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
XYZ发布了新的文献求助10
1秒前
00完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
zhenzhigu完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Ava应助fule采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
酷波er应助zcr采纳,获得10
7秒前
Echo完成签到 ,获得积分10
7秒前
动听的思柔完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
华仔应助橙橙橙采纳,获得10
8秒前
oriiiiii发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
pilolo256发布了新的文献求助10
9秒前
yy发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
QQQ发布了新的文献求助10
12秒前
lzy发布了新的文献求助10
12秒前
小恐龙完成签到,获得积分10
13秒前
李梦同志发布了新的文献求助10
14秒前
66小鼠完成签到,获得积分10
14秒前
dianxin发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
包容的雨泽完成签到 ,获得积分10
17秒前
Jonah完成签到,获得积分10
17秒前
qiu完成签到,获得积分10
17秒前
烟花应助对映体采纳,获得10
18秒前
18秒前
科研狗应助一叶舟采纳,获得50
19秒前
19秒前
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Emmy Noether's Wonderful Theorem 1200
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
基于非线性光纤环形镜的全保偏锁模激光器研究-上海科技大学 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
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 6412084
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8231229
关于积分的说明 17469530
捐赠科研通 5464891
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2887479
邀请新用户注册赠送积分活动 1864234
关于科研通互助平台的介绍 1702915