述了近年来在光力学和量子涨落力的理解和实验观测方面的进展。虽然这两种效应都是由电磁动量的交换引起的，但它们的起源却截然不同，无论是真实的还是虚拟的光子，都导致了不同的物理表现和设计原理。具体来说，我们描述了最近的预测和测量的吸引力和排斥力的光学机械力，基于键合和反键的倏逝波的相互作用，以及预测的修改，甚至排斥纳米结构体之间的卡西米尔力。最后，我们讨论了潜在的影响和相互作用，这些力量在新兴的实验制度的微机械设备。
2014-09-11 physics.optics
Superluminal Localized Solutions to Maxwell Equations propagating along a waveguide: The finite-energy case
在我们以前的论文[Phys. Rev. E64（2001）066603，e-print physics/0001039]中，我们已经证明了麦克斯韦方程组的局部（非倏逝）解的存在，它以超光速沿着正常尺寸的波导无失真地传播，并且由“X形”光束组成。因此，这些解决方案具有无限的能量。在本说明中，我们将展示如何获得，相比之下，有限能量的解决方案，具有相同的本地化和Superluminality属性。[PACS编号：41.20.Jb; 03.50.De; 03.30.+ p; 84.40.Az; 42.82.Et.保留字：波导麦克斯韦方程组的定域解;超光速波;贝塞尔光束;有限色散光束;超光速能量波;电磁波; X形波;倏逝波;电磁学;微波;光学;狭义相对论;定域声波;地震波;机械波;弹性波;引导引力波。]
2002-09-29 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
Exceptional coupling in extreme skin-depth waveguides for extremely low waveguide crosstalk
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；Purdue University（普渡大学）
针对光子芯片集成密度受波导串扰限制的问题，提出利用极浅表皮深度波导的奇异耦合实现串扰完全抑制，在SOI平台验证效果，可缩小芯片面积。
2020-02-24 physics.optics
Transverse spin and spin-orbit coupling in silicon waveguides
由于电场的纵向分量是不可忽略的，所以倏逝波和紧密限制的传播波表现出显著的横向自旋密度。在这项工作中，我们通过数值模拟获得的基本导模的电场分量的两个波导中通常用于硅光子学：带和槽波导。我们得到的横向和纵向场分量之间的关系，横向自旋密度和其他重要的参数，如所谓的贝林凡特自旋动量密度的纵向分量。通过在局部圆极化的区域中不对称地放置圆极化的点状偶极子源，通过自旋轨道耦合单向地激发导模。与支持表面等离子体激元的金属板相比，硅波导的多模行为导致每个导模的不同自旋-轨道耦合特性。我们的研究结果可能会在硅光子器件，集成量子光学和偏振操纵在纳米尺度上的应用。
2015-10-06 physics.optics
Fiber-coupled semiconductor waveguides as an efficient optical interface to a single quantum dipole
本文从理论上研究了单量子偶极子与光纤耦合半导体波导模式的相互作用。通过紧密的模式限制和相位匹配的倏逝波耦合的组合，我们预测，大约70%的偶极子的发射可以被收集到一个单模光纤。计算进一步表明，偶极子强烈修改通过系统的谐振光传输，超过一个数量级的变化可能为适当选择的光纤波导耦合器的几何形状。
2009-09-17 physics.optics quant-ph
Universal spin-momentum locking of evanescent waves
我们证明了倏逝电磁波的一个固有性质的存在：自旋-动量锁定，其中动量的方向从根本上锁定波的偏振。我们追踪这种现象的最终起源复杂的色散和因果关系的要求倏逝波。我们证明了在全内反射、表面态和光纤/波导中的每一种倏逝波都具有这种内在的自旋动量锁定。我们还介绍了一个普遍的右手三重态组成的动量，衰变和自旋的倏逝波。我们推导出了倏逝波的斯托克斯参数，揭示了一个有趣的结果-每一个快速衰减的倏逝波本质上是圆偏振的，其手性与传播方向有关。我们还表明存在一个基本的角度与全内反射（TIR），使传播波局部继承完美的圆偏振特性的倏逝波。当且仅当两种电介质的折射率之比超过黄金比例时，才会发生这种圆形TIR条件。我们的工作导致在各种纳米光子实验中对这种自旋动量锁定的统一理解，并揭示了与电子的量子自旋霍尔态的电磁类比。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanostructuring Optical Waveguides by Focused Ion Beam Milling. Near-Field Characterization
由于纳米结构的广泛应用，特别是在光子晶体中观察到的光子带隙效应，纳米结构已经成为一个引人注目的课题。然而，由于对结构的规则性、形状、孔深度等的精确要求，这种结构的制造仍然是一个挑战。电子束光刻允许对尺寸参数进行良好控制，但需要1步制造工艺。在我们的工作中，我们必须结合传统的带状负载波导（Si上的SiO2/SiON/SiO2）和尺寸完全不同的纳米结构。这强加了两步工艺，其中波导和纳米结构被连续地制造。我们有不同的方法来表征这些纳米结构。FIB处理期间和之后的直接方面控制可以通过FIB和SEM成像来实现。扫描近场光学显微镜（SNOM）是目前最有效的方法来测试在这样的表面结构中的引导约束通过检测倏逝场。
2008-01-26 physics.optics
