論文の概要: Analytic 3D vector non-uniform Fourier crystal optics in arbitrary $\bar{\bar{\varepsilon}}$ dielectric
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.17224v1
- Date: Mon, 23 Dec 2024 02:39:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-24 15:55:40.700894
- Title: Analytic 3D vector non-uniform Fourier crystal optics in arbitrary $\bar{\bar{\varepsilon}}$ dielectric
- Title（参考訳）: 任意の$\bar{\bar{\varepsilon}}$誘電体における3次元ベクトル非一様フーリエ結晶光学の解析
- Authors: Chenzhu Xie, Yong Zhang,
- Abstract要約: 相互空間における固有解析と実空間における光場伝播の3つの広く用いられている平面波面の比較を行った。
M.V.ベリーの2003年一様平面波モデルから非一様フーリエ結晶光学(FCO)へ展開する。
円盤状, リング状, ハート状形状に配置された無限特異点など, 実空間および相互空間における LCO の新しい領域を発見した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.62276016248482
- License:
- Abstract: To find a suitable incubator for nonlinear crystal optics(NCO), we have revisited linear crystal optics(LCO). At the methodological level, three widely used plane wave bases are compared in terms of eigenanalysis in reciprocal space and light field propagation in real space. Inspired by complex ray tracing, we expand M.V. Berry's 2003 uniform plane wave model to non-uniform Fourier crystal optics(FCO) and ultimately derive the explicit form of its 3$\times$2 transition matrix, bridging the two major branches of crystal optics(CO) in reciprocal space, where either ray direction $\hat{k}$ or spatial frequency $\bar{k}_{\mathrm{\rho}}$ serves as the input variable. Using this model, we create the material-matrix tetrahedral compass(M-M TC) to conduct a detailed analysis of how the four fundamental characteristics of materials (linear/circular birefringence/dichroism) influence the eigensystems of the vector electric field in two-dimensional(2D) spatial frequency $\bar{k}_{\mathrm{\rho}}$ domain and its distribution in three-dimensional(3D) $\bar{r}$ space with a crystal-2f system. Along this journey, we have uncovered new territories in LCO in both real and reciprocal space, such as infinite singularities arranged in disk-, ring-, and heart-like shapes, generalized haunting theorem, double conical refraction, and optical knots it induces. We also present our model's early applications in focal engineering and NCO.
- Abstract（参考訳）: 非線形結晶光学(NCO)に適したインキュベータを見つけるために,線形結晶光学(LCO)を再検討した。
方法論レベルでは、相互空間における固有解析と実空間における光場伝播の3つの広く用いられている平面波面を比較検討する。
M.V.ベリーの2003年の均一平面波モデル(英語版)を非一様フーリエ結晶光学(FCO)に拡張し、最終的にその3$\times$2遷移行列の明示的な形を導出し、相互空間において結晶光学(CO)の2つの主要な分岐をブリッジする。
このモデルを用いて材料行列四面体コンパス(M-MTC)を作成し,2次元空間周波数$\bar{k}_{\mathrm{\rho}}$ドメインと3次元(3D)$\bar{r}$空間における材料の4つの基本特性(線形/円複屈折/二色性)がベクトル場の固有系にどのように影響するかを詳細に解析する。
この過程で、円盤状に配置された無限特異点、環状およびハート状の形状、一般化されたハンチング定理、二重円錐屈折、それに誘導される光結び目など、LCOの新しい領域を実空間と相互空間の両方で発見した。
また,本モデルの初期応用として,焦点工学とNCOについて述べる。
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