Exceptional points in lossy media lead to deep polynomial wave penetration with spatially uniform power loss

指数衰减 物理 指数函数 穿透深度 有损压缩 波传播 光学 传播常数 电磁辐射 坡印亭病媒 波导管 平面波 计算物理学 数学分析 量子力学 数学 统计 磁场
作者
Alexander Yulaev,Sangsik Kim,Qing Li,Daron Westly,Brian J. Roxworthy,Kartik Srinivasan,Vladimir Aksyuk
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:17 (6): 583-589 被引量:21
标识
DOI:10.1038/s41565-022-01114-3
摘要

Waves entering a spatially uniform lossy medium typically undergo exponential intensity decay, arising from either the energy loss of the Beer-Lambert-Bouguer transmission law or the evanescent penetration during reflection. Recently, exceptional point singularities in non-Hermitian systems have been linked to unconventional wave propagation. Here, we theoretically propose and experimentally demonstrate exponential decay free wave propagation in a purely lossy medium. We observe up to 400-wave deep polynomial wave propagation accompanied by a uniformly distributed energy loss across a nanostructured photonic slab waveguide with exceptional points. We use coupled-mode theory and fully vectorial electromagnetic simulations to predict deep wave penetration manifesting spatially constant radiation losses through the entire structured waveguide region regardless of its length. The uncovered exponential decay free wave phenomenon is universal and holds true across all domains supporting physical waves, finding immediate applications for generating large, uniform and surface-normal free-space plane waves directly from dispersion-engineered photonic chip surfaces.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
chen完成签到,获得积分10
刚刚
ccyy完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
you完成签到,获得积分10
1秒前
缓慢的水之完成签到,获得积分10
2秒前
dandelion完成签到,获得积分10
2秒前
hehe0086完成签到,获得积分10
2秒前
小肥完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
无尘完成签到 ,获得积分0
4秒前
高山流水完成签到,获得积分10
4秒前
臭皮完成签到,获得积分10
4秒前
zeannezg完成签到 ,获得积分10
4秒前
寒冷不言应助Boovey采纳,获得10
4秒前
Richard发布了新的文献求助10
6秒前
青阳完成签到,获得积分10
6秒前
神勇雨双完成签到,获得积分10
6秒前
小白完成签到,获得积分10
7秒前
东asdfghjkl完成签到,获得积分10
7秒前
大肥猫完成签到,获得积分10
7秒前
帅哥吴克完成签到,获得积分10
8秒前
REBECCA完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
科研牛马完成签到 ,获得积分10
10秒前
大恩区完成签到,获得积分10
10秒前
饶兴强完成签到,获得积分10
10秒前
小美最棒完成签到,获得积分10
11秒前
简单刺猬完成签到,获得积分10
11秒前
zygclwl完成签到,获得积分10
11秒前
顾矜应助Wlgd采纳,获得10
12秒前
可爱的函函应助千秋入画采纳,获得10
13秒前
深情沧海完成签到,获得积分10
13秒前
万能图书馆应助哎呀采纳,获得10
14秒前
TTVIN完成签到,获得积分10
14秒前
无聊的剑心完成签到,获得积分10
15秒前
Tom完成签到 ,获得积分10
16秒前
陈成完成签到,获得积分10
16秒前
Richard完成签到,获得积分10
16秒前
pxm1277完成签到,获得积分10
16秒前
shin0324完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
Birth of Twins After Genome Editing for HIV Resistance 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6688580
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8432509
关于积分的说明 18015303
捐赠科研通 5914063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2984010
邀请新用户注册赠送积分活动 1959901
关于科研通互助平台的介绍 1897868