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极各向异性全介质超表面中导模等频线的直接成像
摘要： 在这项工作中，我们研究了一种基于绝缘体上硅平台的全介质超表面，用于调控可见光和近红外光谱范围内的导模。通过傅里叶模态方法进行数值模拟，我们证明该超表面激发的导模同时支持类双曲和椭圆色散机制。我们采用结合高折射率固体浸没透镜的背焦平面显微镜，直接观测导模（表面波）的等频轮廓。色散关系的重建清晰揭示了不同色散机制之间的转变过程。
关键词： 傅里叶显微镜，全介质超表面，等频轮廓，傅里叶模态法，色散重构，表面波
更新于2025-09-23 15:23:52
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由调制电子束激发的介电纳米线和金属纳米线的光学衍射辐射
摘要： 研究了二维模型中调制电子束在介电和银纳米线散射体附近运动时伴随的光学衍射辐射。我们的目标是计算近区和远区的场，并分析其与电子束参数的依赖关系。我们展示了此类散射体内共振的激发，这可能有助于设计纳米级非侵入式束流位置监测器。
关键词： 等离子体共振、衍射辐射、纳米线散射体、总散射截面、吸收截面、史密斯-珀塞尔效应、表面波
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第九届超宽带与超短脉冲信号国际会议（UWBUSIS） - 乌克兰敖德萨（2018.9.4-2018.9.7）] 2018年第九届超宽带与超短脉冲信号国际会议（UWBUSIS） - 多孔纳米复合材料与超晶格界面处半导体层耗散对混合表面波特性的影响
摘要： 研究了由半导体夹杂物和超晶格构成的纳米复合材料平面界面处表面电磁波在不同电子碰撞频率和电子浓度下的色散特性。采用有效介质理论描述接触材料。该纳米复合材料及超晶格均包含n-InSb半导体层，通过载流子浓度温度模型和迁移率温度模型来描述n-InSb材料的物理特性。随着温度升高，n-InSb层及相应接触复合材料在太赫兹和光学频段会从弱耗散材料转变为强耗散材料。研究表明，半导体材料中的耗散效应会导致额外表面波分支（标准表面等离子体激元和Dyakonov表面波）的出现，并改变其频率范围、角度存在域和穿透深度。此外，在无损耗材料中禁止的频段内，Dyakonov表面波分支仍可能存在。
关键词： 表面波、纳米复合材料、半导体、超材料
更新于2025-09-23 15:21:21
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非线性覆盖层对石墨烯基光子晶体中TM偏振表面波的影响
摘要： 本文研究了非线性覆盖层和石墨烯化学势对一维石墨烯基光子晶体（GBPC）中p偏振表面波（SWs）的影响。针对非线性覆盖层的介电张量考虑了三种情况：(1) 垂直单轴近似；(2) 平行单轴近似；(3) 通用情况。研究结果表明，由于垂直近似，非线性覆盖层对TM表面波的影响可忽略。而在平行近似及通用介电函数形式下，石墨烯诱导带隙（GIPBG）内TM表面波的频率可通过非线性覆盖层和石墨烯化学势调控。此外，结果表明：在具有自散焦覆盖层的GBPC的GIPBG中，提高化学势和光学非线性会使表面波频率同向移动；但对于自聚焦覆盖层，两者会使频率反向移动。因此，通过调节自散焦覆盖层的化学势可扩展表面波频率的可调范围，而在自聚焦情况下则可消除光学非线性效应。
关键词： 石墨烯，第一类积分，非线性光学，表面波，麦克斯韦方程组，光子晶体
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过介电纳米球激发对超表面导模共振的近场观测
摘要： 我们利用直接近场成像研究了超薄各向异性金属超表面上的激光诱导导模共振。通过电子束监控下的纳米操纵技术，在超表面上放置一个共振激光打印的硅纳米球，实现入射光与表面波的耦合。为可视化导模传播，我们在近红外区域（850纳米）采用散射式扫描近场光学显微镜进行观测。该纳米球激发的导模共振因在超表面/空气界面处约束较弱而呈现各向异性消失现象。我们还通过对实测近场图进行傅里叶变换提取所观测模式的波数，发现其与数值计算结果高度吻合。
关键词： 超表面、表面波、各向异性、散射式扫描近场光学显微镜（s-SNOM）、导模共振、纳米光学
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于Kretschmann构型激发表面波的光学传感器灵敏度比较分析
摘要： 基于有限光束从平面层状结构反射的理论，研究了在Kretschmann构型下激发的金膜自由表面表面等离子体波，以及作为对比的平面表面波导中的表面波。比较了基于这两种表面波的光学传感器的灵敏度。提出了多种提高基于表面波导传感器灵敏度的方法。估算了获得可用传感器所需的薄膜厚度制造精度。
关键词： 集成光学、表面等离子体、表面波、光学传感器
更新于2025-09-23 15:19:57
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沿由具有非线性响应界面的非聚焦介质之间自聚焦薄层构成的复合波导传播的非线性表面波
摘要： 提出了一种由自聚焦平板与离焦非线性介质复合构成的对称波导模型，该结构通过具有自身非线性响应特性的界面分隔。研究发现沿该波导传播的两种新型非线性表面波，其在界面处呈现反相振幅振荡。通过解析计算得出了仅存在于具有非线性响应界面附近的非线性表面波频率，并确定了表面波存在的条件。分析了表面波频率及局域化距离随波导非线性参数、平板宽度及界面特性变化的规律。
关键词： 界面、非线性薛定谔方程、表面波、层状结构、波导
更新于2025-09-23 15:19:57
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面向<100飞焦/比特光子链路的混合等离子体多量子阱电反射调制器设计
摘要： 实现板载和芯片间光互连需要功耗远低于电互连（即<<1皮焦/比特）的光子数据链路。目前，直接调制850纳米垂直腔面发射激光器在>50吉比特/秒速率下需消耗2-4皮焦/比特/通道的能耗。外部反向偏置调制器可大幅降低该功耗。本研究设计出工作电压1伏的砷化镓/铝镓砷多量子阱电反射超低功耗调制器，通过相邻量子阱间的耦合量子限制斯塔克效应及与混合表面等离子体-平板模式的耦合，显著提升消光比与光谱带宽，便于与聚合物"光学桥"集成。区别于传统电光或电吸收调制器，该新型设计协同利用折射率（|Δn|~0.05）和吸收系数（Δα~10?厘米?1）的超大幅度变化，在1伏反向偏压下实现35-50分贝消光比，同时保持1-3分贝低插入损耗、约5°入射角容差及7-10纳米光谱带宽。该调制器无需热调谐即可达到~1.9飞焦/比特的功耗，RC限制带宽远超100吉赫兹。该新型调制器支持>100吉比特/秒/通道且<100飞焦/比特/通道的高带宽超低功耗光互连网络，与持续发展的CMOS技术完全兼容。
关键词： 量子限制斯塔克效应、光互连、光调制、表面波、量子阱器件
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于蛾尾仿生超材料吸收器与表面波导的宽带低散射端射天线设计与分析
摘要： 本文提出了一种与宽带低散射特性协同设计的宽频端射天线。其宽频反射与端射辐射性能源于所支持的双谐振表面波，而宽带低散射特性则归功于超材料吸收器（MA）吸波与频率选择表面（FSS）入射穿透的结合?；诖湎吣Ｐ?，采用并分析了能支持双谐振表面波的表面波导（SWG），实现了宽频反射响应（4.95~6.83 GHz）与端射辐射。该SWG在法向入射时可视作FSS。此外，受月神蛾躲避蝙蝠攻击启发设计的宽带MA与SWG集成，在0.5至12.5 GHz频段实现低后向雷达散射截面（RCS）。通过全波仿真与实验验证了反射、辐射及散射性能。
关键词： 频率选择表面（FSS）、雷达散射截面（RCS）、表面波、受蛾尾启发的超材料吸波器（MA）
更新于2025-09-16 10:30:52
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由调制电子束在构成等离子体光子分子的双圆形银纳米线之间移动产生的可见光
摘要： 研究了在双圆形银纳米线间运动的谐波调制电子束产生的可见光范围衍射辐射。这种二维电子束的电磁场是沿其轨迹传播的表面波，其相速度等于电子束速度。该波会在纳米线上感应出电流，因此即使电子束未接触纳米线也会产生辐射。当纳米线调谐至共振状态时，辐射功率会呈现与谐振模式Q因子成正比的峰值。亚波长半径的银纳米线因其局域表面等离子体激元模式而成为著名的纳米谐振器。本分析采用方位角傅里叶级数展开和柱函数的加法定理，将波散射问题转化为保证数值解收敛的弗雷德霍姆第二类无限矩阵方程。通过截断该矩阵，我们计算了作为光学耦合等离子体谐振器的纳米线近场与远场分布模式，并分析了远场光谱特性对波长及电子束参数的依赖关系。
关键词： 吸收截面、光学衍射辐射、总散射截面、等离子体共振、表面波、银纳米线
更新于2025-09-12 10:27:22