Thermal x-ray diffraction and near-field phase contrast imaging
利用热光源的高阶相干性，可以提高标准X射线成像技术的分辨率。本文将高阶测量应用于远场X射线衍射和近场相位衬度成像（PCI），以实现X射线衍射的超分辨和近场相位衬度成像的强度衬度增强。与通过使用纠缠X射线光子对实现类似效果的方法相比，实现这种方案的成本是最小的。
2018-02-14 physics.optics quant-ph
Extension of Bethe's diffraction model to conical Geometry: application to near field optics
在近场扫描光学显微镜中使用的涂层锥形光纤尖端的辐射区，研究了Bethe双偶极子模型的一般性，通过一个亚波长孔在导电平面中的光衍射。为了从理论上描述针尖的角辐射功率，我们提出了一个简单的，小孔径（半径< 40 nm）的多极展开的基础上的分析模型。我们的模型能够重现现有的实验结果。它证明相对不敏感的锥角和孔径半径，并包含，作为第一近似，经验的两个偶极子模型提出较早。
2010-02-04 physics.optics
Doppler shift generated by diffraction gratings under time-dependent incidence angle near a Wood anomaly
衍射光栅因其在伍德异常附近表现出任意大的角色散的能力而闻名，例如，相对于入射角或波长。对于由固定频率的平面波入射的衍射光栅，通过以给定的角速度旋转入射角，由非零衍射级传播的场将随着入射角接近Wood异常发生的角度而以越来越快的角速度旋转。这种快速旋转的衍射场有可能产生大量的多普勒频移。事实上，在无限范围的光栅的假设下，由观察者感知的瞬时频移的表达式，谁是看由衍射级辐射的光，推导出来，它是完全符合预测的解释的基础上产生的多普勒频移的光源的旋转。特别是经典的（非相对论性）多普勒频移可以采取任意高的值作为入射角接近伍德异常。还发现，有限尺寸的光栅可以具有类似的性质。为了具有物理上可检测的频移，重要的是使用可以在其伍德异常截止附近保持到更高衍射级的显著反射率的光栅。有趣的是，我们已经发现\emph{Morpho}蝶翼尺度的纳米结构的几何形状适合于这种功能，因为它可以强烈地反射到更高的衍射级，同时最小化反射到镜面级。
2017-03-23 physics.optics
Subwavelength effects near a dielectric microcylinder illuminated by a diffraction-free beam
通过线性偏振光束或平面波撞击介质微柱产生光子纳米射流意味着传播波部分转换为倏逝波。这种转换表现在亚波长有效宽度的纳米射流腰部。然而，这种已知的近场效应相对较弱。我们从理论上证明了由两个平面波形成的波束的入射能够实现更强的近场效应：入射光束的深亚波长聚焦和整个圆柱表面及其附近的电场的强烈增强。圆柱附近的倏逝波的主导作用是由散射场的传播空间谐波的相消干涉引起的，入射光束。
2020-09-01 physics.optics
High efficiency near diffraction-limited mid-infrared flat lenses based on metasurface reflectarrays
中红外光学发展的一个限制因素是缺乏透明、低成本、重量轻且易于加工的丰富材料。在本文中，我们展示了一个元表面设备，规避这些限制。设计了一种基于天线反射阵列的平面透镜，在λ = 4.6 μm、45 °入射角下实现了近衍射极限的高聚焦效率（实验：80%，模拟：83%）。与需要分束器的普通垂直入射几何结构相比，这种几何结构大大简化了实验装置。仿真结果表明，彗形像差的影响是小的相比，抛物柱面镜。单步光刻的使用允许大规模制造。
2016-04-26 physics.optics
The broadband pulse diffraction on a half-plane screen and caustic
超短脉冲的衍射改变了其空间和时间结构，这对于利用超短脉冲进行多信道通信和定位至关重要。本文讨论了两个一般性问题：平板吸收屏边缘的衍射和简单焦散线附近的场，讨论了宽带脉冲的演化特征。在频谱和时间域中的屏幕后的脉冲场的空间分布的基本方程制定。对不同波形的脉冲衍射进行了计算，并对结果进行了比较。我们得到了任意初始形式的脉冲场在焦散点附近的积分表示，并对不同波形的结果进行了分析。
2015-10-22 physics.optics
Probing local density of states near the diffraction limit using nanowaveguide coupled cathode luminescence
光子局域态密度（PLDOS）决定了纳米光子器件中光与物质相互作用的强度。对于标准介电器件，PLDOS基本上受衍射限制，但其对器件尺寸参数$s$的精确依赖性可能是重要的。在这里，我们测量PLDOS的尺寸参数的波导中使用一种新的技术-波导耦合阴极发光（CL）。我们观察到，根据波导横截面内的位置，PLDOS的有效衍射极限的变化，PLDOS峰形的变化。我们的研究结果是至关重要的优化耦合到纳米光子器件，也开辟了新的途径，光谱的基础上倏逝耦合CL。
2021-06-11 physics.optics quant-ph
Near-field diffraction of fs and sub-fs pulses: super-resolutions of NSOM in space and time
分析了飞秒和亚飞秒光脉冲通过纳米狭缝光阑的近场衍射特性及其对近场扫描光学显微镜（NSOM）的意义。用Neerhoff和Mur耦合积分方程求出了中心波长在可见光区的衍射波包的振幅分布，并对波包的每个傅里叶分量进行了数值求解。在fs脉冲的情况下，衍射脉冲的持续时间和横向尺寸实际上保持与输入脉冲相同。这证明了NSOM的可行性，其中fs脉冲用于提供fs时间分辨率和nm尺度空间分辨率。在亚fs域中，透射脉冲的傅立叶谱经历相当大的变窄，这导致脉冲持续时间增加几倍。这就限制了在时间和空间上的同时分辨率。
2003-09-30 physics.optics
Diffraction-limited Fabry-Perot Cavity in the Near Concentric Regime
近同心光学腔可用于制备具有非常小模体积的光场。我们实现了一个这样的腔，大大简化了模式匹配的基本腔模式的anacompatible设计。腔被示出为具有衍射限制性能的模式体积为$\approx10^4λ^3$。这与具有平凹面镜的腔的行为形成鲜明对比，其中像差显著增加基模中的损耗。我们估计相关的腔QED参数，并表明，建议的腔设计允许强耦合，而不需要高精细度或小的物理腔体积。
2014-04-30 physics.optics quant-ph
Analysis of the gradual transition from the near to the far field in single-slit diffraction
在光学中，通常将衍射的形式分析分为近场和远场两种方便的近似（也分别称为菲涅耳和夫琅和费制度）。在这种情况下，几何光学，描述在我们的日常生活中可观察到的光现象的光学，被引入作为近场现象的短波长极限，假设光入射的孔径（或障碍物）的典型尺寸远大于光波长。为了提供一个关于几何光学如何在衍射理论的背景下，特别是它是如何出现的替代观点，从近场到远场的过渡在这里重新分析和数值。因此，首先在高斯光束衍射的情况下研究这种转变，因为它的完全解析性为更好地理解锐边单缝衍射的范例（和典型）情况铺平了道路。这后一种情况下，然后解决分析，通过一些有见地的近似和猜测，和数字。如图所示，这种分析明确了衍射过程中涉及的各种参数的影响，例如输入（衍射）波的典型尺寸或波长，或输入平面和输出平面之间的距离。此外，已确定的解析表达式的狭缝宽度的临界周转值，分离典型的夫琅禾费衍射制度的行为，最终导致几何光学限制，找到一个很好的协议与数值模拟结果和实验数据提取的文献。
2022-04-22 physics.class-ph 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
Diffraction gratings based on multilayer silicon nitride waveguide with high upward efficiency and large effective length
芯片级光探测和测距需要高向上衍射效率和大有效长度的衍射光栅。在本文中，我们提出了一种基于多层氮化硅波导的衍射光栅，理论上实现了92 $\%$，近场有效长度为376 $μm$，远场发散角为0.105 $^{\circ}$在850 nm波长的向上衍射效率。基于蒙特卡罗分析，衍射光栅对工艺变化具有高容限。当条件是$\pm$ 5 $\%$层厚度变化、$\pm$ 50 nm光刻变化和$\pm$ 20 nm波长漂移时，超过71个$\%$的光栅样品具有高于80 $\%$的衍射效率，并且100个$\%$的样品具有大于200 $\%$的有效长度（对应于远场发散度<0.2 $ ^{\circ}$）。此外，通过改变刻蚀层厚度和光栅占空比，可以将向上衍射效率高于90 $\%$的光栅的近场有效长度从数百微米调整到厘米。这种衍射光栅在可见光到近红外波段的光学传感和成像中具有潜在的应用。
2021-12-21 physics.app-ph physics.optics
Synthetic-Aperture Super-Resolution Imaging via Spatial-Frequency Shift in Near-Field Diffraction
School of Electronic Science and Engineering, Southeast University（东南大学电子科学与工程学院）；School of Optoelectronic Engineering, Henan Normal University（河南师范大学光电工程学院）；School of Computer and Electronic Information, Nanjing Normal University（南京师范大学计算机与电子信息学院）；Yangzhou Jinghong Laser Technology Co., Ltd.（扬州景弘激光技术有限公司）
提出一种基于旋转光栅的合成孔径超分辨方法，通过多方向成像拓宽空间频率覆盖，结合物理先验引导的多通道深度学习网络融合图像，仅用三个方向即以λ/3.9分辨率重建物体。
2026-09-22 physics.optics
Parametric behavior of diffraction on guided-mode resonant grating of subwavelength thickness
我们考虑嵌入周围介质中的二维介质周期网格衍射谱中的伍德反常。网格是亚波长的厚度，和波的衍射具有S-偏振的第一衍射最大值的出现附近进行了研究。我们将麦克斯韦方程组简化为具有三个参数的耦合模理论，这三个参数是网格中材料排列的积分特征。特别是，我们表明，这样的网格能够在参数化的窄频带内具有全反射率。该效应伴随着网格附近区域的参数消逝场增强。特别是，我们认为网格与正弦曲线的轮廓，并表明，这种类型的网格具有独特的衍射特性，由于没有导模耦合。对于这样的网格，有一个薄的透明窗口，在一个接近零透射的背景下，在稍微不正常的入射。我们估计什么是足够的网格大小和入射光束的平坦度来解决奇点。
2019-05-12 physics.optics
Diffraction by a small aperture in conical geometry: Application to metal coated tips used in near-field scanning optical microscopy
从理论上研究了光通过圆锥形金属屏顶点处亚波长光阑的衍射问题。多极场展开的基础上开发的方法来解决麦克斯韦方程组解析使用的边界条件适用于圆锥形的几何形状和有限的电导率的一个真正的金属。详细讨论了衍射场的拓扑性质，并与平板屏小孔衍射场的拓扑性质作了比较。e.贝特的问题该模型适用于涂层，圆锥锥形光纤尖端，用于近场扫描光学显微镜。它表明，这样的提示行为在很大一部分的空间像一个简单的组合，位于顶点平面（电偶极子和磁偶极子平行于入射场在顶点），其确切的表达式被确定的两个有效的偶极子。然而，在P平面的大的“向后”发射-一个突出的实验事实，至今仍无法解释-在我们的分析，超越了双偶极子近似恢复。
2010-02-12 physics.optics
Sub-diffraction-limit Observation Realized by Nonlinear Metamaterial Lens
本文通过实验证明，在光源上覆盖一个薄的平板非线性透镜，通过测量光源在谐波频率处的近场分布或远场辐射，并计算傅里叶逆变换，获得亚波长成像，就可以实现亚衍射极限观测。特别是，由远场测量数据计算的亚波长图像显示出非常清晰的分辨率。由于包含有源元件的超材料在很弱的入射电磁功率下很容易表现出很强的非线性，因此本文提出的非线性透镜的应用在不久的将来将在提高亚波长分辨率方面具有重要潜力。
2009-05-03 physics.optics
Nonlinear photonic crystals near the supercollimation point
我们揭示了光子晶体在超准直点处非线性与衍射之间的强耦合。我们表明这是由一个非线性薛定谔型方程的非线性衍射项，其中孤子的性质进行了研究。线性稳定性分析表明，孤子在满足Vakhitov-Kolokolov判据的存在域中是稳定的.此外，我们还研究了非线性衍射对孤子碰撞的影响。
2008-07-30 nlin.PS physics.optics
Imaging artefacts in scattering-type scanning near field optical microscopy arising from optical diffraction effects and contrast-active sub-surface features
本文系统研究了散射型扫描近场光学显微镜中由衍射效应和浅埋对比度活跃结构引起的成像伪影，通过实验与模拟揭示其对多阶谐波解调图像的影响，为提升 s-SNOM 成像质量提供基础。
2025-02-10 physics.optics
Near-infrared holographic photorefractive recording under applied electric field in undoped Bi$_{12}$TiO$_{20}$ sillenite crystal
研究了1064 nm波段非掺杂Bi $_{12}$ TiO $_{20}$晶体在外加直流电场作用下的衍射效率（$E_0$）。当$E_0$从0.0 kV/cm增加到4.2 kV/cm时，衍射效率提高了12倍。使用光致发光活性的标准模型研究了衍射效率对$E_0$的理论依赖性，结果显示出良好的实验数据拟合，允许计算有效陷阱浓度$(N_D$ $)_{eff}$ $\approx$ $5.3\times 10^{15}$ cm $^{-3}$，其由记录机制负责到BTO晶体样品中。在近红外区域的记录机制中所涉及的电荷载体的类型进行了讨论。
2020-06-16 physics.optics
Perfect Diffraction with Bianisotropic Metagratings
衍射光栅的一个高度期望的功能是其以接近完美的效率将入射光偏转到特定衍射级的能力。虽然这种不对称可以以各种方式实现，最近出现的一种方法是，通过使用闪烁（blazed）几何形状，使用由设计的多谐振周期性单元（超分子）组成的平面超聚集。在这里，我们证明了一个双各向异性的单位细胞支持四个共振干涉在远场可以被用来作为一个积木实现完美的偏转。耦合模式分析表明，这些模式提供了少量的正交电磁辐射图案，需要抑制透射/反射到所有，但一个衍射级。双各向异性所造成的镜像对称性破缺，使一个正常的入射波激发，通过近场耦合，两个否则“暗”的共振模式。我们设计和实验实现的双各向异性超分子亚波长在所有的三个维度，其光学性质是脱敏的制造缺陷，其几何简单。我们表明，光束紧紧地集中到metagratings只有几个单元格也可以不对称偏转，高效率，为紧凑的宽带光学器件铺平了道路。
2018-02-05 physics.optics
Meta-material photonic funnels for sub-diffraction light compression and propagation
我们提出的波导与光子晶体核心，支持在亚波长区域的模式结构类似的电信光纤中的能量传播。我们设计了近，中，远红外频率的超材料，并证明了有效的能量转移到和从小于1/25的波长的区域。示出了正折射率和负折射率光透射。我们的方法，虽然在这里展示了一些特定频率的圆形波导，很容易从光学到IR到THz频率范围，并可以实现在各种波导几何形状。我们的设计可用于超高密度能量聚焦，纳米分辨率传感，近场显微镜和高速全光计算。
2005-12-21 physics.optics
Kilowatt-level Yb-Raman fiber amplifier with narrow-linewidth and near-diffraction-limited beam quality
以1120 nm的典型发射波长为例，首次实现了基于混合镱拉曼（Yb-Raman）增益的高效率、窄线宽千瓦级全光纤放大器。值得注意的是，两个时间稳定，相位调制的单频激光器工作在1064 nm和1120 nm，分别应用在光纤放大器中，以减轻光谱展宽的1120信号激光，并抑制受激布里渊散射（SBS）效应的同时。获得了1 kW以上的窄线宽1120 nm信号激光，斜率效率约为77%，光束质量M2约为1.21。通过在种子激光器和主放大器之间引入放大的自发发射（ASE）滤波系统，有效地抑制了放大器中的ASE噪声。进一步研究了两束种子激光功率比对转换效率的影响，结果表明，当1120 nm种子激光功率比在31%~ 61%范围内时，该放大器可以有效地工作。总体而言，该装置为获得工作在1100-1200 nm范围内的高功率窄线宽光纤激光器提供了很好的参考。
2019-10-27 physics.optics
Perfect compensation of absorption in metamaterials for diffraction-unlimited imaging
为了克服传统光学器件的分辨率限制，先前已经开发了使用负折射率平面透镜（NIFL）的近场成像技术，其放大入射场的倏逝分量。在这里，一种技术的开发和证明，以补偿损失的非理想NIFL通过确定的传递函数的镜头，并随后将逆未解决的原始图像。结果是具有亚衍射极限分辨率的补偿图像。
2016-12-22 physics.optics
Edge diffraction and plasmon launching in two-dimensional electron systems
横向不均匀性对光的衍射的影响是近场研究纳米尺度现象，特别是表面波传播的重要过程。由于平面波方法的失败，这个过程的理论描述是非常具有挑战性的。在这里，我们提出和分析的电磁波衍射的线性结的二维电子系统（2DES）与不同的表面电导率。在结处的场是具有不同空间结构的三个分量的组合：自由场分量、非共振边缘分量和表面等离子体激元-极化激元（SPP）。我们找到了封闭形式的光子到等离子体激元转换效率的表达式的边缘是在SPP和入射波的电场的比例。特别地，对于金属和具有大阻抗的2DES之间的接触，转换效率可以显著地超过1。我们的研究结果可以被认为是第一步定量近场显微镜的非均匀系统和极化干涉。
2020-06-09 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Near-field diffraction of protons by a nanostructured metallic grating under external electric field: Asymmetry and sidebands in Talbot self-imaging
本文利用GFDTD-Q方法求解含时薛定谔方程，研究了均匀、空间调制和时间调制电场下质子经纳米结构金属光栅的近场衍射，发现电场微小变化会引起Talbot条纹显著偏移、畸变及边带效应，可应用于精密计量与电场传感。
2023-04-20 physics.optics quant-ph
Analytical Boundary-Based Method for Diffraction Calculations
本文提出一种计算光束通过光阑衍射效应的简单方法。它遵循Miyamoto和Wolf的著名方法，但更简单，不会导致奇点。由此表明，在近场区域，即，在短的传播距离上，大多数结果取决于光束在孔径边界处的场的值，使得有可能以边界上的简单轮廓积分的形式导出衍射效应。对于制服，即，平面波入射时，围道积分能准确地预测衍射效应。分析方法和全数值解的比较表明，它们之间的高度准确的协议。
2019-12-11 physics.class-ph physics.optics
Far-field Imaging beyond the Diffraction Limit Using a Single Radar
在各种成像应用中，超过衍射极限的远场成像是一个长期追求的目标，这通常需要天线阵列或机械扫描。在这里，我们提出了一种替代和新颖的概念，这个具有挑战性的问题：一个单一的雷达系统组成的时空谐振孔径天线（称为奴隶天线）和宽带喇叭天线（称为主天线）。我们从理论上证明了这种谐振孔径天线负责将部分倏逝波转换为传播波，并将它们传递到远场。我们还证明了所提出的亚波长成像策略有三个基本要求：强时空色散孔径，近场耦合，和时间（或宽带）照明。这种单雷达成像的概念提供了独特的能力，当物体被宽带电磁波照射时产生实时数据，这显著地提升了诸如近场扫描、机械扫描或天线阵列的苛刻要求。我们期望这种成像方法将在微波、太赫兹、光学和超声领域的超分辨率成像中取得突破。
2014-06-09 physics.optics
Diffraction Interference Induced Superfocusing in Nonlinear Talbot Effect
报道了一种简单、新颖的亚衍射方法，即衍射干涉诱导的二次谐波Talbot效应超聚焦，在不涉及倏逝波或亚波长孔径的情况下实现了小于λ pump/8的聚焦尺寸。通过用菲涅耳衍射干涉剪裁点扩散函数，我们观察到周期性的SH亚衍射斑点超过一百微米远离样品。我们的演示是Toraldo Di Francia 60年前提出的超分辨率成像提案的首次实验实现。
2013-04-26 physics.optics
Diffraction effects in length measurements by laser interferometry
通过激光干涉仪进行的高精度尺寸测量需要校正，因为衍射使得有效条纹周期不同于平面（或球面）波$λ_0$的波长。通过使用组合的X射线和光学干涉仪作为一种工具，以调查整个激光束的衍射，我们观察到的波长变化一样大的$10^{-8}λ_0$。我们表明，它们起源于波前和强度轮廓扰动的存在下，在傍轴传播的波前演化。
2015-12-16 physics.optics
Electrons diffraction scattering on a traveling wave - "Inelastic Kapitza-Dirac effect"
本文考虑了电子弹性（Kapitza-Dirac效应）和非弹性衍射效应对不同类型的慢电磁波结构/光栅的影响。从统一的观点出发，按时间顺序分析了近四十年来这方面的主要工作，指出了诱导切伦科夫过程、康普顿过程和波荡器/摇摆器过程的本质特性。这篇综述文章的另一个目的是解决与最近发表的论文[6]有关的科学文献中的混乱，该论文涉及电介质中行波上的电子衍射。
2016-03-01 physics.optics
Theory of optical imaging beyond the diffraction limit with a far-field superlens
最近的理论和实验研究表明，成像的分辨率远远超过衍射极限，可以获得所谓的超透镜。然而，由这种超透镜形成的图像仅在近场中，或者远离透镜的波长的一部分。本文提出了一种远场超透镜（FSL）器件，它是由一个具有周期性双折射的平面超透镜构成。我们在理论上表明，当一个对象被放置在这样的FSL的紧密接近，一个独特的图像可以在远场形成。作为一个例子，我们用数值方法证明，使用适当设计的工作在376 nm波长的FSL，可以从远场数据中获得具有30 nm间隙的40 nm线的图像。
2006-01-21 physics.optics
Diffraction of Bessel beams on 2D amplitude gratings -- a new branch in the Talbot effect study
本文给出了任意阶$J_l(κr)$贝塞尔光束在二维振幅光栅上衍射的解析理论。在一定条件下，主Talbot平面和分数Talbot平面中的衍射图案是环形微束的晶格，其直径取决于光栅周期、照明光束直径、Talbot平面的数目和拓扑电荷$l$。对于靠近光轴的环，后者再现照明光束的$l$。在新西伯利亚自由电子激光器的波长$λ= 141$ $μ$ m使用的光栅孔直径下至$d \approx 2λ$，以及，数值模拟进行的实验，以及支持的理论。由于拉盖尔-高斯光束可以表示为贝塞尔光束的叠加，本文的结果可以应用于拉盖尔-高斯光束的Talbot效应的分析。
2019-08-28 physics.optics
Theory of groove-envelope phase effects in self-diffraction
当两束激光在介质中以小角度相交时，激光感生光栅仅由少量的沟槽组成。在这种情况下，光栅的凹槽与其包络之间的相位是非线性效应的决定性参数。在这里，模型被建立用于再现已经在自衍射干涉图样中观察到的沟槽包络相位效应。四波混频导致在衍射级之间的空间区域中占主导地位的干涉，并且在横向坐标与脉冲延迟的图中具有倾斜的干涉条纹。垂直干涉条纹，直接占主导地位的衍射级，实验观察到在高强度接近损伤阈值，需要一个超越四波混频的模型。一个模型的建议，是基于光传输的变化与限制在介质中的区域小于槽间距。
2016-08-29 physics.optics
Hyperbolic phonon-polaritons in boron nitride for near-field optical imaging
超越衍射极限的光学成像是负折射率超材料的主要动机之一，导致了Pendry的完美透镜和更容易实现的超透镜。虽然这些方法提供了亚衍射分辨率，但它们不提供图像放大的机制。双曲（或不确定介电常数）超材料已被理论上考虑和实验证明，同时提供亚衍射成像和放大，但是，他们的困扰与低效率和复杂的制造。在这项工作中，我们提出了近场光学成像的理论和实验研究，通过平板的低损耗，自然的双曲线材料，六方氮化硼（hBN）。这种薄的hBN层表现出波长相关的多功能操作，提供了一个增强的近场成像的单个埋地物体与低至λ/32的分辨率（0.4 μ m在λ = 12.8 μ m），以及能够扩大重建的几何轮廓的研究对象。基于I型双曲型极化激元的体积受限、波长依赖的传播角，可以解释这种高分辨率和多功能操作。我们的研究结果提供了近场成像性能的理解，通过这种自然的双曲介质，以及激发其令人兴奋的潜力，在极端的次衍射尺度的光的引导和传感。
2015-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong inelastic scattering of slow electrons by optical near fields of small nanoparticles
自由空间电子与受限光学近场的相互作用最近引起了人们的极大兴趣。它实现了一种新型的光子诱导近场电子显微镜，以精致的空间和光谱分辨率映射纳米颗粒周围的局部光学近场，并且是量子态操纵和自由电子的阿秒脉冲整形的核心。尽管对于小的纳米颗粒，较低的电子速度可以增强电子-近场耦合，但光学近场与慢电子的相应相互作用却很少受到关注。这种相互作用的第一原理理论研究最近已经报道[N。Talebi，Phys. Rev. Lett. 125，080401（2020）]。建立在这项工作，我们调查，分析和数值计算，非弹性散射的慢电子近场的小纳米结构。对于弱场，这导致在不同的角度衍射图案表示，第一阶，标量近场电位的横向变化的傅里叶变换沿垂直于电子传播的方向。对于较强的领域，散射的近场分量沿电子轨迹的结果分解成多个光子的订单的能谱。它们的角衍射图案由横向势变化的傅里叶变换的整数幂给出，并且随着光子阶的相位而移动。我们的分析模型为研究电子动能、近场形状和强度对衍射的影响提供了一种有效的方法，因此可以通过例如，超快低能量点投影显微术或相关技术。这可以提供对小纳米颗粒的光学近场的不同矢量分量的同时访问。
2021-07-15 physics.optics quant-ph
Detection schemes for quantum vacuum diffraction and birefringence
最近的实验举措，如在亥姆霍兹国际光束线极端领域（HIBEF）在欧洲X射线自由电子激光（XFEL）的动机，我们计算的双折射散射的X射线在两个光学（或近光学）激光器的组合场，并比较各种情况。为了便于量子真空衍射和双折射的实验检测，特别强调的情况下，初始和最终的X射线光子之间的差异被最大化。除了它们的偏振之外，这些信号光子和背景光子可以在传播方向（对应于mrad范围中的散射角）和可能的能量上不同。
2023-03-20 hep-ph hep-th physics.optics
Predicting Scattering Scanning Near-field Optical Microscopy of Mass-produced Plasmonic Devices
散射扫描近场光学显微镜使光学成像和表征等离子体器件的纳米级分辨率远低于衍射极限。该技术使开发人员能够探测和理解在制造的热辅助磁纪录头中的波导耦合等离子体天线。为了验证和预测结果，并从实验测量中提取信息，这是物理上可比的模拟，一个模型被开发成预期的近场测量，使用特定的散射扫描近场光学显微镜物理参数的模拟电场。在本文中使用的方法证明，散射扫描近场光学显微镜可以用来确定临界子衍射限制的光场限制，这是一个至关重要的计量要求，为未来的纳米光学，半导体光子器件，和生物传感的近场特性的光是基本的设备操作的尺寸。
2018-03-27 physics.app-ph physics.optics
New Estimation of the Curvature Effect for the X-ray Vacuum Diffraction Induced by an Intense Laser Field
量子电动力学预言了在强激光场作用下，通过虚带电粒子产生的X射线衍射，这种现象被称为真空衍射（VD）。本文导出了一个新的公式来描述XFEL脉冲与激光脉冲迎头碰撞几何中的VD。该公式新考虑了XFEL脉冲的波前曲率。利用该公式，我们还讨论了曲率对SACLA XFEL装置实际参数VD信号的影响。
2019-11-28 hep-ex hep-ph physics.optics
Zeno dynamics in wave-packet diffraction spreading
本文分析了一种简单可行的观测自由演化引起的波包扩展的方法，该方法显示了Zeno、anti-Zeno和inverseZeno效应。该方案对经典光波的空间衍射和量子波包的时间衍射都是有效的。在光学实现中，通过在光源和光功率检测器之间放置狭缝来观察衍射扩展。我们表明，芝诺或反芝诺效应的发生取决于源和检测器之间的观测频率。这些效应被认为是与法布里-珀罗谐振腔中的衍射模理论有关。
2011-11-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
