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
Penn完成签到,获得积分10
2秒前
ireneadler完成签到,获得积分10
2秒前
活泼的诗桃完成签到,获得积分10
3秒前
深沉坤完成签到 ,获得积分10
4秒前
酷波er应助白木子衬采纳,获得10
4秒前
田様应助whisper采纳,获得10
6秒前
布丁完成签到 ,获得积分10
6秒前
Ava应助潇洒天亦采纳,获得10
7秒前
8秒前
务实的易梦完成签到,获得积分10
8秒前
wqwweqwe完成签到,获得积分10
9秒前
qi0625完成签到,获得积分10
10秒前
缥缈从霜发布了新的文献求助10
11秒前
ael发布了新的文献求助10
12秒前
迎风竹林下应助石林采纳,获得10
12秒前
whisper完成签到,获得积分10
13秒前
云飞扬应助fengruidage采纳,获得10
14秒前
AllRightReserved应助fengruidage采纳,获得10
14秒前
14秒前
面壁思过应助fengruidage采纳,获得10
14秒前
糯米多多发布了新的文献求助10
14秒前
沫栀完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
16秒前
爆米花应助Zhino采纳,获得10
16秒前
寒武纪完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
SciGPT应助luo采纳,获得10
17秒前
Sunyidan完成签到,获得积分10
19秒前
JC完成签到,获得积分10
19秒前
专一的小丸子完成签到,获得积分10
20秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
Zenia完成签到,获得积分10
21秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
工藤发布了新的文献求助20
21秒前
21秒前
21秒前
21秒前
殷勤的紫槐应助科研通管家采纳,获得200
21秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
21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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6430210
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8246276
关于积分的说明 17536348
捐赠科研通 5486453
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2895834
邀请新用户注册赠送积分活动 1872228
关于科研通互助平台的介绍 1711749