超短 mid-IR 脉冲在光子漏斗中的亚衍射约束
光学
2025-10-17 v1
摘要
控制光在深亚波长区域的空间分布能力，对于材料科学、显微镜和通信应用至关重要。分别而言，材料科学和通信都依赖于对电磁脉冲时间演化进行光学控制能力。本文我们在理论上研究了脉冲在基于超抛物面金属丝的光子漏斗中的传播，这些漏斗最近被用于实现深亚波长（波长/30）的中红外光的集中。通过分析脉冲-漏斗相互作用的复杂时空动力学，我们显示，光子漏斗通常会使带宽受限的超快高斯脉冲展宽。我们演示，通过预色差调制入射光，实现了 mid-wave IR 光的同时强度增强和时空压缩。我们的分析表明，结合线性色差，基于设计金属的光子漏斗可用于 100 fs 带宽和衍射受限脉冲，以产生约 200 fs 持续时间、强度增强约 5 倍的波长/30 级信号。进一步降低材料吸收可进一步提升峰值强度。本文的结果可用于评估在其他电磁波段中进行超快亚衍射光操控的前景，通过调整漏斗的（元）材料组成来实现。
引用
@article{arxiv.2510.14158,
title = {Subdiffractive confinement of ultrashort mid-IR pulses with photonic funnels},
author = {Jacob LaMountain and Amogh Raju and Dan Wasserman and Viktor A. Podolskiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.14158},
year = {2025}
}