First experimental demonstration of an isotropic electromagnetic cloak with strict conformal mapping
在过去的几年中，准共形映射已被典型地用于设计宽带电磁隐身衣。然而，这种技术有一些固有的实际限制，例如横向光束偏移，使设备可见或难以隐藏大物体。在这项工作中，我们绕过这些问题，使用严格的保角映射，建立第一个各向同性斗篷。微波近场测量表明，该器件（介电常数处处大于1）具有很好的隐身性能和较宽的频率响应。目前的电介质方法可以在技术上扩展到在更高的频率下的其他共形器件的制造。
2013-05-22 physics.optics
Simple derivation of dyadic Green functions of a simply moving, isotropic, dielectric-magnetic medium
本文通过一个简单的变换，然后利用单轴介质磁介质的并矢格林函数，导出了匀速运动均匀各向同性介质磁介质中时谐场的并矢格林函数。
2005-11-24 physics.ed-ph physics.optics
Electromagnetic scattering by homogeneous, isotropic, dielectric-magnetic sphere with topologically insulating surface states
将均匀各向同性介质磁球电磁散射的Lorenz-Mie公式推广到包含表面导纳为$γ$的拓扑绝缘表面态。推导了散射场相量系数相对于入射场相量系数的展开式。这些膨胀系数被用来获得分析表达式的总散射，消光，前向散射和后向散射的球体的效率。共振存在相对较低的值的$γ$，当球是非耗散或弱耗散。对于大值的$γ$，散射特性接近于完美的导电球，无论球是由耗散或非耗散材料组成，也无论该材料是否支持具有正或负相速度的平面波传播。
2020-03-29 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 surface waves guided by the planar interface of isotropic chiral materials
通过数值求解正则边值问题，研究了电磁表面波在两种各向同性手征材料（$\calA$和$\calB$）平面界面上的传播.将各向同性手性材料$\calB$建模为均质化复合材料，该均质化复合材料由各向同性手性组分材料和各向同性非手性、双手性组分材料的均质化产生，所述各向同性非手性、双手性组分材料的特征在于相对介电常数$\eps_a^\calB$。表面波的性质的变化进行了探讨的体积分数$f_a^\calB$的非手性组分材料的变化。表面波仅在$f_a^\calB$的特定范围内受支持;在这些范围内，在每个$f_a^\calB$值处仅支持一个表面波，其特征在于其相对波数$q$。对于$\mbox{Re} \lec \eps_a^\calB \ric > 0 $，随着$\left| \mbox{Im} \lec \eps_a^\calB \ric \right|$增加，表面波支持更大范围的$f_a^\calB$和$\left| \mbox{Im} \lec q \ric \right|$，因为这些表面波增加。对于$\mbox{Re} \lec \eps_a^\calB \ric < 0 $，随着$ \mbox{Im} \lec \eps_a^\calB \ric $增加，支持表面波传播的$f_a^\calB$的范围几乎不变，但是这些表面波的$ \mbox{Im} \lec q \ric $减小。当$\…
2019-01-17 physics.optics
Probability Distributions of Random Electromagnetic Fields in the Presence of a Semi-Infinite Isotropic Medium
利用自由随机电磁波的角平面波谱的TE/TM分解和匹配边界条件，我们导出了存在半无限各向同性介质时矢量电场的能量密度的概率密度函数。良好的电导体和一个无损的介电半空间的计算和结果的理论分析说明。的介电常数和电导率的强度，随机极化，统计分布和标准偏差的字段的影响进行了调查，无论是入射加反射场和折射场。发现外折射导致随机场波动的压缩。
2006-12-22 physics.data-an physics.optics
Variational treatment of the electromagnetic field in an optical cavity with a moving mirror
Università di Padova（帕多瓦大学）；Centro di Ateneo Studi e Attività Spaziali, Università di Padova（帕多瓦大学校际空间研究与活动中心）；Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche（国家研究委员会光子和纳米技术研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei”, Università di Padova（帕多瓦大学伽利略·伽利雷物理与天文学系）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Padua QTech Center, Università di Padova（帕多瓦量子技术中心）；Istituto Nazionale di Ottica (INO) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（国家研究委员会国家光学研究所）
本文提出了一种统一的变分方法，用于分析光腔中移动镜与电磁场的耦合动力学，适用于非相对论和相对论情况，并在自由运动情况下给出精确解。
2026-01-04 physics.optics
A class of invisible inhomogeneous media and the control of electromagnetic waves
我们提出了一种通用的方法来任意操纵在二维介质中传播的电磁波，而不引入任何散射。这导致了一整类各向同性的空间变化的介电常数和磁导率分布，其在成形场幅度和/或相位时是不可见的。此外，我们提出了一种超材料结构的工作在红外线，演示了深亚波长控制的电场振幅和强烈的减少的散射。这项工作提供了一种替代策略，以实现各向同性材料的不可见性，并为在纳米尺度上定制光的传播铺平了道路
2016-11-27 physics.optics
Canonical quantization of the electromagnetic field interacting with a moving dielectric
在线性、色散和耗散介质中，电磁场是正则量子化的，介质是匀速运动的。具体地说，我们计算了耦合物质场系统的简正模的变化，并找到了一个包含负能量简正模的哈密顿量。我们将这些模式解释为量子摩擦等现象的起源，并发现一个探测器最初在其基态，并耦合到附近的电磁场，或在一个均匀移动的介质具有非零概率的激发在T= 0 K。
2012-07-24 physics.optics quant-ph
Invariant imbedding theory of wave propagation in arbitrarily inhomogeneous stratified bi-isotropic media
双各向同性介质是线性各向同性介质的最一般形式，其中电位移和磁感应强度与电场和磁场强度都有关，包括各向同性手征介质和Tellegen介质作为特例。在非均匀双各向同性介质中，两种不同极化的电磁波相互耦合。本文发展了一种研究任意非均匀分层双各向同性介质中波传播问题的广义不变嵌入法，该方法可以准确有效地求解耦合波传播问题。我们验证了它的有效性和实用性，通过应用它的几个例子，包括波在一个均匀的手征板，表面波激发的双层系统的一层Tellegen介质和金属层，和模式转换的横向电磁波到纵向等离子体振荡的非均匀Tellegen介质。与普通各向同性介质的情况相比，我们发现在双各向同性介质中，s波和p波都发生了表面波激发和模式转换。
2016-04-02 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
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
Simultaneous amplification and attenuation in isotropic chiral materials
各向同性手征材料中的电磁场相量是两个不同旋向的贝尔特拉米场的叠加。应用Bruggeman均匀化形式主义的双组分复合材料提供离子传导膜，其中贝尔特拉米领域的一个旋向衰减，而贝尔特拉米波的另一个旋向放大。一种组分材料是耗散ICM，另一种是有源介电材料。
2015-12-28 physics.optics
Covariant formulation of electrodynamics in isotropic media
介质中的电磁场方程通常写在介质的静止坐标系中。我们概述了一种方法推广到任意惯性系的讨论。在讨论中，我们还包括介质是光学活性的可能性，在介质中的电磁场的讨论中经常被忽视的可能性。
2020-12-23 physics.class-ph physics.optics
Positive-, negative-, and orthogonal-phase-velocity propagation of electromagnetic plane waves in a simply moving medium
平面波在简单运动的电介质-磁介质中的传播分为三种不同的类别：正相速度、负相速度和正交相速度（PPV、NPV和OPV）。从位于非同向运动参考系中的观察者的角度进行的计算表明，平面波传播的性质是PPV还是NPV（或者在非耗散介质的情况下是OPV）强烈地取决于观察者相对于介质的速度的大小和方向。PPV传播的特征在于正的实波数，NPV传播的特征在于负的实波数。OPV的传播只发生在非耗散介质中，而弱耗散介质几乎可以支持OPV的传播。
2005-12-08 physics.optics physics.space-ph
Electromagnetic fields between moving mirrors: Singular waveforms inside Doppler cavities
动态变化结构中的波传播现象已经重新出现，因为介质性质的时间变化可以扩展电磁波操纵的可能性。虽然电磁介质性质的动态变化是一项艰巨的任务，但散射体的运动不是。在本文中，我们分析了两个光滑运动的反射镜内的电磁场。我们采用的方法的特征，并考虑到相对论现象表明，时间和空间的局部多普勒效应可以过滤和放大的电磁信号，剪裁的$k-$和$ω-$内容的瞬态。它示出使用多普勒因子和相邻特征之间的距离的变化，边界的动态移动可以导致凝聚的特征，导致场放大或特征的稀释，导致信号的衰减。在周期性移动的镜子的情况下，场分布示出，渐近地导致在空间的离散点处具有有限数量的峰值的指数增长的δ状波包，由于机械振动的速度不能超过光的速度的事实。理论分析也通过FDTD仿真得到了验证，并与锁模理论相结合。
2022-09-24 physics.app-ph physics.optics
Symmetry classification of temporal reciprocity in time-varying electromagnetic media
Research Institute of Basic Sciences, Ajou University（延世大学基础科学研究院）；Department of Physics, Ajou University（延世大学物理系）；School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院物理学院）
本文通过逆共轭关系对无耗、空间均匀且初末态相同的时变电磁介质中的散射矩阵进行分类，揭示了双各向同性介质中时间互易性的对称性，为预测和设计光子介质的时间散射响应提供了框架。
2026-06-23 physics.optics
Plus-minus construction leads to perfect invisibility
最近应用于超材料的理论进展为设计一种涂层开辟了新的途径，这种涂层可以使物体免受电磁辐射甚至视线的影响。在这里，我们提出了一种新的设计，创造完美的隐形设备在各向同性介质。正折射率和负折射率的组合，称为正负结构，对于实现完美的不可见性（即，没有时间延迟和完全没有反射）。与通常的理解相反，即在具有不同折射率的两种各向同性材料之间，电磁反射是不可避免的，我们的方法表明，令人惊讶的是，反射现象可以完全消除。与经典的阻抗匹配不同，本发明的方法还可以在存在由反射引起的失真的情况下找到隐身设备之外的电磁应用。
2010-10-08 physics.optics
On linear electromagnetic constitutive laws that define almost-complex structures
结果表明，在Poincare对偶同构下，并非所有线性电磁本构律都能在时空流形上的2-形式丛上定义几乎复结构，而只有一类有限的线性电磁本构律能在时空流形上定义几乎复结构，其中包括线性空间各向同性和某些双各向同性电磁本构律.虽然这并没有使前度规电磁学的基本方程的公式化变得琐碎，但它确实影响了它们对度规电磁学的还原，因为它影响了可还原的介质类型，并且可能影响了这种介质支持电磁波传播的方式。
2006-10-08 gr-qc physics.optics
Dyakonov-Tamm waves guided jointly by an ordinary, isotropic, homogeneous, dielectric material and a hyperbolic, dielectric, structurally chiral material
普通的、各向同性的、均匀的电介质材料和双曲线的、电介质的、结构手性材料的平面界面可以支持一个或多个Dyakonov-Tamm波在界面平面中以指定频率并沿着指定方向的传播。当多个Dyakonov-Tamm波可以存在时，它们在相速度，传播长度，界面局部化程度以及相关电磁场的空间分布方面不同。各向同性的伙伴材料的相对介电常数标量的依赖性表明利用光学传感的分析物。
2014-03-19 physics.optics
Quasidiscrete spectrum Cherenkov radiation by a charge moving inside a dielectric waveguide
该研究通过电磁场格林张量分析介质通道内运动电荷的切伦科夫辐射，揭示了介电常数条件下谱分布强窄峰的特性与解析估算方法。
2024-06-19 physics.optics
Transmission Lines Emulating Moving Media
在本文中，我们展示了如何在移动磁介质中的电磁现象，可以模拟使用人工复合结构在休息。特别是，我们引入非互易周期性加载传输线，它支持在运动介质中遵循与平面电磁波相同规则的波。因为实际的物理结构是静止的，在这些传输线中，对速度值没有基本的限制，速度值可以取大于光速的值，甚至可以取复值（考虑时谐状态下的复振幅）。一个“移动”传输线的单元格的一个例子电路，并进行了数值和实验分析。对复合左右手主线的特殊情况也进行了数值研究。除了基本的兴趣，这项研究是相关的潜在应用，在实现工程材料的各种电磁场的转换。
2014-10-01 physics.class-ph physics.optics
Fermat's principle of least time in the presence of uniformly moving boundaries and media
从理论上研究了作匀速直线运动的均匀、各向同性、无色散透明材料半空间对光线的折射。该方法是一个合并的原始费马的原则和事实，即各向同性的光学介质在休息成为光学各向异性的一个框架中的介质是以恒定的速度移动。考虑两种运动情况：a）材料半空间平行于界面运动; b）材料半空间垂直于界面运动。在每一种情况下，所获得的折射公式的详细分析，并在后一种情况下，一个有趣的向后光的折射注意到，并彻底讨论。结果证实了费马原理在光学介质及其边界以相对论速度运动时的有效性。
2007-12-06 physics.class-ph physics.optics
Momentum, angular momentum, and spin of waves in an isotropic collisionless plasma
我们研究的动量和角动量（包括自旋）的线性波，纵向（朗缪尔）和横向（电磁），在各向同性非相对论性碰撞电子等离子体的属性。我们专注于守恒量的平移和旋转不变性的波场相对于均匀介质，这些有时被称为赝动量。有两种类型的动量和角动量密度：（i）与能流密度和对称化（Belinfante）能量-动量张量相关的动能密度和（ii）与守恒Noether流和正则能量-动量张量相关的正则动量密度。我们发现朗缪尔波的正则动量和自旋密度与流体或气体中的声波的正则动量和自旋密度相似，它们都是通过电子速度场来表示的。反过来，电磁波的动量和自旋密度可以写成只包含电场的自由空间电磁场的形式，或者写成包含电场和磁场以及等离子体的有效介电常数的双对称形式。我们推导出这些性质的唯象宏观方法和微观拉格朗日场论的耦合电磁场和电子。最后，我们探讨了正则动量和自旋密度在输运和电动力学现象中的意义：斯托克斯漂移，波致磁化（逆法拉第效应）等。
2022-06-01 physics.optics physics.plasm-ph
Generalized FDTD Scheme for Moving Electromagnetic Structures with Arbitrary Space-Time Configurations
本研究提出一种广义FDTD方案，通过局部适配与维度扩展，实现了对任意时空构型运动电磁结构的精准模拟，兼容传统边界与色散处理，填补了计算电磁学领域的相关空白。
2023-10-09 cs.CE physics.class-ph physics.comp-ph
Gain and One-Way Propagation in Synthetically Moving non-Foster Gratings
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；University of Lisbon（里斯本大学）
本文通过分析时空沟槽金属表面的电磁特性，发现其能放大电磁波、展现非互易和非福斯特行为，并在特定条件下形成单向传播通道。
2026-06-01 physics.app-ph physics.optics
Cherenkov and parametric (quasi-Cherenkov) radiation from relativistic charged particles moving in crystals formed by metallic wires
直到最近，电磁波与由平行金属线（线介质）构建的晶体的相互作用在单根线对电磁波的各向同性散射的近似下被分析。然而，如果导线较粗（kR~1），则导线散射的电磁波是各向异性的，即，散射振幅取决于散射角。在这项工作中，我们推导出的方程描述的电磁波衍射和带电粒子的自发发射线介质中，并考虑到散射振幅的角度依赖性。数值结果表明，辐射强度随导线半径的增大而增大，并在kR~1范围内达到最大值。当条件kR~1满足时，在太赫兹频率范围内的情况下被详细考虑。计算表明，晶体中电子束的切伦科夫和参量（准切伦科夫）辐射的瞬时功率可以是几十-几百兆瓦，即，高到足以允许实验观察以及可能的实际应用。
2016-09-19 physics.acc-ph physics.optics
Equations of a Moving Mirror and the Electromagnetic Field
我们考虑一个由移动平板和电磁场组成的系统。我们假设平板是由一种材料制成的，当它静止时具有以下特性：它是线性的，各向同性的，不可磁化的，并且具有零自由电荷密度的欧姆性。利用瞬时洛伦兹变换，我们推导出一组自洽方程的动力学系统，我们得到近似方程的一阶的速度和加速度的板。由于板的运动，场必须满足具有阻尼和缓变系数的波动方程，加上当镜面演化的时间尺度远小于场的时间尺度时很小的项。此外，板的运动及其与场的相互作用在板的运动方程中引入了两个效应。第一个是位置和时间相关的质量有关的$\textit{effective mass}$采取这种类型的系统的唯象治疗。第二个是速度依赖力，它可以引起摩擦，并且与机械物体中备受关注的$\textit{cooling}$有关。
2015-06-11 physics.optics quant-ph
Symmetric and conserved energy-momentum tensors in moving media
利用Gordon度规导出了运动介质中标量场的对称守恒能量动量张量。当应用于电磁场时，该方法给出了类似的结果。因此，这种方法为解决亚伯拉罕-闵可夫斯基关于物质介质中电磁场的正确能量-动量张量的争论指出了一条出路。新的张量描述了场的性质，而亚伯拉罕张量包含了与介质耦合的场的信息。
2011-09-09 gr-qc hep-ph physics.optics
Dual-Symmetrized Construction of Electromagnetic Beams Beyond the Paraxial Approximation with an Explicit Separation of Scalar and Vectorial Corrections
King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST)（沙特阿拉伯国王科学技术城）；School of Chemistry, University of East Anglia（东英吉利大学化学学院）
该研究提出了一种超越傍轴近似的电磁光束构造的双对称微扰框架，可显式分离标量与矢量修正，适用于任意傍轴包络和输入琼斯偏振，解决了矢量修正分配依赖构造的问题。
2026-10-14 physics.atom-ph physics.optics
On the Electrodynamics of Moving Permanent Dipoles in External Electromagnetic Fields
经典电动力学理论建立在麦克斯韦方程组和电磁场、力、能量和动量的概念之上，这些概念通过坡印廷定理和洛伦兹力定律紧密联系在一起。而麦克斯韦的宏观方程将电场和磁场与它们的物质源（即，波印廷定理（Poynting's theorem）控制电磁能量的流动及其在场和物质介质之间的交换，而洛伦兹定律（Lorentz law）控制介质和场之间动量的来回传递。动量与能量的紧密联系要求坡印廷定理和洛伦兹定律保持一致，同时确保符合能量守恒定律、线动量守恒定律和角动量守恒定律。本文展示了如何一致的应用上述法律的电动力学移动永久偶极子（电和磁）发挥作用的偶极子的静止质量。如果系统的总能量是守恒的，那么静止质量必须随外部电磁场的变化而变化。静止质量的推断变化的物理基础似乎是偶极子的内部场和外部施加的场之间的干扰。我们使用两种不同的经典理论公式，其中能量和动量与场的关系不同，但我们发现两种公式中静止质量的行为相同。
2014-09-16 physics.atom-ph physics.class-ph physics.optics
Orthogonal-Phase-Velocity Propagation of Electromagnetic Plane Waves
在相对于惯性参考系简单运动的各向同性、均匀、无耗散的介电磁介质中，麦克斯韦旋度假设的平面波解可以是相速度和时间平均的坡印廷矢量相互正交的。因此，双相速度传播增加了传统的正相速度传播和最近发现的负相速度传播，这是与负折射现象。
2005-11-30 physics.gen-ph physics.optics
Omnidirectional excitation of surface waves and super-Klein tunneling at the interface between two different bi-isotropic media
本文从理论上研究了两种不同类型的一般双各向同性介质界面上激发的表面电磁波的一些独特特性，其中包括Tellegen介质和手征介质作为特例。我们推导出这些波的解析色散关系，使用它，我们推导出八个不同的条件下，它们产生两个Tellegen介质之间和两个手性介质之间的独立的波矢量沿界面的组件。这使得在多层结构的衰减全反射实验中，可以在所有或很宽的入射角范围内激发表面波。本文将共轭匹配对的概念推广到双各向同性介质中，得到了由Tellegen介质和手征介质组成的共轭匹配对产生全方位透射的几个条件，我们称之为超Klein隧穿。我们发现，这些条件是密切相关的全向激发表面波。利用不变嵌入方法，对圆极化波入射到双层结构上的吸收率、透射率和电磁场的空间分布进行了大量的数值计算，并证实了计算结果与解析预测完全一致。
2020-04-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of Refraction, Ray-Wave Tilt, Hidden Momentum, and Apparent Topological Phases in Isotropy-Broken Materials based on Electromagnetism of Moving Media
本文从运动介质电磁学出发，揭示闵可夫斯基与亚伯拉罕动量之差与折射及射线-波前倾斜的内在联系，并证明动量倾斜仅在各向同性破缺材料中出现，同时阐明运动参考系下材料表观拓扑相的变化。
2024-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
