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
Bulk Negative Index Photonic Metamaterials for Direct Laser Writing
我们展示了在电信波长附近的一维和二维光子负折射率超材料的设计。设计的体结构是内在连接的，这使得它们的制造可行的直接激光写入和化学气相沉积。
2008-07-29 physics.optics
Coherent control of nanoscale light localization in metamaterial: creating and positioning a sub-wavelength energy hot-spot
在纳米尺度上精确控制和操纵光场是纳米光子学中最重要和最具挑战性的问题之一。由于光波长在更大的微尺度上，因此不可能为此目的采用常规聚焦。我们表明，在超材料系统中的离散超分子之间的强光诱导相互作用和相干单色连续光束与空间定制的相位分布可以用来制备亚波长尺度的能量本地化。可以在超材料领域中任意创建和定位像$λ/10$这样小的隔离良好的能量热点，为数据存储和成像应用提供新的机会。
2010-10-12 physics.optics
Broadband mode conversion via gradient index metamaterials
提出了一种基于梯度折射率超材料的宽带波导模式转换器设计。数值模拟表明，在宽频带内，零阶横磁模或一阶横电模（TM 0/TE 1）可以转换为一阶横磁模或二阶横电模（TM 1/TE 2）。作为一个应用，通过在GIM波导中集成零折射率材料实现了非对称传输。
2015-12-08 physics.optics
Transparent metamaterials with a negative refractive index determined by spatial dispersion
本文考虑了一个机会，创造一个人工的双组分超材料具有负折射率的无线电和光学频带内，它具有空间色散。结果表明，存在一个谱区，在该谱区中，当组分所占体积分数单位为一定比例时，超材料表现为透明，而不衰减通过它的电磁波，并且具有相反符号的相位和群速度。
2008-04-25 physics.optics
Negative Refractive Index in Artificial Metamaterials
讨论了具有负磁导率和负介电常数的人工超材料的光学常数。利用有效场论，我们计算了由成对的相同的金纳米柱组成的纳米材料在可见光谱内具有磁响应的有效磁导率。
2007-01-15 physics.optics
Negative-index bi-anisotropic photonic metamaterial fabricated by direct laser writing and silver shadow evaporation
我们提出了一种新的负折射率超材料的蓝图。这种结构是通过三维双光子激光直写和银影蒸发制备的。测量的线性光谱与理论的比较显示出良好的一致性，并揭示了在约3.85微米波长处折射率的负实部-尽管超材料结构由于沿其表面法线缺乏反转对称性而具有双各向异性。
2008-09-12 physics.optics
Robust wedge demonstration to optical negative index metamaterials
提出了一种稳健的楔形设置来明确地证明负折射率超材料的负折射。我们将我们的装置应用于文献中的几种光学超材料，并清楚地观察到负折射现象。这进一步巩固了所报道的负折射率特性。结果表明，出射光束通过楔形体时，一般存在横向位移。我们推导出一个简单的表达式来计算这个光束的位移，有趣的是，它为我们提供了一个策略，以定量估计的楔形材料（Im[n]）的损失。此外，我们提供了一种超材料的设计，与纳米压印光刻兼容，在可见光区（黄光波长附近）显示负折射率。利用多层体系反演方法提取了超材料的有效折射率。它也通过我们的楔形装置直观地表征，以展示相应的折射现象。
2014-05-31 physics.optics
On Negative Index Metamaterial Spacers and Their Unusual Optical Properties
我们从理论上探讨了使用超材料结构作为间隔物的可能性，命名为metaspacer，它可以与其他材料集成在微细加工中。我们表明，这样的metspacers可以提供新的光学行为，是不可能通过传统的间隔。特别是，我们研究了嵌入在渔网超材料结构中的负折射率超空间，并将其与传统的渔网超材料结构进行了比较。我们发现，基于负折射率超空间的渔网结构具有有趣的反向光学响应。我们还观察到，共振频率对几何参数的依赖性是相反的。我们的结论与这些元空间的实用性。
2012-12-30 physics.optics
Wavelength-Tunable Infrared Metamaterial by Tailoring Magnetic Resonance Condition with VO2 Phase Transition
在这项工作中，我们报告的波长可调谐红外超材料的设计与相变的二氧化钒（VO 2）激发磁共振。数值模拟表明，当VO 2是一种金属时，在10.9 μ m的波长处有一个宽的吸收峰，但当VO 2在低于其相变温度68 ℃时转变为介电相时，吸收峰移到15.1 μ m。共振波长的38.5%的可调谐性源于金属VO 2中等离子体激元辅助的磁共振与电介质VO 2中光学声子辅助的磁共振的不同激发条件。借助共振波长处的电磁场分布，阐明了其物理机制。本文还讨论了等离子体-声子耦合引起的混合磁共振模式。研究结果对新型电子、光学和热器件的主动控制具有重要意义。
2014-08-06 physics.optics
Three-dimensional Negative-Refractive-Index Metamaterials Based on All-Dielectric Coated Spheres
提出并理论证明了一种由全介质纳米球构成的三维光学负折射率超材料。这种超材料是由两种介电纳米球组成的同心壳层嵌入到宿主介质中。基于Mie的扩展有效理论表明，由于强Mie共振，电介质芯和电介质壳分别提供负磁导率和负介电常数。在耦合谐振频率范围内，可以实现负折射率。
2010-04-27 physics.optics
Multi-refractive-index metamaterials based on subwavelength waveguide arrays
我们证明了一种超材料，不能描述由一组单一的折射率和阻抗值，即使是固定的频率和极化。超材料结构是具有亚波长宽度和间隔的不同波导的堆叠，其以不同的相速度引导光。这种多折射率超材料（MRIM）可以被看作是多个均匀材料的空间叠加。使用全波模拟，我们演示了几个光学元件的基础上MRIMs，包括棱镜，偏转光到多个角度，多个焦点的透镜，和多折射率法布里-珀罗标准具与增强密度的谐振模式。我们提供了一个理论框架，用于分析磁共振成像，以确定有效折射率，功率的分数到每个通道（即，每个折射率）和透射率。
2018-07-30 physics.optics
Metamaterials with index ellipsoids at arbitrary k-points
提出并研究了一种由多个相互贯穿的金属丝网构成的新型超材料结构。计算的能带结构表明，在长波长范围内，它们在非零k点处呈现折射率椭球。我们可以用Poison方程来理解这些准静态模式，发现这些模式并不依赖于导线的几何细节，而是依赖于导线的连通性。我们可以通过设计丝网的连通性来设计折射率椭球的位置。
2016-12-06 physics.optics
Yellow-light Negative-index Metamaterials
一个完善的，银渔网设计已进一步小型化，作为一个负折射率材料在最短的波长到目前为止。通过研究样品的透射率、反射率和相应的数值模拟，本文报道了在580 nm的黄光波长处的负折射率为-0.25。
2009-07-10 physics.optics
Discontinuous design of negative index metamaterials based on mode hybridization
电感器-电容器（ELC）谐振器提供一系列电谐振，并且一对ELC谐振器导致每个谐振分成两个模式，即，磁和电模式，对应于反对称和对称电流分布。通过对ELC谐振器的精心设计，我们可以通过将第一电共振模式和第二磁共振模式重叠的模式混合来实现负折射率超材料。这种非连接设计可以提供实现三维负折射率超材料的机会。
2012-09-25 physics.optics
Negative index metamaterial combining magnetic resonators with metal films
我们提出了一个负折射率材料的设计，使用磁谐振器提供负磁导率和负介电常数的金属膜的模拟结果。我们还讨论了使用非连续金属膜来实现更好的可制造性和增强的阻抗匹配的可能性。
2006-06-14 physics.optics
Negative refractive index induced by percolation in disordered metamaterials
提出了一种适用于含有空间随机分布介质球的无序异向介质的有效介质模型。与有序超材料的有效介质模型类似，该模型预测了球体中由电偶极和磁偶极米氏共振引起的有效磁导率和介电常数的共振。此外，该模型预测的红移的电共振粒子负载的增加。有趣的是，当粒子负载超过33%的逾渗阈值时，模型预测电共振与磁共振重叠，导致负折射率。
2017-03-08 physics.optics
Low-loss Broadband Negative Refractive Index due to Nonresonant 2D Helical Chiral Metamaterial
我们证明了一种二维螺旋手性超材料，具有宽带强光学活性，导致非共振德鲁德样响应。强手性导致宽带负折射率，具有高品质因数（>90）和极低的损耗（每层<2%）。旋光性对入射电磁波的角度不敏感，从而在偏振操纵应用中实现更大的灵活性。
2017-05-07 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
Negative index and mode coupling in all-dielectric metamaterials at terahertz frequencies
本研究探讨太赫兹频段全介质超材料中米氏共振模式耦合对负有效折射率的作用，分析晶格周期、模式频率重叠的影响，揭示耦合强度与折射率的关系，并对比模式耦合与超材料杂化效应。
2017-09-28 physics.optics
Monolithic CMOS-compatible zero-index metamaterials
零折射率材料表现出可用于集成光学应用的奇异光学性质。然而，实际的实现需要与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术兼容。我们展示了一个CMOS兼容的零折射率超材料组成的一个正方形阵列的空气孔在220 nm厚的绝缘体上硅（SOI）晶片。这种设计是通过Dirac-cone色散实现的。这种超材料完全由硅组成，并通过低纵横比结构提供兼容性，这种结构可以简单地在标准器件层中制造。该平台能够以低成本和高保真度大规模采用和探索基于零折射率的光子器件。
2016-10-17 physics.optics
Controlling the second-harmonic in a phase matched negative-index metamaterial
非线性超材料（NLTEMS）已被预测为支持新的和令人兴奋的领域在光的操纵，包括新的相位匹配方案的波混合。最值得注意的是所谓的非线性光学镜，其中非线性负折射率介质将产生的频率发射到泵浦源。对于第一次，我们实验证明了非线性光学镜效应的散装负折射率NLMM，以及其他两个新的相位匹配配置，利用周期性极化之间切换的三个相位匹配域。
2011-05-31 physics.optics
Theory of fishnet negative-index optical metamaterials
我们从理论上研究了渔网超材料在光频。在早期的作品相比，我们提供了一个微观的描述，通过跟踪的横向和纵向流动的能量通过交叉的亚波长等离子体激元波导组成的渔网网格。分析是由一个半解析模型的基础上表面等离子体耦合模方程，它提供了准确的公式渔网折射率，包括实负和虚部。该模型简单地解释了表面等离子体激元如何在波导交叉点处耦合，并在光频下对渔网负折射率范例进行了新的解释。扩展的理论与增益介质的损耗补偿的异向介质。
2011-05-17 physics.optics
Negative-Index Metamaterials: Going Optical
六年前，GHz频率的负折射率材料的实现推动了工程超材料在光学范围内的负折射率的竞争。GHz谐振结构的纯粹小型化是一种方法。替代设计利用金属膜中的局部等离子体共振金属纳米颗粒或纳米孔。根据这种方法，最近已经在光学范围内实现了负折射率。我们回顾了这些最近的结果，并总结了如何明确检索的有效折射率的薄层从数据可访问的测量。数值模拟表明，由银条和增益提供材料组成的复合材料可以同时具有-1.3的负折射率和100%的透射率。
2006-05-25 physics.optics
Gradient Index Metamaterial Based on Slot Elements
提出了一种基于环形缝隙阵列的梯度折射率（GRIN）超材料。该结构允许在垂直于平面入射下的有效折射率的大的变化，从而使得能够构造仅由少量功能层组成的GRIN器件。使用全波模拟，我们证明了环形槽的概念，通过一个3单元的薄梯度折射率透镜的太赫兹（THz）范围。在所提出的实现中，我们实现了Δ n = 1.5的折射率对比度，从而导致适合于将THz辐射聚焦到小于波长的光斑尺寸的高折射率透镜。
2010-02-04 physics.optics
Chiral Negative-Index Metamaterials in Terahertz
负折射率超材料具有独特的性质和现象，在超透镜、亚波长腔和慢光器件等方面有着重要的应用前景。然而，超材料中的负折射率通常需要同时具有负介电常数和负磁导率的严格条件。近年来，人们提出了一类新的负折射率材料--手征负折射率材料。与传统的NIM相比，手性NIM不需要上述条件，因此呈现出非常稳健的负折射路线。在这里，我们提出了第一个实验演示的手征超材料表现出负折射率下降到n=-5太赫兹频率，只有一个单一的手征共振。结构中存在的强手性提升了两个圆偏振波的简并性，并减轻了双负性要求。手性NIM被预测具有超越传统NIM的有趣的电磁特性，例如两个圆偏振和负反射的折射率相反的符号。太赫兹手征NIM的实现为研究其新颖的电磁特性以及重要的太赫兹器件应用提供了新的机会。
2008-07-29 physics.optics
Intra-connected three-dimensionally isotropic bulk negative index photonic metamaterial
各向同性负折射率超材料（NIM）是非常需要的，特别是用于实现超高分辨率透镜。然而，现有的各向同性NIM仅在二维上起作用，并且不能被微型化超过微波。直接激光写入工艺可以是朝向三维（3D）各向同性块体光学超材料的制造的范式转变，但仅以额外的设计约束（即连接性）为代价。在这里，我们证明了一个原则性的设计，要求连接并不排除完全各向同性的左手行为。这是实现光学波长下的体3D各向同性NIM的重要一步。
2010-04-02 physics.optics
Colloidal superlattices for unnaturally high-index metamaterials at broadband optical frequencies
金属纳米颗粒（NP）组装的最新进展使光学领域前所未有的光物质相互作用的复杂工程成为可能。在这项工作中，我扩大了NP光学超材料的设计灵活性，将可达折射率的上限推到不自然的高制度。对NP超晶格单层的几何参数的精确控制赋予了电共振和相关有效介电常数的显著增加，远远超出了自然可达的制度。同时，有效的渗透性，实现高折射率的另一个关键因素，被有效地抑制通过减少纳米粒子的厚度。通过建立这一设计规则，我已经实现了不自然的高折射率（15.7在电谐振和7.3在准静态极限）在宽带光频率（100 THz ~ 300 THz）。我还将这种NP超材料与石墨烯结合起来，以在宽的光学频率上电气控制高折射率。
2015-07-24 physics.optics
Modulation instability of structured-light beams in negative-index metamaterials
各向同性负折射率超材料的一个最基本的性质，即坡印廷矢量和波矢量的相反方向性，使许多新的线性和非线性的轻物质相互作用机制成为可能。在此，我们预测了具有克尔型和可饱和非线性的负折射率超材料中具有不同拓扑电荷的光学涡旋的方位调制不稳定性的不同特征。我们推导出一个解析表达式的空间调制不稳定性增益的克尔非线性的情况下，并表明，一个特定的条件有关的衍射和非线性长度必须满足的方位角调制不稳定性发生。最后，我们研究了由于产生涡旋的轨道角动量转移对孤立项链光束运动的影响而导致的项链光束的旋转。我们表明，旋转的方向是相反的，在积极和消极的指数材料。
2016-01-15 physics.optics
Influence of the sign of the refractive index in the reflectivity of a metamaterial surface with localized roughness
为了研究超材料的散射特性，我们将传统的（非磁性）各向同性材料的散射方法推广到具有任意值（正或负）的磁导率和介电常数的材料。利用广义方法研究了具有局部粗糙度的超材料表面在相对折射率改变符号时反射率的变化。我们的研究结果表明，与平面表面的情况下，其反射率是不受相对折射率的符号的变化，在粗糙表面的符号的变化表现在反射率，即使是非常低的粗糙度，特别是在观察方向远离镜面方向。
2011-02-13 physics.optics
Merging Nonlinear Optics and Negative-Index Metamaterials
综述了双畴正/负折射率异向介质中非线性光传输过程的特殊性质。这些过程包括二次谐波产生、三波和四波混频以及光学参量放大。与普通材料中的对应物的性质形成鲜明对比。我们还讨论了补偿等离子体超材料固有的强损耗的可能性，这在许多令人兴奋的应用中是一个主要障碍，以及创建独特的超紧凑光子器件，如数据处理芯片和非线性光学传感器的可能性。最后，我们提出了基于负色散光学声子的晶体中类似的非寻常三波混频过程。
2011-08-03 physics.optics
Gaussian Beams in Near-Zero Transition Metamaterials
我们从理论和数值上研究了高斯光束在正-零-负折射率和正-零-正折射率两种过渡型超材料中的共振场增强现象，并证明了这两种情况下的强局域共振场增强。该研究在纳米光学、亚波长成像、纳米加工等领域具有重要的应用价值，为研究更复杂的矢量和涡旋光束在梯度折射率材料中的传输奠定了基础。
2012-08-01 physics.optics
A wide-angle metamaterial narrow-band-stop filter for 532 nm wavelength green light
传统的光学干涉窄带滤光片不具备宽角度特性，其光谱峰谷会发生非法向入射角移动，在特殊情况下会导致功能失效，例如在驾驶舱内飞行员的激光指示器瞄准时会被阻挡。为此，我们设计了一种由十字形单元组装而成的宽角度超材料窄带滤光片，该滤光片可阻挡532 nm绿光，这在国际上尚属首次。有效抑制了AOI变化引起的光谱不必要的漂移，广角能力的角度容限达到35 °非法向AOI。
2016-04-16 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
Surface plasmon driven scalable low-loss negative-index metamaterials at visible spectrum
我们证明了薄金属膜的表面等离子体激元与其周围的纳米结构的周期性阵列相互作用，可以利用在可见光谱，同时具有负的介电常数和磁导率的大块负折射率超材料。这些表面等离子体激元驱动的超材料具有高的品质因数，并且可以被任意调谐以在可见光谱中的任何波长下并且可能在紫外光谱下操作。我们用数值方法证明了这一想法的超材料结构，表现出强磁响应，导致在绿色区域的电磁波谱在536 nm的负折射率与3.67的品质因数。我们还表明，通过简单地改变构成材料，因此通过修改下面的表面等离子体激元色散，该结构的工作波长可以蓝移到紫色区域在406 nm的品质因数为2.27。与基于渔网结构的可见超材料方法相比，我们提出的方法提供了一种频率更可扩展的方式，可以在可见光和可能的紫外波长下实现负折射率，并具有高品质因数。
2011-11-15 physics.optics
Three-dimensional electromagnetic metamaterials with non-Maxwellian effective fields
通常假设超材料的长波长极限总是可以用有效磁导率和介电常数张量来描述。这一假设适用于迄今为止所考虑的所有超材料。在这里，我们报告说，这个假设是错误的-存在一个全新的一类超材料组成的多个联锁断开金属网络，有效的长波长理论是本地的，但有效的领域是非麦克斯韦，并拥有更多的内部自由度比有效麦克斯韦领域在均匀介质。
2007-03-05 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 split-ring resonators for nonlinear negative-index metamaterials
我们实验研究了含有可变电容二极管的开口环谐振器的动态可调谐性和自感非线性。我们证明了谐振器的本征频率可以在很宽的频率范围内进行调谐，并且显著地，我们表明在变容二极管加载的开口环谐振器结构中观察到的自感非线性效应可以出现在相对低的功率水平。
2006-08-04 physics.optics
Polaritonic frequency-comb generation and breather propagation in a negative-index metamaterial with a cold four-level atomic medium
我们开发了一个概念的波导，利用空间控制的非线性表面极化激元波。我们的方案包括一个光学腔与四个级别的$\text{N}$型原子的无损电介质放置在负折射率超材料层。我们建议通过改变激光场的强度和失谐量，在原子介质和超材料之间的界面的某个位置激发极化激子Akhmediev呼吸子。此外，我们建议产生位置相关的极化激元频率梳的工程宽度的电磁感应透明窗口相称的表面极化激元调制不稳定性。因此，这种波导作为一个高速极化激元调制器和位置相关的频率梳发生器，可以应用于紧凑的光子芯片。
2019-02-12 physics.optics
An ultrasensitive and multispectral refractive index sensor design based on quad-supercell metamaterials
等离子体超材料支持局域表面等离子体共振（LSPR），其对介电环境的变化敏感并且对于超灵敏的生化传感是非常期望的。在这项工作中，提出了一种新的设计的超元胞超材料的四个相互旋转的开口环谐振器（SRR），其中奇（N=1和N = 3）和偶（N=2）的谐振模式的同时激发实现由于额外的不对称性从旋转和显示不敏感的两个正交的偏振。充分利用这三个共振谷，为多光谱应用展示了光明的前景。作为折射率（RI）传感器，在近红外（NIR）光谱中，LC模式（N=1）的折射率灵敏度约为1000 nm/RIU，等离子体模式（N=2）的折射率灵敏度约为500 nm/RIU。
2016-05-30 physics.optics
Towards negative index self-assembled metamaterials
我们研究了自下而上方法制备的超原子的磁响应。通常，这样的元原子由被大量固体金属纳米颗粒包围的电介质核心组成。与迄今为止考虑的那些元原子相反，我们在这里首次研究中空金属纳米颗粒（壳）。在这样做的过程中，我们解决了当前自组装超材料最相关的问题之一，即实现具有足够大的共振强度和小吸收的超原子。深亚波长超原子必须满足这两个条件，才能获得有效的均匀超材料，这可能是有意义的负材料参数描述。最终，我们表明，通过使用这些发现，自组装负折射率材料来达到。
2016-05-30 physics.optics
In-Plane Focusing of Terahertz Surface Waves on a Gradient Index Metamaterial Film
设计并实现了一种梯度折射率超颖表面，用于受限太赫兹表面波的面内聚焦。我们使用太赫兹近场光谱仪通过二维映射的复杂电场测量表面波的空间传播。在焦距约为100 nm后，表面波聚焦到直径为500 \micro m。在焦点中，我们测量到3倍的场幅度增强。
2013-03-25 physics.optics
Tunable magnetic response of metamaterials
我们展示了一种工作在可见光范围内的具有负磁导率的热可调谐光学超材料。通过用对准的双折射液晶（NLC）覆盖耦合的金属纳米带，超材料的磁响应波长通过控制环境温度而被有效地调谐，经由相变改变LC的折射率。当环境温度从20 ℃升高到50 ℃时，磁响应波长从650nm移动到632nm。数值模拟证实了我们的测试和匹配的实验观察。
2009-07-10 physics.optics
Ultra broadband waveveguide coupler using an anisotropic sub-wavelength metamaterial
多模干涉耦合器是许多集成光子系统中的基本构件，从高速相干接收器到量子分束器。然而，它们的基本结构在近四十年来基本保持不变，限制了它们的大小和操作带宽。利用亚波长超材料制作的光子器件具有突破性的尺寸和性能。利用这些结构的固有各向异性，在这里，我们推导出一个半解析表达式，使紧凑和超宽带多模干涉耦合器的设计。我们的实验表明，几乎完美的操作超过300 nm（500 nm的模拟）的带宽，为一个设备比传统的对应短三倍，使这最宽带多模干涉耦合器报告日期。这些结果将使超宽带集成系统在通信和传感应用中成为可能。
2016-07-29 physics.optics
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
Plasmon Injection to Compensate and Control Losses in Negative Index Metamaterials
超材料引入了一个全新的不寻常材料世界，其功能无法通过在亚波长尺度上模仿和控制自然现象而在自然发生的材料系统中获得。然而，固有的吸收损耗对超材料最吸引人的应用提出了根本性的挑战。基于一种新的等离子体激元注入方案，我们提出了一种补偿超材料损耗的相干光放大技术。虽然这里的概念验证设备仅在法向入射下工作，但我们提出的方案可以推广到任意形式的入射波。这种光放大方案与主要的光放大方案有根本的不同。它不需要增益介质，与声子的相互作用，或任何非线性介质。该方案允许无损耗的超材料。它非常适合减轻在可见光谱中工作的超材料的损耗，并且可扩展到其他光学频率。这些发现开启了从零开始制造“神奇”超材料的早期梦想的可能性。
2015-06-20 physics.optics
Optically induced metal-to-dielectric transition in Epsilon-Near-Zero metamaterials
ε近零材料表现出介电常数实部随波长从正值到负值的转变。在这里，我们研究金属-电介质层状超材料的均匀制度（每层具有强烈的亚波长厚度）与零实部的介电常数在近红外区域。通过光学泵浦的超材料，我们实验表明，接近ε等于零（EEZ）的波长的介电常数表现出显着的过渡，从金属（负介电常数）的电介质（正介电常数）作为光功率的函数。值得注意的是，这种转变作为泵浦功率的函数是线性的，并且发生在100 fs泵浦脉冲的量级的时间尺度上，其不需要被调谐到特定波长。介电常数增加的线性度允许我们以标准三阶光学非线性来表达超材料的响应：这显示了在穿过EEZ波长时实部和虚部的作用的明确反转，进一步支持超材料的物理行为中的光学诱导变化。
2016-01-26 physics.optics
Enhanced nonlocal effects in metamaterials with moderate-index inclusions
我们研究了一类具有中等折射率夹杂物和低平均介电常数的多层超材料。通过第一性原理计算，我们表明，在这种情况下，一阶和二阶空间色散效应可能会表现出显着的非共振增强，并可能成为可比的本地响应。它们的相互作用提供了丰富的色散制度，包括额外的非凡波和拓扑相变。特别是，我们确定了一种新的配置具有约束和断开iscrystalline轮廓。由于它们不依赖于高折射率夹杂物，我们提出的超材料可能构成一个有吸引力的和技术上可行的平台，工程非局部效应在光学范围内。
2017-04-07 physics.optics
Comment to "Mechanism for Designing Metamaterials with a High Index of Refraction"
对J.T.“设计高折射率超材料的机理”一文的评论。沈，彼得·B。Catrysse和Shanhui Fan。
2010-05-17 cond-mat.other physics.optics
Coherent Nonlinear Optics and Quantum Control in Negative-Index Metamaterials
研究了负折射率平板的激光诱导透明和返波信号的参量放大特性。研究了闲频吸收和相位失配对信号放大的影响，并展示了在宽范围的控制场强和板厚下确保鲁棒透明度的可行性。一个特殊的选项，包括一个强大的四波混频响应和负折射率的独立工程的建议和其具体功能进行了研究。通过数值实验证实了在这种方案中对平板透明进行量子控制的可行性。因此，我们展示了补偿等离子体负折射率超材料固有的强吸收的机会和条件，并且我们进一步展示了通过从控制光场到负折射率信号的相干能量转移实现的透明性。
2009-06-01 physics.optics
Mie Scattering in the Macroscopic Response and the Photonic Bands of Metamaterials
我们提出了一个通用的方法数值计算的有效介电张量的超材料，并表明，我们的形式主义可以用来研究超材料超过长波长的限制。我们考虑了由高折射率圆柱形夹杂物组成的系统，并表明我们的方法再现了米氏共振特性和光子能带结构从多重散射的方法，从而打开了可能性，研究任意复杂的几何形状的共振为基础的负折射超材料在光波长的设计。
2019-09-20 physics.optics
Phase-change chalcogenide glass metamaterial
将超材料与功能介质相结合，为其性能带来了新的维度。在这里，我们展示了大量的谐振频率调谐的光子超材料与电/光可切换硫族玻璃杂交。无定形和结晶形式之间的转变带来了非对称开口环阵列的近红外共振波长的10%的偏移，在亚波长厚度的器件中提供了对比度为4：1的透射调制功能。
2009-12-21 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
Negative refractive index response of weakly and strongly coupled optical metamaterials
我们提出了一个详细的研究检索的光学参数，介电常数，磁导率和折射率，耦合鱼网超材料结构作为层之间的分离的函数。对于弱耦合的情况下，检索的参数是非常接近的一个功能层的结果，收敛相对较快。对于强耦合情况，反演的参数与单单元渔网结果完全不同。我们还证明了高品质因数（FOM=| Re（n）/Im（n）|对于强耦合结构，由于负的$n$的实部远离n的虚部的最大值（接近谐振），其中损耗高。
2009-07-06 physics.optics
