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第二次谐波生成结构化的光。
以空间不均匀的光学领域为特征的结构化光在光学通信，传感，显微镜，操纵和量子信息中发现了丰富的应用。虽然已经在线性光学元件中对结构化光的产生进行了广泛的研究，但非线性光学过程，尤其是在二维（2D）材料中，是一种新兴的替代方案，用于在较短的波长下生成结构化光。在这项工作中，我们从理论上证明，可以在第二谐波频率下使用2D基于基于材料的跨质面体，这些频率可以在径向和方位角极化的光束和涡旋束和涡流束上产生，并在第二谐波频率下产生相同的过渡金属二石化二核二核元素元素。对各向异性非线性元原子的翻译和方向的操纵表现出三倍旋转对称的晶体结构会诱导强的非线性自旋轨道耦合，从而可以同时控制第二次Harmonic Generation的空间相位和极化。提出的非线性过渡金属二分裂元化元素跨表面有望在非线性的结构化光的片上整合。
高Q差距MetaSurfaces驱动的总频率生成...
图3。sfg对（a）泵梁从855到880 nm的不同波长的光谱依赖性，以及（b）1525至1565 nm的信号梁。在前一种情况下，信号的波长固定为1545 nm，而在后一种情况下，泵的波长固定在875 nm处。在（a）和（b）所示的光谱中，将泵和信号梁设置为极化状态，从而提供最大的非线性发射。（c）由元表面（彩色线）产生的三种非线性排放的强度，与SHG 2 P，SFG和SHG 2 S相对应，以及差距半导体材料的灭绝系数（带正方形的灰色线）作为波长的功能。插图中显示了与SFG非线性过程相对应的能级图。（d）SFG强度是泵梁（底部）和信号梁（顶部）中平均功率的函数。实验数据（在对数字图中显示的实验数据）表明SFG具有泵和信号梁的功率的线性依赖性。
光学多层薄膜结构反设计
光学多层薄膜结构已广泛用于许多光子域和应用中。启用这些应用程序的关键组件是逆设计。与其他光子结构（例如元图或波导）不同，多层薄膜是一种一维结构，值得对设计过程进行自己的处理。优化一直是数十年来一直是标准设计算法。近年来，迅速发展了整合不同的深度学习算法以解决逆设计问题。一个自然的问题是：这些算法如何彼此不同？为什么我们需要开发如此多的算法以及它们解决哪些类型的挑战？该域中的最新算法是什么？在这里，我们回顾了最新的进度，并通过该研究领域提供指导，从传统优化到最近的深度学习方法。挑战和未来的观点。
非线性元信息的逆设计总和频率生成
摘要：总和频率产生（SFG）具有多个应用，从光源到成像，其中有效的转换需要较长的相互作用距离或二次非线性材料中的较大的浓度。metaSurfaces为增强SFG的基本途径提供了与集成超薄平台的极端领域增强的共鸣。在这项工作中，我们为纳米图案的元表面进行多个客观拓扑优化的一般理论框架，以促进高效sfg并同时选择发射方向并量身定制元清化方向。基于此框架，我们提出了新颖的跨表面设计，展示了最终功能，以转化从成像到极化法的外观非线性发光的光线。例如，我们的一个元面积产生高度极化和方向性的SFG发射，其效率超过0.2 cm 2 gw-1在10 nm信号工作带宽中。
从微层石墨烯在底线上脱落的terahertz波散射中非等样谐解的可调性
摘要：我们通过位于平坦介电底物上的平坦石材条的无限光栅考虑了电子极化平面波的散射和吸收。为了构建一个受信任的全波无网格算法，我们将散射问题扔给了双重系列方程，并基于离散傅立叶变换的倒数来执行其分析正则化。然后，对于未知的floquet谐波振幅，该问题将减少到Fredholm 2-Kind矩阵方程。因此，由Fredholm定理保证了所得代码的收敛性。数值实验表明，这种构型是频率选择性的跨表交或一个周期性光子晶体。如果光栅周期和底物厚度是微米大小的，则这种空腔的共振频率在Terahertz范围内。在电子极化情况下不存在等离子体模式，这些共振对应于底物的低Q板模式，并因光栅的存在而略微扰动，并且整个弹药的超高Q晶格模式作为周期开放式腔。我们使用我们的全波数值代码量化了它们的效果，并为晶格模式频率和Q因子得出渐近分析表达式。
面向公共 6G 的智能反射器表面发展...
摘要 — 虽然基于超表面的智能反射面 (IRS) 本身就是未来几代无线连接的重要新兴技术，但大规模部署这些表面的计划引发了它们与其他需要大规模扩散的新兴技术的集成问题。这个集成问题以及未来通信系统作为公共卫生宝贵组成部分的愿景激发了我们提出智能反射器-病毒检测器 (IR-VD) 的新概念。在这个新方案中，我们建议部署智能反射器，并在反射表面砖之间放置基于受体的病毒检测器条带。我们提出的方法通过轻弹反射光束的角度来编码病毒信息，使用光束偏差之间的时间变化来表示消息。这些信息包括病毒的存在、其位置和负载大小。本文通过模拟演示了基于结合到 IR-VD 上的不同数量病毒的编码过程。
达到非正交跨国的任意极化转化的效率极限
极化转换是光子学和量子光学元件中现代应用的基础。尽管他们的应用兴趣，但仍需要基本的理论和实验努力来利用极化光学的全部潜力。在这里，我们揭示了琼斯矩阵的两个非正交特征态的连贯超级位置可以极大地提高与经典正交极化光学的任意极化变换的效率。通过用堆叠和扭曲的配方利用跨表面，我们实施了一种强大的配置，称为“非正交跨额叶”，并在实验上证明了任意输入输出偏转模式，以达到近乎100％的传输效率，以宽敞的宽带和角度增强范围和角度增强方式。此外，我们提出了一种路由方法，以投射具有四链循环圆极化成分的独立相全息图。我们的结果概述了一个强大的范式，以实现极有效的极化光学元件，以及在微波和光学频率下进行通信和信息加密的极化多路复用。
利用超表面进行 Grover 量子搜索算法的表面声波计算
由于并行处理的优势，基于波的计算最近引起了广泛关注。特别是，已经证明了几种声波计算设备可以执行经典算法和数学运算。在这里，我们扩展了声波计算以模拟量子算法，提出了一种支持欺骗表面声波的集成声学梯度超表面系统来实现 Grover 量子搜索算法。我们表明，这种集成元设备可以实现设计的亚衍射和透射相位，可用于模拟量子算法中使用的操作，例如 Hadamard 变换和平均值的逆。数值模拟证明了该设备具有良好的搜索能力，包括比经典算法快一倍的速度和亚波长搜索精度。我们预计，我们的结果将启发片上集成元设备的替代设计方案，以实现更多受量子启发的声学模拟计算。
利用导波驱动的超表面塑造自由空间光
具有无与伦比的光可控性的超表面已显示出彻底改变传统光学的巨大潜力。然而，它们主要需要外部光激发，这使得它们很难完全集成到芯片上。另一方面，集成光子学可以将光学元件密集地封装在芯片上，但它限制了自由空间光的可控性。在这里，通过将超表面装在波导上，我们将导波塑造成任何所需的自由空间模式，以实现复杂的自由空间功能，例如平面外光束偏转和聚焦。这种超表面还打破了有源微环谐振器中顺时针和逆时针传播的回音壁模式的简并性，从而导致片上直接轨道角动量激光。我们的研究展示了一条跨集成光子学和自由空间平台完全控制光的可行途径，并为创建具有灵活访问自由空间的多功能光子集成设备铺平了道路，这使得通信、遥感、显示器等领域的大量应用成为可能。
使用高Q FANO共振的光学切换 -
摘要：在光学纳米结构的连续体（BIC）中发现结合状态已引起了重大的研究兴趣，并发现了光学领域的广泛应用，从而导致了实现High-Q（质量）FANO共振的有吸引力的方法。在此，通过有限元方法（FEM）设计和分析了由MGF 2底物上的四个磷化物（GAP）圆柱组成的全dielectric跨表面。通过打破平面的对称性，特别是通过将两个圆柱体移动到一侧，可以实现从对称性保护的BIC到Quasi-BIC的过渡。此转变使尖锐的双波段FANO共振在1,045.4 nm和1,139.6 nm的波长下激发，最大Q因子分别达到1.47×10 4和1.28×10 4。多极分解和近场分布表明，这两个QBIC由电动四极杆（EQ）和磁四极杆（MQ）主导。此外，可以通过更改入射光的极化方向来实现双向光学切换。结果，优点（FOM）的最大灵敏度和数字为488.9 nm/riU和2.51×10 5