Resonant backward scattering of light by a two-side-open subwavelength metallic slit
分析了TM-偏振光经两侧开口的亚波长金属狭缝后向散射。我们发现，反射系数与波长具有类似法布里-珀罗的依赖关系，这是类似的反常行为的传输报告中的研究[Y。Takakura，Phys. Rev. Lett. \textbf{86}，5601（2001）]。开放的狭缝完全反射了接近共振波长的光。此外，我们表明，入射光和共振后向散射光的干涉在近场衍射区产生的空间局域波的强度是10-10 $^3$倍大于入射波，但一个数量级小于腔内强度。在狭缝入口和出口处的谐振波的振幅和相位不同于法布里-珀罗腔。
2005-08-03 physics.optics
Deep Subwavelength Electromagnetic Transparency through Dual Metallic Gratings with Ultranarrow Slits
在这封信中，我们研究了微波通过两个相同的金属板加工的超箭头狭缝阵列的传输响应。测量和计算的透射光谱一致地显示出在远大于结构的任何特征长度的波长处的显著透射峰（例如，约为晶格周期的20倍），这不能用现有机制直接解释。基于LC电路的微观图像和基于有效介质的宏观模型的建立，以捕捉这种意外的深亚波长尺度的共振背后的基本物理。考虑到结构紧凑和对结构缺陷具有良好的免疫力的优点，这种新型传输特性的应用前景可以预期。
2012-09-13 physics.optics
Optical forces on cylinders near subwavelength slits illuminated by a photonic nanojet
我们讨论施加在粒子上的光学力，无论是电介质或金属，附近的亚波长狭缝由光子nanojet照明。我们比较这些情况下，米氏共振或不激发。研究的配置是2D的，因此这些粒子是无限的圆柱体，为了获得非凡的传输，照明光束是p偏振的。我们展示了这些粒子共振对光学力的不同影响：虽然在这些照明条件下的回音壁模式削弱了力的强度，但后者通过局部等离子体激元激发而增强。此外，与用高斯光束照射狭缝相比，用纳米喷射照射狭缝将在孔的出口处的颗粒上的光学力增强了3至10倍。此外，这种小的共振金属颗粒在由纳米射流直接照射时所经受的拉力可以通过狭缝的存在而改变，使得它可以在颗粒的某些横向位置处变得排斥。
2012-07-09 physics.optics
Surface-wave interferometry on single subwavelength slit-groove structures fabricated on gold films
我们应用远场干涉技术测量了金膜上二维单亚波长狭缝槽结构产生的表面波特性。对于在超过12微米的距离上传播的表面波测量的有效表面折射率被确定为1.016，测量不确定度为0.004，在Au/空气界面的预期束缚表面等离子体激元-极化激元（SPP）值为1.018的实验不确定度内。我们将这些测量结果与通过这些设备的光场传输的时域有限差分（FDTD）数值模拟进行比较。我们发现表面折射率的测量和模拟之间非常吻合。测量结果还表明，表面波传播参数表现出瞬态行为接近狭缝，从更大的值渐近地朝着SPP的预期值在第一个2-3微米的狭缝槽距离平滑地演变。这一行为得到了FDTD模拟的证实。
2006-11-30 physics.optics
Enhanced transmission through subwavelength apertures by excitation of particle localized plasmons and nanojets
我们研究，并说明与数值计算，传输增强亚波长的2D狭缝由于等离子体激元圆柱体的本征模的激发时，他们被放置在孔径入口处发挥的主导作用，也由于加强和高度本地化的能量在狭缝中的结果形成的纳米喷射。我们表明，提供照明的选择，使孔径传输本征模产生的，这种现象是独立的狭缝是否单独产生非凡的传输，虽然在前一种情况下，这种增强将添加到这个狭缝超传输。我们解决了几种颗粒尺寸，并强调这种现象的普遍性与不同的材料。
2011-04-05 physics.optics
Scattering mechanism in a step-modulated subwavelength metal slit: a multi-mode multi-reflection analysis
本文详细研究了阶跃调制亚波长金属狭缝内的散射/透射特性。我们首先研究了两种结构变化在结结构中的散射。分析了透射系数和反射系数随结构参数的变化规律。在此基础上，提出了一种基于光线理论的多模多次反射模型，以明确地解释阶跃调制狭缝中的传输。该模型的核心部分是多模激发和所有可能模式的散射叠加过程，它代表了界面处发生的干涉和能量传递。我们使用的方法是一种改进的模态展开法（MEM），这是一个更实用和有效的版本相比，以前的一个[Opt. Express 19，10073（2011）]。此外，还将几种常用的方法，即时域有限差分法、散射矩阵法和改进的特征阻抗法与最大熵方法进行了比较，以突出这些方法的精确性。
2011-09-05 physics.optics
Fisher-Information Design of Ridge-Loaded Subwavelength Slits
Faculty of Sciences, Universidad Autónoma del Estado de México（墨西哥自治大学理学院）；School of Engineering and Sciences, Tecnológico de Monterrey（蒙特雷理工学院）
该研究提出信息论框架，结合简化法布里-珀罗模型，用费希尔信息量化亚波长狭缝共振参数推断可靠性，扩展到多种噪声场景，为亚波长谐振器逆设计提供新途径。
2026-08-11 physics.optics
Resonant Transmission of Electromagnetic Fields through Subwavelength Zero-$ε$ Slits
我们从理论上研究了电磁辐射通过具有零- $ε$超材料狭缝的金属板的传输，其中介电常数在给定的带宽上趋于零。我们的分析结果表明，透射系数可以是大量的狭缝的几何形状，包括许多波长长的亚波长宽度的广泛范围内。这种新颖的谐振效应具有与在具有深通道的导体中观察到的法布里-珀罗谐振完全不同的特征。我们进一步揭示，这些高阻抗超窄零- $ε$通道可以有显着{ \it更大}的传输相比，没有跨它们的波阻抗差异的狭缝。
2008-08-12 cond-mat.other physics.optics
Bandwidth control of forbidden transmission gaps in compound structures with subwavelength slits
在具有亚波长狭缝的透射复合结构中，相位共振在透射响应中产生急剧下降。对于所有相等的狭缝，可以通过改变所有狭缝的宽度或长度来改变这些尖锐透射最小值的波长。在本文中，我们表明，倾角的宽度，即，最小透射率的频率范围可以通过使至少一个狭缝与复合单元内的其余狭缝不同来控制。特别是，我们调查的效果，在介质填充的变化，或在一个单一的狭缝的长度产生的传输响应。我们还通过能带图分析了这些结构的扫描角行为，并将它们与以前的结果进行了比较。
2007-02-23 physics.class-ph physics.optics
Analytical scattering matrix of subwavelength infinitely conducting metallic gratings in TM polarization
在TM偏振态下，我们得到了一个带亚波长狭缝的无限导体金属薄片光栅的散射矩阵的解析表达式。该理论是基于单模模式方法，其中包括在考虑只有一个传播模式的光栅狭缝。两个表情暴露出来。第一个直接来自理论方程，第二个清楚地揭示了Airy形式的散射矩阵项。在一个多光栅物体上验证了理论的正确性，同时也证明了数值计算结果的稳定性。本文的工作为计算亚波长金属光栅的衍射提供了一个基本而有效的理论工具。
2013-03-18 physics.optics
On Electrical Equivalence of Aperture-Body and Transmission-Cavity Resonance Phenomena in Subwavelength Conducting Aperture Systems from an Equivalent Circuit Point of View
对于作为孔体共振（ABR）问题的代表性例子的由导电条支撑的窄缝结构，最大功率传输的条件）和传输宽度（即，归一化的最大透过功率）与厚导体屏中的窄缝耦合问题（称为传输腔共振（TCR）问题）的结果相同。从等效电路表示的传输谐振条件和功能机制的观点来看，ABR和TCR问题被认为本质上是相同的性质。
2009-12-30 physics.optics
Charge oscillation-induced light transmission through subwavelength slits and holes
我们给出了欺骗表面等离子体激元（SSP）与腔共振相结合的具体图像，以阐明通过具有亚波长缝隙或孔的金属薄膜的异常光传输的基本机制。这幅图可以表明金属纳米结构光学器件的一般机制：当光入射在非平面导电表面上时，自由电子不能响应于入射电场均匀地移动，即，它们的运动在粗糙部分处会受到阻碍，从而形成不均匀的电荷分布。振荡电荷/偶极子然后发射光子（类似于振荡电子对x射线的汤姆逊散射），并且光子之间的干涉可能引起异常透射、反射或散射。
2009-03-20 physics.optics physics.pop-ph
Modeling of Subwavelength Gratings: Near-Field Behavior
本研究采用二维点偶极子近似和基于傅里叶分解的微扰理论，分析亚波长光栅的散射特性与近场行为，并通过边界和有限元分析验证模型，证明其能准确反映光栅周期和狭缝宽度对场增强的影响。
2023-10-18 physics.optics
Compressive Imaging of Subwavelength Structures II. Periodic Rough Surfaces
提出了一种用于相对稀疏傅里叶分量波纹近场成像的压缩传感方案。该方案利用近场的随机稀疏测量来恢复散射场的角谱。结果表明，在瑞利假设下，角谱是可压缩的，并适用于压缩传感技术。迭代方案的开发用于恢复的表面轮廓从角谱。建议的非线性最小二乘法在傅立叶基产生准确的重建，即使瑞利假设是假的。
2011-08-31 physics.optics
Rayleigh-Sommerfeld scalar diffraction by apertures moving at relativistic speeds
本文从理论上解析地得到了以相对论速度运动的单缝、双缝、光栅和圆孔的瑞利-索末菲标量衍射的理论结果。我们还研究了单缝振荡快门的衍射。我们的研究对于探讨相对论横向多普勒效应对衍射场强度分布的影响具有重要意义。
2021-01-16 physics.optics
Coupling between subwavelength nano-slits lattice modes and metal-insulator-graphene cavity modes: A semi-analytical model
本文针对沉积在绝缘体/石墨烯层上的一维周期性亚波长狭缝阵列混合系统，提出一种基于弱耦合与强耦合相互作用的半解析模型，用以高效解释和获取其完整光谱响应。
2019-02-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Influence of spatial dispersion in metals on the optical response of deeply subwavelength slit arrays
在描述金属中电子响应的流体动力学模型的框架中，我们表明，非常窄和浅的金属狭缝阵列具有光学响应，该光学响应受电子之间的排斥相互作用引起的金属中的空间色散的影响。由于简单的Fabry-Perot模型不足以准确描述这种结构的行为，我们建议将狭缝视为具有两种模式的广义腔，一种是传播模式，另一种是消逝模式。这个非常一般的模型允许得出这样的结论，即空间色散对传播模式的影响是解释为什么整个结构对空间色散敏感的关键因素。由于与以前的实验相比，这种结构的制造具有相对较大的差距，这是我们力所能及的，这项工作为未来急需的非定域性实验铺平了道路。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Resonance Frequencies of a Slab with Subwavelength Slits: a Fourier-transformation Approach
本文提出了一种新的、严格的和简单的傅里叶变换方法来研究具有有限个宽度为$h\ll 1$的亚波长狭缝的理想导电平板中的谐振。由于狭缝外的区域是变量分离的，通过对控制方程进行傅里叶变换，我们可以用孔径上的场导数来表示外部区域的场。其次，在变量分离仍然可用的每个狭缝中，波场可以表示为具有未知傅里叶系数的可数基函数的傅里叶级数。最后，通过在孔径上匹配场，建立了一个控制可列傅里叶系数的无穷多个线性方程组。通过对系数矩阵的每一项进行仔细的渐近分析，我们严格地证明了，通过只删除有限数量的行和列，所得到的主子矩阵是对角占优的，从而可以将无限维线性系简化为有限维线性系.共振频率正是使线性系秩亏的那些频率。这反过来又提供了一个简单的渐近公式，描述谐振频率的精度为${\cal O}(h^3\log h)$。我们强调，这样的公式是更准确的比所有现有的结果，是第一个准确的结果，特别是对缝数超过两个，我们最好的知识。此外，这个渐近公式严格地证实了这样一个事实，即无论我们如何放置狭缝，只要它们间隔的距离与宽度$h$无关，谐振频率的虚部总是${\cal O}(h)$。
2020-12-26 cs.NA math.NA physics.optics
Surface wave generation and propagation on metallic subwavelength structures measured by far-field interferometry
被亚波长狭缝或孔阵列穿孔的金属薄膜或膜的透射光谱已被广泛地解释为表面等离子体激元（SPPs）的共振吸收。也有人提出了涉及在表面上衍射的倏逝波的替代解释。这两种方法导致一些表面波性质的不同预测。使用远场干涉测量，我们已经进行了一系列的测量基本一维（1-D）亚波长结构的目的是测试表面波的关键属性，并将它们与这两个观点的预测进行比较。
2006-02-17 physics.optics
Rayleigh Bound States in the Continuum
Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；ITMO University（ITMO大学）
研究预测非亚波长周期超表面中瑞利BICs，其在瑞利异常处出现，源于多种态相互作用，有独特品质因数立方标度，为超表面中亚波长范围外非辐射态工程化提供途径。
2026-07-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced Transmission and Second Harmonic Generation from Subwavelength Slits on Metal Substrates
我们从理论上研究了二次谐波产生，起源于非线性，磁洛伦兹力长期从单一和多个孔刻在厚，不透明的金属基板。金属基板上的孔的线性传输特性先前已经在光的非凡传输的背景下进行了研究。传输过程由许多物理机制驱动，其特性和相对重要性取决于金属基底的厚度、狭缝尺寸和狭缝间隔。在这项工作中，我们表明，腔效应和表面等离子体激元产生的组合产生增强的二次谐波产生的制度的非凡的透射率的泵浦场。我们研究了前向和后向二次谐波产生转换效率作为几何参数的函数，以及它们如何与泵浦传输效率相关。共振现象在所产生的二次谐波信号中是明显的，因为转换效率取决于入射泵浦脉冲的持续时间，并且因此取决于其带宽。我们的研究结果表明，紧限制模式的激发以及增强的传输和非线性过程的组合可以导致几个潜在的新的应用，如光刻，扫描显微镜，和高密度光学数据存储设备。
2008-03-12 physics.acc-ph physics.optics
Transmittance of a subwavelength aperture flanked by a finite groove array \\ placed near the focus of a conventional lens
本文研究了用普通透镜照明的一维光捕获结构。我们的理论研究表明，当该结构被放置在透镜的焦平面附近时，可以获得高的传输效率。所考虑的结构是一个有限缝槽阵列（SGA）与一个给定数量的凹槽对称分布相对于一个中央狭缝。SGA在不透明的金属膜上被纳米图案化。结果表明，当（i）在狭缝内激发类法布里-珀罗模和（ii）光阑的有效截面为入射光束的半峰全宽量级时，即使对于单个狭缝，也能获得80%的总透过率。通过凹槽阵列产生8%的进一步增强。凹槽阵列的最佳几何形状由位于狭缝两侧的中等数量的凹槽（$ \geq 4$）组成，凹槽之间的距离为入射波长$λ$的一半。凹槽应该比平面波照明通常报告的凹槽更深（深度为$\geq λ/4$），以增加其单独的散射截面。
2014-03-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Actively tunable plasmonic lens for subwavelength imaging at different wavelengths
提出了一种可调谐等离子体透镜，用于不同波长的远场亚波长成像。等离子体透镜中的纳米狭缝阵列具有恒定的深度但变化的宽度，可以基于金属-电介质-金属（MDM）狭缝波导中的表面等离子体激元（SPP）的特定传播特性产生期望的光学相位延迟。从理论上和数值上证明了通过调节周围介质流体，单等离子体透镜可实现亚波长成像（半高宽0.37 ~0.47），从而实现了紧凑的面内可调谐等离子体透镜。这项工作提供了一种新的方法来开发集成可调谐等离子体透镜的各种芯片上的实验室应用。
2011-12-01 physics.optics
Effects of using different plasmonic metals in metal/dielectric/metal subwavelength waveguides on guided dispersion characteristics
研究了在不同间隙宽度下，两种不同等离子体金属嵌入的亚波长介质狭缝通道中导光的基本色散特性。结果，在低于和高于两种不同等离子体金属的等离子体频率的宽光谱范围内获得了引导色散特性的整体和突出的图片，这是用于分析这种类型的亚波长波导的重要初步信息。特别是，使用两种不同的金属上的导模色散的影响相比，使用相同的等离子体金属包层的效果强调。
2009-04-16 physics.optics
Achieving Extraordinary Acoustic Transmission in a Single Slit by Boundary Impedance Engineering
Facultad de Ciencias, UAEMex（UAEMex理学院）
本研究通过优化边界阻抗实现单条亚波长狭缝的非凡声学传输，揭示了阻抗匹配在增强传输中的关键作用。
2026-01-02 physics.flu-dyn physics.optics
Diffraction-free subwavelength-beam optics
衍射是光传播的基本性质。由于这一现象，光通过亚波长狭缝时会向各个方向衍射，这就对光束在离孔径一定距离处的横向尺寸施加了基本限制。我们表明，一个亚波长大小的光束传播没有衍射展宽可以产生在自由空间中的建设性干涉各自的高折射率波导的菲涅耳源的多个光束。此外，它表明，这样的源不仅可以构造为连续波，但也为超短（近单周期）脉冲。结果从理论上证明了无衍射亚波长束流光学的可行性。该方法将近场亚波长束流光学（例如近场扫描光学显微镜和光谱学）的操作扩展到“不太远”的场区（0.5至约10个波长）。
2003-09-17 physics.optics
Analysis of surface waves generated on subwavelength-structured silver films
使用透射电子显微镜（TEM）分析subwavlength结构的银膜和有限差分时域（FDTD）的光学响应的平面波激发的数值模拟的物理化学表面特性，我们报告的起源和性质的持久性表面波产生的一个单一的狭缝槽图案和最近测量的远场光学干涉。表面分析表明，银膜是免费的可检测的氧化物或硫化物污染物，和数值模拟显示与以前报道的结果非常好的协议。
2006-08-21 physics.optics
Robust method to determine the resolution of a superlens by analyzing the near-field image of a two-slit object
在过去的十年中，基于超材料的超透镜，分辨率低于阿贝衍射极限，已经出现。为了获得这种超透镜的分辨率的粗略估计，通常执行由亚波长间隙\textit{d}分开的两个亚波长狭缝的成像。透镜的分辨率$Δ$对应于最小可能间隙$d_{min}$，对于该最小可能间隙$d_{min}$，可以分辨两个狭缝的不同图像（$Δ\sim d_{min}$）。在这封信中，我们提出了一个更定量的估计制造的镜头的分辨率拟合分析近场图像的配置文件，从成像的双缝对象与已知分辨率的理论负折射率透镜，实验数据。我们总结了我们的分析方法，从文献中的超透镜的3个案例的讨论。如图所示，这种方法对于快速评估制造的超分辨率透镜的性能特别有吸引力。
2011-05-01 cond-mat.other physics.optics
Experimental evidence of cut-wire-induced enhanced transmission of transverse-electric fields through sub-wavelength slits in a thin metallic screen
最近的数值研究表明，通过将单个或成对的金属切割线阵列放置在离屏幕很近的距离处，可以实现通过薄金属屏幕中的亚波长狭缝的横向电极化电磁场的传输的实质性增强。在这封信中，我们报告了这种非凡的传输现象的第一个实验证据，通过微波（X/Ku波段）测量印刷电路板原型。实验结果与全波数值预测吻合得很好，并表明增强的传输现象相对于制造公差和实验缺陷的内在鲁棒性。
2010-10-28 physics.optics
Tunneling inhibition for subwavelength light
我们表明，光隧道抑制可能会发生在适当的动态调制波导阵列的光斑的功能是显着小于光波长。我们发现，相邻波导之间的隧穿可以抑制特定频率的异相折射率调制，提供不失真的传播的输入亚波长光斑超过数百个瑞利长度。调谐抑制原来是有效的，只有当阵列中的波导分离是超过一个临界阈值。列入弱聚焦非线性，以提高本地化。我们分析纯电介质结构中的现象，也在阵列中包含周期性间隔的金属层。
2013-07-09 physics.optics
Violation of Energy Conservation in Boson and Fermion Fields on Subwavelength Nano-Scale
导出了描述玻色子和费米子多模场在量子干涉下能量不守恒的哈密顿量。我们表明，违反能量守恒是伴随着动量，粒子数和场电荷的不守恒。这种现象可以在杨氏双缝亚波长（纳米级）装置中观察到。
2007-03-02 hep-th math-ph math.MP
Enhanced Transmission and Reflection of Femtosecond Pulses by a Single Slit
研究表明，飞秒脉冲在厚金属膜中的透射和反射增强的物理机制是狭缝内稳态、准稳态和非稳态波的类Fabry-Perot共振激发，导致狭缝内和狭缝周围的场增强.该机制对于任何脉冲散射系统都是通用的，它支持稳态共振。我们指出，有一个脉冲持续时间的限制，低于该狭缝不支持的intraslit共振。
2006-10-03 physics.class-ph physics.optics
Topology of the near field in enhanced transmission through subwavelength apertures
Department of Physics, Universidad Autonoma del Estado de Mexico（墨西哥自治大学物理系）
研究通过亚波长孔隙的增强传输，揭示了近场能量流的拓扑转变与模态场相位特性之间的关系。
2025-12-18 physics.optics
Retrieving positions of closely packed sub-wavelength nanoparticles from their diffraction patterns
本文利用深度学习分析单次衍射图样，实现了在低于瑞利极限距离下紧密堆积亚波长纳米粒子的位置检索，突破了传统显微镜的分辨率限制。
2023-11-17 physics.optics
Leaky-Wave Radiations by Modulating Surface Impedance on Subwavelength Corrugated Metal Structures
已经描述了一维（1D）亚波长波纹金属结构以支持欺骗表面等离子体激元（SPP）。在这里，我们证明了一个调制的一维亚波长波纹金属结构可以转换欺骗SPP传播波。该结构在中心通过狭缝馈送，在输入侧连接波导。将输出面上的亚波长波纹金属结构视为超颖表面，对其进行周期调制，实现宽边漏波辐射。分别采用余弦函数和三角波函数调制金属波纹结构的表面阻抗，达到辐射效果。全波模拟和测量结果验证了所提出的设计。
2016-01-07 physics.class-ph physics.optics
Theory of the far-field imaging beyond the Rayleigh limit based on the super-resonant lens
从本质上讲，提高成像系统分辨率的思想是提高其信息容量，通常由时间带宽（或空间频谱）积表示。本文介绍了超共振透镜的概念，并从理论上论证了当满足三个基本条件时，远场成像系统的信息容量可以得到有效的提高：超共振、被成像物体与所用超共振透镜之间的近场耦合以及宽带照明，从而使远场测量得到被成像物体的亚波长图像。此外，提出了一种单视图成像方案，并检查了远场成像超过衍射极限。这种新方法将在不久的将来成为纳米光刻、检测、传感或亚波长成像的突破。
2014-03-20 physics.optics
Funneling Light Through a Subwavelength Aperture with Epsilon-Near-Zero Materials
下一代光子结构与电子和光学片上组件的集成需要开发有效的方法来限制和控制亚波长体积中的光。最近提出了几种使光耦合到亚波长物体的技术，包括基于光栅和复合材料的解决方案。然而，这些耦合器的实验实现涉及复杂的制造与\sim 10 nm分辨率的三维。复杂耦合结构的一个有前途的替代方案涉及具有极小介电常数的材料，也称为ε近零（ENZ）材料。与先前参考的方法相比，期望ENZ材料的单个层提供自由空间辐射与亚波长引导结构之间的有效耦合。在这里，我们报告的第一个直接观察到的散装ENZ增强传输通过亚波长狭缝，伴随着这种现象的理论研究。我们的研究为ENZ材料和基于ENZ的光子系统的多种实际应用打开了大门。
2011-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Theory of surface plasmon generation at nanoslit apertures
在这封信中，我们研究了金属屏中单个亚波长狭缝对光的光的散射。在以前的理论工作相比，我们提供了一个微观描述的散射过程，强调在狭缝孔径的表面等离子体激元的产生。支持分析的是一个严格的形式主义的基础上的正常模式分解技术和半解析模型，它提供了精确的公式的等离子体激元生成强度。生成被证明是相当有效的金属与低电导率，如黄金在可见光范围内。通过与最近的实验数据[H. F. Schouten等人，物理修订版信函94，053901（2005）]。
2005-12-22 physics.optics
A deep learning approach to resonant light transmission through single subwavelength apertures
光的共振传输是表面波辅助的现象，其使得荧光能够穿过在不透明的金属屏幕中铣削的亚波长孔径。在这项工作中，我们引入了一种深度学习方法，可以有效地计算和设计在金属屏幕上穿孔的单个亚波长狭缝的光学响应，并被周期性排列的压痕包围。首先，我们证明了基于耦合模式理论形式主义的半分析框架是一种强大而有效的方法来生成所提出的方法所需的大型训练数据集。其次，我们讨论了如何简单，密集连接的人工神经网络可以准确地学习从定义系统的拓扑结构的几何参数映射到其相应的透射谱。最后，我们报告了一个深度学习串联架构，能够为所考虑的系统类别执行逆向设计任务。我们希望这项工作能够激发进一步的工作，将深度学习应用于分析纳米结构金属薄膜中的光-物质相互作用。
2021-06-20 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph physics.optics
Boundary-layer effects on electromagnetic and acoustic extraordinary transmission through narrow slits
本文研究了无限大平板中电磁波和声波通过亚波长狭缝的共振非寻常透射问题，其厚度接近波长的一半。我们建立在Holley & Schnitzer（波动，91 102381，2019）的匹配渐近分析的基础上，他们考虑了单缝配置，假设一个理想化的公式，其中忽略耗散，电磁和声学问题是类似的。我们在这里扩展该理论，包括薄耗散边界层与有限的导电性的板在电磁问题和粘性和热效应的声学问题，考虑单缝和缝阵列配置。通过考虑一个杰出的边界层缩放的耗散和衍射效应是可比的，我们开发了准确的分析近似，通常是有效的近共振;电磁声学类比保存到一个单一的物理相关的参数，明确提供了两种情况。该理论被证明是在良好的协议与GHz的微波和kHz的声学实验文献。
2020-06-07 physics.app-ph physics.flu-dyn physics.optics
Nearly-zero transmission through periodically modulated ultrathin metal films
光通过具有与其趋肤深度相当的厚度的光学可吸收金属膜的透射是显著的。我们证明了实验近零传输的光通过薄膜周期性调制的一维阵列的亚波长狭缝。光透射率的抑制是由于表面等离子体激元的激发，而零透射现象强烈依赖于入射波的偏振态。
2010-08-12 physics.optics
Far-Field Tunable Nano-focusing Based on Metallic Slits Surrounded with Nonlinear-Variant Widths and Linear-Variant Depths of Circular Dielectric Grating
在本论文中，我们利用圆光栅的线性变化深度和非线性变化宽度，设计了一种新的可调谐纳米聚焦透镜，以应用于远场的实际应用。亚波长金属结构发射的柱面等离子体激元的相长干涉可以形成亚衍射极限聚焦，通过对圆光栅的槽深和槽宽进行跟踪配置，可以调节该结构的焦距。数值计算结果表明，该透镜的聚焦点位移范围远大于其他等离子体透镜，并且表面等离子体耦合圆光栅的非线性变宽和线性变深可以调制出射光的相对相位。仿真结果表明，不同的发射光相对相位导致不同的焦距。首次发现了圆光栅深度线性变化和宽度非线性变化时的一个独特现象，即凹槽深度和宽度的正变化和负变化会导致相对相位和焦距的变化趋势不同。这些结果为等离子体透镜在高密度光存储、纳米光刻、超分辨率光学显微成像、光阱和传感中的应用铺平了道路。
2013-01-11 physics.optics
A multifunctional metasurface: from extraordinary optical transmission to extraordinary optical diffraction in a single structure
研究表明，由亚波长金属狭缝阵列组成的超颖表面在非对称环境中可以表现出非常光透射（EOT）或非常光衍射（EOD）。采用解析模型展开法和k矢量空间衍射级图，发现通过改变平行波矢，可以将局域狭缝腔模的共振衰减路径调谐到0级或-1级衍射，从而在小入射角下增强结构的0级透射（EOT），在大入射角下增强结构的-1级衍射（EOD）.基于这一吸引人的特征，展示了一种多功能元表面，该元表面可以在透射滤波器、反射镜和离轴透镜之间切换其功能。我们的研究结果提供了一个方便的方法来构建多功能集成光学器件上的一个单一的平面器件。
2017-05-29 physics.optics
Inverse design of resonant nanostructures for extraordinary optical transmission of periodic metallic slits
针对具有特殊光学传输性能的周期性金属狭缝，提出了反向确定双边纳米结构的共振构型。拓扑优化方法被用来实现逆设计过程。几种几何构型的双边纳米结构的周期性金属狭缝推导。衍生的纳米结构的共振性能证明了由透射光谱，其中的透射峰是在指定的波长在逆设计过程中。这提供了一种通过在反向设计过程中指定期望的入射波长来控制透射峰的红移或蓝移或将谐振性能定位在期望的频率处的方法。推广了逆设计方法，使周期性金属狭缝对入射波长的敏感性降低。该研究可进一步推广到反求异常光吸收和其他基于表面激元的光子器件的亚波长共振结构。我们将在未来的研究中探讨三维孔径的逆向设计。
2017-12-03 math.OC physics.comp-ph physics.optics
Far-field linear optical superresolution via heterodyne detection in a higher-order local oscillator mode
到目前为止，瑞利极限已经应用于所有依赖于线性光学相互作用和远场检测的显微镜技术。在这里，我们证明了检测高阶横向电磁模式（TEM）中的物体发出的光可以帮助实现各种显微镜相关任务的亚瑞利精度。使用光外差检测TEM01，我们测量的相干和非相干发射物体的位置在0.0015和0.012的瑞利极限内，分别，并确定两个非相干发射狭缝之间的距离定位在0.28的瑞利极限内的精度为0.019的瑞利极限。将我们的技术扩展到高阶TEM，可以实现分辨率显著低于瑞利极限的全成像，这让人想起光学状态的量子层析成像。
2016-06-09 physics.optics quant-ph
Comment on ``Enhanced transmission of light through a gold film due to excitation of standing surface-plasmon Bloch waves"
本文的目的是首先纠正一个误解所发挥的作用，复合波衍射表面波产生亚波长结构和第二指出，周期性布洛赫结构是不必要的有效生产的表面等离子体极化激元（SPP）作为行波或驻波的导模。引导表面波起源于垂直入射下照明的简单狭缝或凹槽边缘，并且容易实现来自这些驻波的一维（1-D）表面腔。
2007-04-27 physics.optics
Electrically-Controlled Suppression of Rayleigh Backscattering in an Integrated Photonic Circuit
该研究利用射频驱动的声光相互作用破缺LNOI环形谐振器的时间反演对称性，实现并验证了集成光子电路中电可控的瑞利背向散射近完全抑制。
2023-04-19 physics.app-ph physics.optics
Dynamic and static control of the optical phase of guided p-polarized light for near-field focusing at large angles of incidence
提出并研究了动态和静态方法来控制p-偏振光波的光学相位，该p-偏振光波被引导通过具有亚波长特征的表面图案化金属结构。对于动态控制，场诱导透明（FIT）从光激发电子在狭缝嵌入原子系统中出现在一个狭窄的频率窗口内调制聚焦透射光的强度在近场区域。基于电磁耦合，这是由两个FIT原子嵌入狭缝之间的表面等离子体促进的。对于静态控制，表面曲率的作用是获得聚焦透射光通过高斯形金属微透镜嵌入线性阵列的狭缝，除了负光折射图案，这是与较高的衍射模式的光，在近场区域的入射角大。然而，最有趣的是，这种反常的负光折射模式变得可抑制与泄漏的高阶波导模式的光通过一个非常薄的薄膜。同时，在高斯型狭缝阵列的左山麓处，对于大入射角的前向传播表面等离子体波，也可以通过增强反射来抑制。预测了近场聚焦的光与它的锐度动态控制的光的频率在一个非常窄的窗口。此外，一个不同的计划的基础上，格林的第二积分恒等式，提出了克服困难的计算近场分布非常接近的表面通过时域有限差分法。
2013-02-21 physics.optics
Super sub-wavelength patterns in photon coincidence detection
在所有科学领域都需要通过光实现高精度测量。然而，光是一种波动，瑞利判据在经典光学中给了我们一个衍射极限，限制了我们获得任意高的分辨率。亚波长干涉在光刻技术中有潜在的应用，可以突破经典的瑞利极限。本文从二阶相关理论出发，研究了光子符合探测中亚波长干涉的物理机制。利用赝热光进行了杨氏双缝实验，对二级关联图进行了测试。结果表明，当两个点探测器的扫描方式不同时，可以得到超亚波长的干涉图样。然后对这一令人惊讶的结果给出了理论解释，发现这种解释也适用于纠缠光的结果。此外，我们还讨论了这种超亚波长干涉图样在量子光刻中的局限性。
2015-01-23 physics.optics quant-ph
Diffraction Effects in the Near Field
本论文主要研究近场衍射效应的理解和分析。详细研究了均匀波和倏逝波对二维近场标量场衍射图样的贡献。精确的关系得到计算这些贡献为任意的传播距离，以及近场的近似表达式。两个贡献的行为示出的情况下，平面波衍射的狭缝在一个不透明的屏幕。本文用时域有限差分法（FD-TD）研究了薄导体屏上有缝隙时，精确边界值对近场的影响。FD-TD数值结果显示在彩色图像中，说明了狭缝附近场的振幅和相位的复杂行为。这些数值结果进行了比较与近似理论的预测。本文讨论了薄屏衍射问题中确定近场的一些新方法。具体而言，新的近似理论的衍射标量和电磁场和迭代傅立叶算法提出了解决严格的边值问题。为了了解光学涡旋对衍射的影响，本文研究了高斯光束照射螺旋相位板产生的光场。它示出的新兴领域的振幅分布的变化明显超过传播距离，远小于瑞利范围。
2006-10-23 physics.comp-ph physics.optics
Tailored multipolar optical trapping with higher-order structured light
The Institute of Optics, University of Rochester（罗切斯特大学光学研究所）；Department of Physics, University of Rochester（罗切斯特大学物理系）；Center for Coherence and Quantum Optics, University of Rochester（罗切斯特大学相干与量子光学中心）
本研究结合矢量聚焦与广义洛伦兹-米氏理论，探索高阶柱对称光束对米氏硅纳米球的多极捕获，预测八极共振下稳定灰捕获，为亚波长粒子分选等应用奠定基础。
2026-09-29 physics.optics
