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
我想毕业完成签到,获得积分10
刚刚
鱼湘完成签到,获得积分10
刚刚
结实冰蓝发布了新的文献求助10
3秒前
欢呼以柳完成签到,获得积分10
7秒前
落后的夜阑完成签到,获得积分10
9秒前
扣子完成签到 ,获得积分10
9秒前
你的笑慌乱了我的骄傲完成签到 ,获得积分10
9秒前
积极问凝完成签到 ,获得积分10
12秒前
hkh发布了新的文献求助10
12秒前
坚强的灵雁完成签到 ,获得积分10
12秒前
Kg_tricker完成签到,获得积分10
14秒前
科研狗应助科研通管家采纳,获得30
14秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
More应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
称心曼安应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
More应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
More应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
liuzhuohao应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
超爱茶多酚完成签到,获得积分10
19秒前
T_MC郭完成签到,获得积分10
19秒前
贪玩丸子完成签到 ,获得积分10
19秒前
beikou完成签到 ,获得积分10
21秒前
宋江他大表哥完成签到,获得积分10
25秒前
醉熏的伊完成签到,获得积分10
27秒前
淼淼完成签到 ,获得积分10
27秒前
LiuHD完成签到,获得积分10
28秒前
123完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
甜蜜的振家完成签到,获得积分10
31秒前
夏侯绮山完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
婍旖完成签到,获得积分10
35秒前
FRIGHTINGx完成签到 ,获得积分10
35秒前
夏侯绮山发布了新的文献求助10
36秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Thermal effects on behaviour of clay–structure interface under partial drainage 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6895263
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8591317
关于积分的说明 18242557
捐赠科研通 6290706
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3060241
关于科研通互助平台的介绍 2078439
邀请新用户注册赠送积分活动 2038109