摘要。由于介质不均匀性而导致的波(例如光)的散射在物理学中普遍存在,并且被认为对许多应用有害。波前整形技术是一种强大的工具,可以消除散射并通过非均匀介质聚焦光,这对于光学成像、通信、治疗等至关重要。基于散射矩阵 (SM) 的波前整形在处理线性区域中的动态过程中非常有用。然而,在非线性介质中控制光的这种方法的实现仍然是一个挑战,至今尚未被探索。我们报告了一种确定具有二阶非线性的非线性散射介质的 SM 的方法。我们通过实验证明了其在波前控制中的可行性,并通过强散射二次介质实现了非线性信号的聚焦。此外,我们表明该 SM 的统计特性仍然遵循随机矩阵理论。非线性散射介质的散射矩阵方法为非线性信号恢复、非线性成像、微观物体跟踪和复杂环境量子信息处理开辟了道路。
图1:(a)TPC的几何形状以及相互空间和相关的高对称点的表示。(b)每个原始细胞内两个孔的TPC的分散图(黑色)或不同的(红色)半径1和R 2。(c)浆果曲率和山谷Chern数模拟了为疾病的TPC(r 1 = 180 nm和r 2 = 80 nm)。(d)边缘模式的色散曲线(实心蓝线)沿着胡须界面在两个半偶然的镜像对称TPC之间,平行于γk方向(浅蓝色背景表示投射的散装模式)。实心红线显示无限TPC的分散曲线。插图比较界面的FBZ(厚蓝线与长度为2π/b 0)和无限TPC的FBZ。(e)模拟(左图)中使用的典型单元电池和边缘模式的磁场振幅的分布(右图)。
具有高拓扑保护的光子晶体波导的实现,可以防止缺陷引起的散射。应该通过通过低损失和反射的尖锐弯曲来利用引导来设计非常紧凑的设备。在这项工作中,我们使用山谷拓扑三角谐振器耦合到输入波导,以评估在尖锐弯曲或拆分器(如拆分器之类的路由元件)之间具有相反螺旋性的螺旋拓扑边缘模式之间的转换。为此,我们首先通过数值模拟在腔角处的向后散射或在输入波导和腔之间的分离器上的螺旋转换而传播的向后散射存在。我们显示了这种过程发生的证据,尤其是在尖锐的角落,从而导致传输最小值和分裂共振,否则不存在。为了评估与此效应相关的小耦合系数,然后引入了基于散射矩阵在分裂器和谐振器的角落的精确参数化的现象学模型。通过与数值模拟进行比较,我们能够量化尖锐的弯曲和分裂器处的螺旋度转换。最后,我们使用获得的现象学参数集与基于Sierpi´nski Triangle构造的分形型腔的完整数值模拟将模型的预测与完整的数值模拟进行比较。我们表明,该协议总体上是好的,但在最小的三角形组成的腔中显示出更多的差异。我们的结果表明,即使在免于几何和结构缺陷的系统中,在拐角,尖锐的弯曲和裂缝方面,螺旋性转化也不可以忽略不计。但是,可以通过一种现象学方法来实现更简单但预测的计算,从而可以模拟超出标准数值方法的非常大的设备,这对于光子设备的设计至关重要,这些光子设备通过电磁波的拓扑传导来收集紧凑性和低损失。
摘要:研究化学反应,特别是气相化学反应,很大程度上依赖于计算散射矩阵元素。这些元素对于表征分子反应和准确确定反应概率至关重要。然而,量子相互作用的复杂性带来了挑战,需要使用先进的数学模型和计算方法来应对固有的复杂性。在本研究中,我们开发并应用了一种量子计算算法来计算散射矩阵元素。在我们的方法中,我们采用基于 Møller 算子公式的时间相关方法,其中反应物和产物通道之间的 S 矩阵元素通过反应物和产物 Møller 波包的时间相关函数确定。我们成功地将我们的量子算法应用于计算一维半无限方阱势和共线氢交换反应的散射矩阵元素。随着我们探索量子相互作用的复杂性,这种量子算法具有通用性,并成为一种有前途的途径,为在量子计算机上模拟化学反应提供了新的可能性。
这里,S 是通过模拟得出的散射矩阵,其中对麦克斯韦方程进行了数值求解。参数 r 1 、t 1 、r 2 和 t 2 分别是 E in1 和 E in2 的单束光束的反射和透射系数。值得注意的是,在这种配置下,假设在此设置中互易性保持不变,则两个入射方向的透射系数相同(即 t = t 1 = t 2 )。反射的不对称性源于设计结构相对两侧排列的十字形石墨烯贴片的不同尺寸。
最初作为量子霍尔效应中渗透模型引入的粉笔 - 哥德顿网络模型已知可以映射到二维DIRAC方程中。在这里,我们展示了如何使用网络模型来解决连接到浓度掺杂的电子储层的弱掺杂的石墨烯片中的散射问题。我们开发了一个数值过程,以使用网络模型的助手来计算散射矩阵。出于数值目的,网络模型比蜂窝晶状体的优势在于,它从一开始就消除了间隔散射。我们避免需要在网络模型中包括大量掺杂的区域,这些区域通过通过弱掺杂区域的转移矩阵与电子储层之间的散射矩阵之间的分析关系来计算昂贵。我们通过计算静电定义的量子点接触的电导来测试网络算法,并与石墨烯的紧密结合模型进行比较。我们进一步计算了在抑制间隔散射的制度中存在无序的石墨烯片的电导。我们发现与先前研究一致的电导率增加。与紧密结合模型不同,网络模型不需要光滑的电势以避免间隔散射。
2 Opto-Electrochemical Sensing Research Team (OEC), Spectroscopic and Sensing Devices Research Group (SSDRG), National Electronics and Computer Technology Center (NECTEC), Pathum Thani 12120, Thailand E-mail: a pundharika.n@gmail.com, b sakoolkan.boonruang@nectec.or.th, c,* wsoliman@gmail.com(通讯作者)摘要。本文介绍了柔性引导模式共振(GMR)结构的理论分析,其配置具有增强的折射率聚合物纳米复合材料,其中涂有原始聚合物制成的铸造或烙印的银纳米颗粒。控制嵌入式纳米颗粒(NP)的体积分数和膜厚度都调整了设备灵敏度,以用于在机械横向应变检测中应用。工作引入了在有效索引中修改散射矩阵方法(SMM)的使用,以准确预测共振波长峰。结果显示了与严格的耦合波分析(RCWA)的良好一致性,尤其是对于基本指导模式和衍射之间的相位匹配条件。灵敏度是通过横向应变引起的光栅周期来计算的,并将其与产生的波长偏移相关。使用SMM进行共振波长计算,将计算成本降低了144倍,同时与RCWA和有限差频域方法(FDFDM)保持了良好的一致性。关键字:柔性指南模式共振(GMR),嵌入式纳米颗粒(NP),散射矩阵方法(SMM),严格的耦合波分析(RCWA)。
我们提供了一个基于经典电磁学的理论框架,以描述Fabry-Pérot腔的光学特性,并用多层和线性手性材料填充。我们发现了转移 - 矩阵,散射矩阵和绿色功能方法之间的正式联系,以计算依赖极化的光学传播和空腔模型的圆形二色性信号。我们展示了诸如洛伦兹的互惠和时间反向对称性之类的一般对称性如何限制此类腔的建模。我们采用这种方法来通过数值和分析研究,由金属或螺旋性的介电光子晶体镜制成的各种Fabry-Pérot腔的特性。在后一种情况下,我们根据在镜面界面上反映的电磁波的部分螺旋性保存分析了手性腔极性的发作。我们的方法与设计创新的Fabry-Pérot腔有关手性传感和探测腔体模化的立体化学相关。
电磁频率扫描方法(EOF)在微波网络分析仪(MNA)的帮助下广泛使用,以将光学转换为电测量[1,2]。在晶状体级别的情况下,光电收集器芯片被视为层叠的电气 - 光电极(E-O-E)链路,该链接包含包括强度调制器(IM)芯片和光电二极管(PD)芯片(PD)芯片的chip,并通过散射参数在参考平面上表征的M1-D2-2-D2-2均匀表征。附录A中显示了详细的传输和散射矩阵。由于测得的结果由IM和PD构成贡献,因此必须通过将整数收发器分解为离散的IM或PD芯片,以与O-E或E-O-O-O-O-O TransDucer Standards相结合,以使IM或PD的个体响应进行隔离。
摘要。康普顿散射一直是原子和分子物理学,材料科学,冷凝物理学和其他领域的关键概念,因为它最初是由Arthur H. Compton在1923年发现的。此外,康普顿摄像机是康普顿散射的应用之一,可以收集有关500 KEV高能量的光子的足够数据和信息,这对于对天文学,医学成像和可视化放射性材料的科学研究很重要。游离电子近似,脉冲近似和散射矩阵是到达康普顿公式和康普顿效应的基本原理的一些方法。在本文中,将包括康普顿公式的完整推导,以及自由电子近似的扣除,这显示了康普顿散射与汤姆森散射之间的关系,当光子能量比粒子的质量能小得多时,前者的低能极限。此外,本文将讨论康普顿散射的几种想法,包括检查波长与相对强度之间的联系,保护法和虚拟光子吸收之间的联系。