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
David完成签到,获得积分10
1秒前
Hosea完成签到 ,获得积分10
1秒前
无心的归尘完成签到,获得积分10
2秒前
李洪卓发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
年轻金毛完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
宏哥完成签到,获得积分10
4秒前
LWDYF完成签到,获得积分10
4秒前
xixi完成签到,获得积分20
4秒前
哭泣仇天发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Hosea发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
灵巧嫣娆完成签到,获得积分10
7秒前
YjHu应助自然的吐司采纳,获得30
8秒前
成就完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
成就发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
14秒前
风中孤萍发布了新的文献求助10
14秒前
生动的乐曲完成签到,获得积分10
15秒前
虚拟的秋寒完成签到,获得积分10
15秒前
丘比特应助生动的水瑶采纳,获得10
16秒前
WangDeLi发布了新的文献求助10
16秒前
oliverrrr完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
ZF发布了新的文献求助10
17秒前
mantaray发布了新的文献求助10
18秒前
thezwt完成签到,获得积分10
18秒前
youjiwuji完成签到,获得积分10
19秒前
大模型应助阮小粒采纳,获得10
19秒前
21秒前
不逢春完成签到 ,获得积分0
21秒前
英俊的铭应助自然白安采纳,获得10
22秒前
王祥坤发布了新的文献求助10
23秒前
UU有点皮完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7533533
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9119079
关于积分的说明 19480318
捐赠科研通 7133277
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3256979
关于科研通互助平台的介绍 2424390
邀请新用户注册赠送积分活动 2244665