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超材料中的四波混频
摘要： 在恒定强度近似下，研究了立方介质中四束反向传播波（其中信号波为"左旋"）的相互作用。推导了超材料中四波作用一般情况下的信号波强度解析表达式，分析了不同参数对信号波放大系数、向信号波转换效率以及由超材料充当的反射镜反射系数的影响。首次发现：反向信号波放大的决定性因素是超材料的总长度与全部三束前向波的强度。分析表明，超材料的最优厚度不仅取决于相位失配和强相干泵浦场强度（如恒定场近似中的情况），还与频率ω2处弱波的强度相关。首次证明：超材料中的频率转换效率受总超材料长度、所有四束相互作用波的输入强度、相位失配及介质损耗的影响。研究确定：超材料反射系数的峰值取决于总超材料长度与全部三束前向波的强度。
关键词： 超材料，负折射，四波相互作用，恒定强度近似
更新于2025-09-23 15:22:29
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各向异性材料界面的折射与反射
摘要： 本文研究了电磁波在各向异性介质平面界面的反射与折射现象。所考虑的各向异性介质为单轴材料，其光轴位于入射平面内并与界面法线成任意夹角。研究表明，透射波的波矢方向与坡印廷矢量方向取决于入射角及单轴材料光轴的取向。同时发现此类介质中可能出现负折射现象。此外还分析了布鲁斯特角与单轴材料光轴取向的依赖关系。更有趣的是，研究揭示了存在透射横磁波的波矢与坡印廷矢量相互平行的特殊情形。
关键词： 坡印廷矢量、反射、各向异性材料、折射、波矢、负折射
更新于2025-09-23 16:31:41
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时变强耦合等离子体天线-近零介电常数系统中的负折射现象
摘要： 时变超表面正成为动态调控传播波电磁特性的有力工具。我们展示了一种基于与近零介电常数（ENZ）深度亚波长薄膜强耦合的等离子体纳米天线的高效时变超表面。金属谐振器的等离子体共振与光学ENZ模式强烈相互作用，产生约30%的拉比劈裂。频率为ω的光学泵浦会激发频率为2ω的非线性极化振荡，从而高效产生相位共轭光束和负折射光束，其转换效率比裸ENZ薄膜高出四个数量级以上。这种强耦合等离子体系统的引入，为在纳米尺度实现ENZ物理效应提供了一条简单有效的途径。
关键词： 时变超表面、近零介电常数、等离子体纳米天线、负折射、相位共轭
更新于2025-09-19 17:13:59
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负折射、光压与引力、方程E = mc2以及波粒二象性
摘要： 本文旨在阐明负折射、光压与引力、质能等价以及波粒二象性等概念之间的关系。乍看之下，这些物理概念似乎毫无关联。然而深入探究就会发现它们紧密相连——尽管这种联系直到科学界引入负折射概念后才得以清晰展现，而这只是相对近期的事。
关键词： 轻压与引力，负折射，质能等价，波粒二象性
更新于2025-09-10 09:29:36
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双负支柱弹性超材料
摘要： 我们提出了一种单相双侧柱状超材料，其有效质量密度和弹性模量同时呈现负值。负有效质量密度源于双柱对称弯曲共振与非对称压缩共振的协同作用，而负有效弹性模量则由对称压缩共振产生。通过与单侧柱状结构对比研究发现：双负频带的宽度与晶胞几何参数存在依赖关系。此外，在深亚波长尺度下观测到对称兰姆波的负折射与零折射现象，同时在相同频率下非对称兰姆波的传播被抑制。
关键词： 深亚波长尺度、零折射率、负折射、兰姆波、弹性超材料
更新于2025-09-09 09:28:46
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双曲介质中的定向非对称波传播与折射弯曲
摘要： 晶体石英是一种著名的各向异性介质，在太赫兹区域具有光学活性声子，可激发双曲型声子极化激元。本文利用该材料阐明：通过改变晶体各向异性轴相对于其表面的取向，块体与表面双曲极化激元的行为会发生显著变化。我们从理论与实验两方面论证了与双曲介质取向相关的现象，展示了晶体取向改变带来的多重效应——例如有效剩余射线区的改变及其关联的表面声子极化激元色散关系。但尤为重要的是旋转双曲晶体对辐射透射行为的影响：即使光学轴相对晶体表面产生微小偏转，也会导致透射强度出现高度不对称性。此外，折射角（在双曲介质中可能对应负折射与平板透镜效应）本身也会呈现不对称特性，这使得横向位移成像的平板透镜成为可能。我们探讨了这类效应可能引发的若干重要现象。
关键词： 表面极化激元、双曲介质、衰减全反射、负折射、声子极化激元
更新于2025-09-09 09:28:46
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艾里波包在晶格势中的相对论性运动
摘要： 我们研究了一维晶格势中艾里波包的动力学行为。与连续介质中传播时该波包会持续匀加速的常规情况不同，晶格会限制其速度，因此加速度无法无限延续。我们发现，该波包的运动遵循相对论性运动方程——这些方程竟自然地从标准非相对论薛定谔方程的演化过程中产生。晶格势的存在使得通过弗洛凯工程（Floquet engineering）调控波包运动成为可能。特别当波包运动处于深度相对论极限（呈现光子特性）时，这种调控方式能使其同时模拟标准折射与负折射现象。因此，束缚于晶格势中的艾里波包可作为研究相对论量子系统的强大而灵活的模拟器。
关键词： 晶格势，负折射，Floquet工程，相对论运动，艾里波包
更新于2025-09-09 09:28:46