Discrete quality-factor control in a side-coupled photonic crystal microcavity: evanescent Bloch tunnelling and the finite-cell correction
Istanbul Okan University（伊斯坦布尔奥坎大学）；Pamukkale University（帕穆克卡莱大学）
研究侧耦合光子晶体微腔的品质因子离散调控机制，发现每行因子由倏逝Bloch通道衰减决定，并需有限元胞修正，设计在1550nm灵敏度达634nm/RIU。
2026-10-09 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Optical chiral sorting forces and their manifestation in evanescent waves and nanofibres
本文统一了偶极光学力的理论框架，提出由十二个矢量场组成的“力基”以简化描述，并推导出倏逝波与纳米光纤中的光学力解析表达式，为对映体分离实验提供了最佳策略指导。
2023-10-17 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
Excitation of plasmonic nanoantennas with nonresonant and resonant electron tunnelling
一个严格的理论光子发射伴随着非弹性隧道内的间隙等离子体纳米天线已经开发。在这些结构中的表面等离子体激元的电激发的令人惊讶的低效率可以增加的数量级时，共振隧穿结构被纳入内的间隙。共振隧穿辅助表面等离子体发射极可能成为未来电驱动纳米等离子体电路的关键元件。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Selective particle trapping and optical binding in the evanescent field of an optical nanofiber
光学微镜的倏逝场为操纵分散体中的微米级粒子提供了一个通用的界面。在这里，我们提出了一对3.13 $μ$ m SiO $_2$粒子的光学结合相互作用的详细研究在双倏逝场。作为一个函数的球的直径和球体大小的优选平衡位置进行了讨论。我们证明了光学推进和自排列链的1至7个3.13 $μ$米SiO $_2$粒子，这种效果是与光学绑定通过模拟的趋势的多重散射效应。将光镊插入光镊装置中，有利于将选定的粒子单独和集体引入到倏逝场进行实验。计算模拟提供了对所观察到的行为背后的动力学的洞察。
2015-12-08 physics.ins-det physics.optics
A dielectric microcylinder makes a nanocylindrical trap for atoms and ions
在可见光经介质微柱衍射时，总是会产生倏逝波包。然而，单波入射对应于圆柱体外部的倏逝波的相当小的影响。在本文中，我们从理论上表明，一对对称的平面波撞击玻璃微柱对应于更高的影响的倏逝波。即，倏逝波与传播波的干涉导致在具有非常小的截面的区域中电磁场的抑制。该区域位于自由空间中，与{微型圆柱体的后侧并沿其轴线}相距相当大的距离。它可以作为冷原子和离子的线性光阱。
2021-03-04 physics.optics
Resonant-tunnelling-assisted crossing for subwavelength plasmonic slot waveguides
从理论上研究了两个垂直的亚波长等离子体缝隙波导的交叉特性。我们发现，当遇到纳米交叉，直接交叉的串扰约为25%，几乎相同的通过。根据对称性考虑和共振隧道效应，我们设计了紧凑的基于腔的结构。结果表明，在谐振状态下，串扰被消除，吞吐量达到1.模拟结果与耦合模型理论的结果一致。当考虑材料损耗时，由于模的对称性不变，串扰仍然被抑制。我们的研究结果可能会打开一种方法来构建纳米级交叉的高密度纳米等离子体集成电路。
2008-09-22 physics.optics
Scattering of Evanescent Wave by Periodic Array of Nanowires
用边界元法计算了纳米线周期阵列对电磁波的散射。并将该方法推广到两光栅交界面附近的无限长光栅。一个特殊的格林函数的推导，允许研究的倏逝波。在波带中平均指向矢量的周期-波长关系中发现了瑞利-伍德异常。对于细线的计算结果表明，同意二维耦合偶极子近似。
2012-11-13 physics.comp-ph physics.optics
Reactive helicity and reactive power in nanoscale optics: Evanescent waves. Kerker conditions. Optical theorems and reactive dichroism
提出了复螺旋定理。它构成了一个新的法律，规则的建立反应螺旋通过其零时间平均流量。它的虚坡印亭动量帐户的吸积无功功率，说明：倏逝波和磁场从磁介电偶极纳米粒子散射。至于前者，我们表明，它的反应螺旋性可以通过实验观察到，因为我们引入了反应自旋动量和反应轨道动量，我们表达的虚场动量，其横向分量产生的磁电粒子上的光学力，如我们所示，可能会超过，并可以区分，由于所谓的非凡的动量已知的力量。我们还发现了这样的磁电粒子上的非保守力，作用在倏逝波的衰减方向上，并且也可以从标准梯度力中区分出来，从而使得波场的无功功率也是可观察的。关于磁电纳米粒子的光散射，我们建立了两个光学定理，支配吸积的反应螺旋度和反应功率的消光入射波螺旋度和能量。像一个核总-内部加上外部-无功功率是在一个共振散射功率的根源，我们表明，零总反应螺旋度的基础上的共振散射螺旋度。第一个Kerker条件，即粒子在圆偏振光照射下成为对偶粒子，我们证明了一个核的总散射反应螺旋度。和排放。我们发现了一个歧视性的性质的反应螺旋度的手性光入射到手性纳米粒子的激发外部反应功率。这对于光学近场对映体分离，我们称之为反应二向色性。
2021-09-22 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
Shaping the evanescent field of optical nanofibers for cold atom trapping
我们调查捕获几何形状的冷，中性原子，可以创建在渐缩光纤的倏逝场相结合的基本模式与下一个最低的可能模式，即HE 21模式。反向传播的红色失谐的HE 21模式与蓝色失谐的HE 11基模相结合，形成一个潜在的四个相互交织的螺旋形状。通过在两个反向传播的HE 21模式中的每一个中同时将极化从圆形改变为线性，4-螺旋构型可以转变为晶格构型。本文还讨论了由于T_E_（01）和T_M_（01）模的不必要激发而引起的对4螺旋结构的修正。
2013-08-05 physics.atom-ph physics.optics
Near-field Nanoscopy of Thermal Evanescent Waves on Metals
强电磁倏逝场在材料表面上的近场中被热激发（在小于峰值热辐射的波长的距离处）。这些场的性质是材料特有的，对于理解各种表面相关效应，如摩擦力、卡西米尔力、近场热传递和表面耦合分子动力学具有重要意义。在金属表面，表面等离子体激元（SPlPs），耦合到集体运动的传导电子的相关性，引起了强烈的兴趣，但尚未明确澄清到目前为止。在此，我们使用一个被动太赫兹（THz）近场显微镜具有前所未有的高灵敏度，揭示了详细的性质，热产生的倏逝场（波长：λ 0 ~ 14. 5微米）在室温下的金属。我们的实验结果明确地表明，热波是短波长的波动电磁场，从SPlPs的相关性被排除。
2016-01-09 cond-mat.mes-hall 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
Ultrafast Broadband Strong-Field Tunnelling in Asymmetric Nanogaps for Time-Resolved Nanoscopy
本研究提出利用易制备的光敏不对称纳米间隙二极管结合任意飞秒激光器，通过强场发射产生纳米级隧穿电子飞秒脉冲，实现了多波段激光表征与钙钛矿量子点超快纳米显微，为片上超快电子测量与集成传感器件提供新路径。
2024-05-21 physics.chem-ph physics.optics
Optical Response of Nanostructured Surfaces: Experimental Investigation of the Composite Diffracted Evanescent Wave Model
对研磨成薄金属膜的亚波长结构阵列的光学响应的研究已经揭示了令人惊讶的现象，包括光的意外高透射的报道。许多研究已经解释了表面等离子体激元（SPPs）的共振激发方面的光学耦合到表面，但也提出了涉及表面倏逝波（CDEW）的复合衍射的其他方法。我们在这里提出了一系列的测量非常简单的一维（1-D）亚波长结构的表面波的关键属性测试的目的，并将它们比较的CDEW和SPP模型。
2006-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.optics
On a universal photonic tunnelling time
我们考虑光子隧穿通过消逝区，并获得一般的解析表达式的渡越（相位）时间$τ$（在不透明的障碍限制），以研究最近提出的"普适性“的属性，根据该属性$τ$是由光子频率的倒数。我们考虑不同的物理现象（对应于执行的实验），并表明，这样的属性只是一个近似。特别是，我们发现，“校正”因子是一个常数项的全内反射和四分之一波长的光子带隙，而它是频率依赖的情况下，尺寸过小的波导和分布式布拉格反射器。我们的预测与实验结果的比较表明，相当好的协议与观察，并揭示了近似的“普适性”属性的适用范围。
2001-04-26 hep-ph hep-th physics.gen-ph
Full Polarization Control of Photons with Evanescent Wave Coupling in the Ultra Subwavelength Gap of Photonic Molecules
本文提出利用两个一维光子晶体纳米束腔构成的光子分子，通过超亚波长间隙中的倏逝波耦合实现光子从线偏振到圆偏振的全偏振控制，为量子光学器件和自旋分辨腔量子电动力学提供新途径。
2025-03-09 physics.optics
Directional scattering from particles under evanescent wave illumination: the role of reactive power
光子自旋-轨道相互作用的研究，涉及控制光的传播和空间分布与电磁场的偏振，不仅在基础水平上是重要的，而且对需要主动调谐定向光传播的功能性光子应用具有重要意义。许多实验证明归因于倏逝波的自旋-动量锁定特性。本文给出了倏逝波的另一个性质：坡印廷矢量虚部的偏振方向，即无功功率。基于这一特性，我们提出了一种简单而强大的方法来调整的方向性远场散射从纳米粒子附近的表面下倏逝波照明通过控制入射光的线性偏振和方向。
2018-03-13 physics.optics
Nano-jet Related to Bessel Beams and to Super-Resolutions in Micro-sphere Optical Experiments
将微球光学实验中的纳米喷流现象与无衍射贝塞尔光束联系起来，分析了这种现象。通过插入一个圆形孔径的半径，这是在亚波长的EM腰部的顺序，并发送到共焦显微镜的透射光，由不同的贝塞尔光束的EM波动被避免。在这个恒定的电磁场上叠加了倏逝波。虽然这种效应提高了成像过程的光学深度，但从由倏逝波调制的EM场获得了对象精细结构。介绍了微球光学系统与干涉仪相结合进行相衬测量的方法。
2017-06-13 physics.optics
Near-field measurement of modal interference in optical nanofibers for sub-Angstrom radius sensitivity
亚波长尺寸的光学纳米纤维（ONF）将光限制在具有强倏逝场的模式中，该倏逝场可以捕获、探测和操纵附近的量子系统。为了测量倏逝场和传播模式，并优化ONF性能，在制造期间需要表面探针。我们展示了一种非破坏性的测量光在ONFs中的传播通过采样的本地倏逝场与微光纤。这种方法揭示了所有传播模式的行为，并且由于圆柱形波导中的模式拍长强烈依赖于半径，同时提供了对ONF半径的灵敏度。我们表明，我们测量的空间频率提供了一个地图的平均ONF半径（超过600微米的窗口）沿10毫米ONF腰部与40皮米分辨率和高信噪比。测量结果与扫描电子显微镜（SEM）一致，在SEM仪器分辨率范围内。这种快速方法不受偏振、固有双折射、机械振动、散射光的影响，并且提供了一组约束以防止测量中的系统误差
2016-10-06 physics.optics
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
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
The dependence of evanescent wave polarization on the losses of guided optical modes
渐逝波的自旋-动量锁定描述了渐逝模式的传播常数与其电磁场的偏振之间的关系，引起了光纳米路由和偏振测量等许多应用。复数在物理学中的使用是量子力学或电磁学等领域的有力代表;众所周知，损耗波导可以通过向传播常数添加虚部来建模。在这里，我们探讨这些损失是如何纠缠与相关的倏逝尾的波导的偏振，揭示了波导损耗和庞加莱球的偏振之间的一个明确的映射，在什么可以被理解为“偏振损耗锁定”倏逝波。我们分析了近场定向耦合源波导的影响，优化偶极子必须考虑到一个完美的单向激励的损失。我们还揭示了计算定义在一个复杂的，而不是传统的纯真实的，横向波矢空间形式主义的源的角谱的潜在优势。
2021-02-12 physics.optics
Giant terahertz pulling force within an evanescent field propelled by wave coupling into radiation and bound modes
通过在环境介质中设计电磁波来操纵亚波长物体是几种粒子处理技术的关键。在这封信中，我们从理论上证明了一个紧凑的和可调的基于等离子体的太赫兹镊子使用石墨烯单层沉积在高折射率衬底上的可能性。在全内反射照明下，这种器件被示出能够诱导增强的旋转极化率，从而使得能够定向近场耦合到衬底中的石墨烯等离子体激元模式和辐射模式中。作为总动量守恒的结果，施加在粒子上的净力指向与激发倏逝场的推力相反的方向。我们的研究结果有助于实现基于纳米粒子和电磁模场之间偏振相关相互作用的光子器件。
2022-03-31 physics.optics
Spin-Momentum Locking in the Near Field of Metal Nanoparticles
光既有自旋又有动量。光的自旋轨道相互作用在纳米光学和纳米光子学的亚波长尺度上发挥作用，它们决定了光的行为。自旋影响和控制光的空间自由度的现象正引起人们越来越多的兴趣。在这里，我们提出了在近场的金属纳米结构支持本地化的表面共振的自旋动量锁定的结果。这些系统可以将光限制在衍射极限以下的非常小的尺寸，从而导致惊人的近场增强。与表面等离子体激元-极化激元模式的传播倏逝波相反，局部表面共振的电磁近场不表现出确定的位置无关的动量或极化。我们的结果对于研究复杂倏逝场中光的自旋轨道相互作用是有用的。注意，入射光的自旋可以控制正则动量的旋转方向。
2017-09-08 physics.optics
Optically-triggered deterministic spiking regimes in nanostructure resonant tunnelling diode-photodetectors
本研究展示了一种纳米结构RTD-PD器件，可作为光触发、可控的类神经元尖峰发生器，具有低能耗、确定性响应及芯片级集成优势，为神经形态计算提供新方案。
2023-04-23 cs.NE physics.optics
Mixing Skyrmions and Merons in Topological Quasicrystals of Evanescent Optical Field
该研究从理论上证明倏逝光场中可存在同时包含 Néel 型斯格明子与半子、并具奇偶点群对称性的拓扑准晶，为构建光的混合拓扑态提供新思路。
2024-09-05 physics.optics
Coupled surface plasmon and resonant optical tunnelling in symmetric optical microcavities
本文研究对称光学微腔中耦合表面等离激元与共振光学隧穿现象，建立透射模型并给出高透射共振条件，揭示吸收性金属膜在共振下可增强透射的机制。
2025-05-05 physics.app-ph physics.optics
Efficient optical pumping of alkaline atoms for evanescent fields at dielectric-vapor interfaces
实验研究了介质-汽相界面处的倏逝电磁场对铷原子的超精细光抽运。利用直角棱镜与蒸气池相结合，在全内反射的条件下，利用倏逝波激发，研究了纳米尺度下光与原子的相互作用。一个有效的超精细光泵浦，导致探测的倏逝波信号的吸收完全抑制，观察时，泵浦激光束被发送在正常入射到界面。相反，当泵浦和探测光束在集成棱镜-蒸气室中共同传播时，没有观察到光学泵浦的明显证据。实验结果得到了基于四能级结构的光学布洛赫方程的详细模型的支持。在纳米尺度上获得的片上高效光泵浦被认为是寻求诸如光开关、磁力测量和量子存储器等应用的重要一步。
2018-12-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
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
In situ observation of slow and tunnelling light at the cutoff wavelength of an optical fiber
慢波和隧穿波可以在光波导和量子力学波导的截止波长和/或传输带边缘相遇。以前使用各种光学微结构进行的这种现象的实验研究受到制造缺陷和材料损失的挑战。在这里，我们证明了这种现象在原位的回音壁模式缓慢地沿标准光纤传播，它具有记录均匀性和非常小的传输损耗。缓慢的轴向传播极大地增加了光的纵向波长，使我们能够测量纳秒长的隧穿时间沿可调势垒具有数百微米的宽度。这个演示为研究和利用相互作用的慢光和隧穿光铺平了一条简单而通用的道路。
2019-12-01 physics.optics
Néel-type optical skyrmions inherited from evanescent electromagnetic fields with rotational symmetry
光学Skyrmions是由覆盖整个4π立体角的三维矢量场形成的拓扑结构的光学模拟，但被限制在二维（2D）域中，由于其在高密度数据传输、存储和处理中的潜在应用，最近引起了越来越多的兴趣。虽然在自由空间传播和近场倏逝电磁场中使用不同的场矢量已经成功地证明了光学Skyrmion，但是关于光学Skyrmion的产生和控制以及它们与电磁场的一般相关性的研究仍然处于起步阶段。在这里，我们从理论上提出，具有旋转对称性的倏逝横磁极化（TM极化）电磁场实际上是电场矢量的Néel型光学skyrmion。这样的光学skyrmions保持旋转对称性，是独立的操作频率和介质。我们的建议是通过数值模拟和实空间纳米成像实验进行了验证的石墨烯单层。因此，这样的发现不仅可以加深我们对EM拓扑纹理的形成机制的理解，而且还可以为可能影响未来信息技术的EM skyrmions的简易构建提供指导。
2023-03-08 physics.optics
'Plasmonics' in free space: observation of giant wavevectors, vortices and energy backflow in superoscillatory optical fields
渐逝光可以通过等离子体纳米颗粒或锥体中的共振吸收或通过穿过纳米孔的透射而在纳米尺度处被定位。然而，传统的透镜不能聚焦超过波长λ的一半的自由空间光。然而，多波的精确干涉可以在自由空间中形成任意小尺寸的热点，称为超振荡。在这里，我们报告了一种新型的集成超材料干涉测量，允许第一次映射的领域与深亚波长分辨率~ λ/100。它揭示了超振荡热点附近的电磁场具有许多类似于共振等离子体纳米粒子或纳米孔附近的特征：热点被纳米级相位奇点（尺寸约λ/50）和波相位变化比驻波快十倍以上的区域包围。这些具有高局部波矢的区域被钉扎到相位涡旋和能量回流区（尺寸约λ/20），这有助于使主焦斑尺寸收紧超过阿贝-瑞利极限。我们的观察揭示了倏逝波的等离子体纳米聚焦和自由空间波的超振荡纳米聚焦之间的相似性，并证明了超振荡和超聚焦之间的基本联系，为纳米尺度计量和成像提供了新的机会。
2018-05-30 physics.optics
Resonant tunnelling diode nano-optoelectronic spiking nodes for neuromorphic information processing
在这项工作中，我们介绍了一种光电尖峰人工神经元能够在超快的速度（$\approx$ 100 ps/光尖峰）和低能耗（$<$ pJ/尖峰）。所提出的系统结合了一个可激发的共振隧穿二极管（RTD）元件表现出负微分电导，耦合到一个纳米级光源（形成一个主节点）或一个光电探测器（形成一个接收器节点）。我们数值研究的尖峰动力学响应和信息传播功能的互连主接收RTD节点系统。使用脉冲阈值和积分的关键功能，我们利用单个节点对顺序脉冲模式进行分类，并执行卷积功能以进行图像特征（边缘）识别。我们还展示了一个光学互连的尖峰神经网络模型，用于以超过10 Gbps的速度处理时空数据，具有很高的推理精度。最后，我们展示了一种片外监督学习方法，利用尖峰时间依赖可塑性的RTD使能的光子尖峰神经网络。这些结果证明了RTD尖峰节点的潜力和可行性，低足迹，低能量，高速光电实现的神经形态硬件。
2021-11-19 cs.ET cs.NE physics.app-ph
Subwavelength Imaging with Dielectric Metamaterial Solid-Immersion Lens
传统光学显微镜有限的分辨率源于这样一个事实，即物体的亚波长信息是由倏逝波携带的，倏逝波在空间中呈指数衰减，无法到达成像平面。我们在这里介绍一种超材料固体浸没透镜（mSIL），它利用紧密堆积的高折射率纳米颗粒作为复合介质，有效地转换和传输倏逝波从近场到远场。理想点源的倏逝波能量的约20%可以通过mSIL引导到远场。这导致了mSIL在可见光下的出色成像性能。使用15 nm直径的TiO 2（n=2.55）纳米粒子作为构建块，我们证明了45 nm-75 nm的特征可以通过mSIL在白光显微镜下分辨。我们的方法开辟了使用纯电介质材料获得“完美透镜”的可能性。
2015-11-06 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
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
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
A state-insensitive, compensated nanofiber trap
光纤网络中激光冷却原子的捕获和接口是量子信息科学的重要能力。继Balykin等人和Vetsch等人的开创性工作之后，我们提出了一种利用双色态不敏感的倏逝波在介质管周围捕获单个铯原子的方法。具体来说，我们表明，矢量光的位移（即，由前向传播的消逝波的固有椭圆率引起的基态的有效不均匀塞曼展宽）可以被后向传播的消逝波有效地抵消。此外，通过在魔波长下操作捕获激光器，我们去除了基态和激发态之间的差分标量光位移，从而允许光学D2跃迁的共振驱动。该方案提供了一个很有前途的方法来捕获和探测中性原子与现实的实验参数长的陷阱和相干寿命。
2011-10-24 physics.atom-ph 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
Sensitivity of resonance frequency in the detection of thin layer using nano-slit structures
推导了纳米狭缝结构用于薄层探测时的共振频率及其灵敏度的计算公式。对于沉积在纳米结构上的厚度为$H$的薄层，我们定量地表明，对于具有狭缝孔径尺寸$δ$的单个和周期性狭缝结构，谐振频率的灵敏度随着$H$的增加而降低。具体地，如果$H >δ$，则灵敏度为$O(δ/H)$阶，否则为$O(1+\ln H/δ)$阶。在介质薄膜与周围介质的界面上存在倏逝波模。从数学推导中可以看出，谐振频率的灵敏度很大程度上取决于微小狭缝上的倏逝波模式的影响。
2020-05-05 physics.class-ph physics.optics
Femtosecond field-driven on-chip unidirectional electronic currents in nonadiabatic tunnelling regime
最近，非对称等离子体纳米结[Karnetzky et.例如，Nature Comm.2471，9（2018）]已经显示出作为片上电子设备的前景，以将飞秒光脉冲转换为电流突发，具有多太赫兹规模的带宽，尽管仍然在低温和低压下。这种纳米器件对于新型超快电子学和光电子应用具有极大的兴趣。在这里，我们在空气中和室温下操作该设备，揭示了等离子体纳米结的光电发射机制，以及光电转换速度的基本限制。相干电子波包的周间干涉导致了复杂的电子能量分布和多光子效应的产生。这种能量结构，以及波包在从一个尖端传播到另一个尖端的过程中的重塑，决定了电流的超快动力学。我们表明，在某种程度上的近似，电子飞行时间是很好地确定的驱动场中的平均有质动力速度。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dispersive Optical Interface Based on Nanofiber-Trapped Atoms
我们将一千个原子的系综在锥形光波导周围的倏逝场中进行色散界面。该方法依赖于系综与非共振探测光束的倏逝场的方位角非对称耦合，该倏逝场透射通过反射镜。由此产生的双折射和色散是显着的，我们观察到的相移$\sim$\，1\，mrad的每原子在失谐的6倍的自然线宽，对应于有效的共振光密度每原子为0.027。此外，我们利用这种强色散非破坏性地确定原子的数量。
2011-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Laser-launched evanescent surface plasmon polariton field utilized as a direct coherent pumping source to generate emitted nonlinear four-wave mixing radiation
提出了一种基于表面等离子体激元（SPP）的四波混频（4 WM）概念，利用激光发射的倏逝SPP场作为相干泵浦源，直接参与介质/金属界面的非线性4 WM过程。由于局部场增强效应，预期所得4 WM辐射的转换效率将显著增加。通过数值模拟进一步研究了在空气/金膜和石墨烯片/金膜界面处实施该概念的可行性。这一概念在新兴的纳米光子学、光电子学和有源等离子体学中的应用前景诱人。
2011-03-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Towards a fictitious magnetic field trap for both ground and Rydberg state $^{87}$Rb atoms via the evanescent field of an optical nanofibre
本文提出一种结合光学纳米光纤倏逝场诱导的虚拟磁场与外部偏置磁场的阱方案，用于同时约束$^{87}$Rb基态和里德伯态原子并最小化差分光移，为构建基于里德伯原子的一维量子网络阵列提供实用途径。
2025-07-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Axial Super-resolution Evanescent Wave Tomography
三维纳米样品的光学层析重建受到轴向衍射极限的阻碍，轴向衍射极限比焦平面分辨率差2-3倍。我们提出并实验证明了一种轴向超分辨率倏逝波层析成像（AxSET）方法，该方法能够使用常规倏逝波显微镜，如全内反射荧光显微镜（TIRF），超越表面成像，并实现轴向超分辨率层析重建。我们提出的方法基于傅立叶重建实现轴向超分辨率提取信息时，样品被照明的倏逝波从多组三维荧光图像。我们提出了一个程序来提取超分辨率的功能渐逝波的增量渗透，并支持我们的理论的1D（沿光轴）和3D模拟。我们验证了我们的索赔实验证明层析重建的微管在HeLa细胞的轴向分辨率为$\sim$ 130 nm。我们的方法不需要任何额外的光学元件或样品制备。所提出的方法可以结合焦平面超分辨率技术，如STORM，也可以适用于太赫兹和微波近场层析成像。
2016-11-11 physics.bio-ph physics.optics
Regarding the extension of metaplectic geometrical optics to modelling evanescent waves in ray-tracing codes
本文扩展元几何光学（MGO）以建模射线追踪中的倏逝波，通过校正求积角偏差处理照明阴影，并允许辛旋转矩阵为复值处理真实阴影，与精确解高度一致，为隧穿等复杂现象建模奠定基础。
2024-08-21 physics.optics physics.plasm-ph
Experimental observation of transverse spin of plasmon polaritons in a single-crystalline silver nanowire
报道了在等离子体激元单晶银纳米线中激发的表面等离子体激元的横向自旋和自旋动量锁定的实验观察。与在金属膜中激发的SPP相反，沿NW的长轴（$x$轴）传播的倏逝SPP模式的电磁场分量可以沿两个纵向平面（$y$和$z$平面）衰减，导致两个正交的横向自旋分量（$s_z$和$s_y$）。在纵向平面（$x$）中的衰减SPP模式信号的相反圆偏振分量的分析揭示了信号的自旋相关偏置，因此存在横向自旋分量（$s_z$）。傅立叶平面中相应的横向自旋密度（$s_3$）揭示了自旋-动量锁定，其中自旋的螺旋度由SPP倏逝波的波矢量分量决定。此外，三维数值计算的结果得到证实。所呈现的结果展示了如何利用化学制备的等离子体AgNW来研究倏逝波中的光学自旋，并且可以外推以探索亚波长效应，包括定向自旋耦合和光学纳米操纵。
2021-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Artificial optoelectronic spiking neuron based on a resonant tunnelling diode coupled to a vertical cavity surface emitting laser
可激发的光电器件代表了在神经形态（脑启发）光子系统中实现人工尖峰神经元的关键构建块之一。本文介绍并实验研究了一种光-电-光（O/E/O）人工神经元，该人工神经元以共振隧穿二极管（RTD）作为接收器，以垂直腔面发射激光器作为发射器。我们证明了一个定义明确的兴奋性阈值，在此之上，这个神经元产生100纳秒的光学尖峰响应与特征神经样不应期。我们利用其扇入功能来执行设备内符合检测（逻辑与）和异或（XOR）任务。这些结果提供了第一个实验验证的确定性触发和任务的RTD为基础的尖峰光电神经元的输入和输出光（I/O）终端。此外，我们还在理论上研究了所提出的系统的纳米光子实施与单片设计相结合的纳米级RTD元件和纳米激光器的前景;因此，展示了集成RTD为基础的可激发节点的潜力低足迹，高速光电尖峰神经元在未来的neuromorphic光子硬件。
2022-06-22 cs.ET cs.NE physics.app-ph
Fiber ring resonator with nanofiber section for chiral cavity quantum electrodynamics and multimode strong coupling
我们实验上实现了一个光纤环形腔，包括一个锥形部分与亚波长直径腰部。在该部分中，被引导的光表现出显著的渐逝场，其允许与光学发射器的有效接口。一个商业可调谐光纤分束器提供了简单和强大的耦合到谐振器。谐振腔的关键参数，如其输出耦合率，自由光谱范围和双折射率可以调整。由于低锥度和耦合损耗，谐振器表现出F=75+/-1的无载精细度，足以达到用于放置在倏逝场中的发射器的强耦合的状态。该系统非常适合于沿超导截面捕获激光冷却的原子系综。基于测量的参数，我们估计该系统可以作为一个平台，光学多模强耦合实验。最后，我们讨论了基于手征量子光学应用的谐振腔的可能性。
2016-11-04 physics.optics quant-ph
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
Near-field tuning of optomechanical coupling in a split-beam nanocavity
利用可调谐倏逝波耦合来改变分束光子晶体纳米腔中的光机械相互作用。一个光纤锥形探针被用来重新归一化的光学纳米腔场，并引入一个耗散光机械耦合通道，重新配置和增强设备的光学和机械谐振之间的耦合。光纤锥的定位允许优先耦合到特定的机械模式，并提供了一种用于调谐耗散和色散耦合机制之间的光机械相互作用的机制。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dyadic Green Function Approach to Multichromophoric Forster Resonance Energy Transfer under Electromagnetic Fluctuations near Metallic Thin Films
近场光谱信息对于确定金属表面附近的福斯特共振能量转移（FRET）速率和距离依赖性至关重要。金属表面附近的高密度倏逝近场模可以强烈地调制多色体系中的FRET。基于先前的广义FRET [A. Poudel，X. Chen和M. Ratner，J. Phys. Chem. Lett. 7（2016）955]，FRET理论被推广用于纳米光子结构的倏逝表面电磁波附近的多发色团聚集体和非平衡情况。建立了倏逝近场存在下多色荧光共振能量转移（MC-FRET）的经典并矢格林函数（DGF）方法。经典的DGF方法提供了发射和吸收光谱耦合和倏逝电磁场之间的相互作用的微观理解。环状结构的MC-FRET在银薄膜附近表现出复杂的距离依赖性。给出了双曲型多层薄膜的解析表达式，金属薄膜引起的广义耦合由金属表面上的散射DGF确定。通过忽略消逝波中的$S$波来分解约化散射DGF，显示了金属薄膜的界面如何调制MC-FRET。
2023-02-13 physics.chem-ph physics.optics
Large-scale dynamic assembly of metal nanostructures in plasmofluidic field
我们讨论了两个方面的等离子体纳米结构在金属流体界面的等离子体流体组装。首先，我们通过实验展示了三点和四点倏逝波激发如何导致等离子体纳米粒子在金属流体界面处的非常规组装。我们观察到，组装模式主要是由在金属流体界面的等离子体干涉图案，并进一步导致有趣的动力学效应内组装。通过三维时域有限差分模拟证实了干涉图案。其次，我们展示了各向异性的几何形状，如银纳米线，可以组装和排列在非结构化和结构化的等离子体流体领域。我们发现，通过结构化的金属膜，银纳米线可以对齐在金属流体界面与一个单一的倏逝波激发，从而突出了在流体中组装等离子体电路的前景。我们的方法的一个有趣的方面是，我们在远离激发点的位置处获得组装，从而导致纳米结构的远程组装。本文讨论的结果可能在实现用于可重构等离子体超材料的平台和用于理解等离子体干涉对流体中纳米结构组装的影响的测试台方面具有意义。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
