論文の概要: Temporal Fourier Optics Reveals Hidden Hybridized Light-Matter States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.13957v2
• Date: Wed, 22 Jul 2026 08:09:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-23 16:42:31.428833
• Title: Temporal Fourier Optics Reveals Hidden Hybridized Light-Matter States
• Title（参考訳）: ハイブリダイズされた光物質を隠したテンポラルフーリエ光学
• Authors: Juan-Feng Zhu, Wenjie Zhou, Shihao Feng, Zicheng Song, Ruicong Zhang, Cheng-Wei Qiu, Rengming Liu, Lin Wu,
• Abstract要約: 時間点拡散関数(TPSF)は、実験的に測定されたスペクトルから基礎となるスペクトル応答を再構成する。 TPSFは、隠れた上部と下部の極性分岐を一貫して解決し、ハイブリッド化された光物質状態を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.171438203009816
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Spectral measurements provide fundamental insights into wave systems by revealing resonances, mode hybridization, and light-matter interactions. However, intrinsic dissipation and measurement-related spectral broadening often obscure the spectral signatures of the underlying hybridized light-matter states. Here, we establish a temporal Fourier optics framework based on a space-time Fourier correspondence, which interprets spectral broadening as the Fourier counterpart of temporal attenuation. This perspective introduces a temporal point-spread function (TPSF) that enables direct, synthesis-free reconstruction of the underlying spectral response from experimentally measured spectra by compensating for effective temporal decay before transformation back to the frequency domain. We experimentally validate the framework using deterministic single-molecule Au nanosphere dimers and open Au@Ag nanorod- and nanotriangle-based plasmonic nanocavities coupled to J-aggregate excitons. Across these distinct platforms, TPSF consistently resolves hidden upper and lower polaritonic branches, revealing hybridized light-matter states and strong coupling that remain inaccessible in conventional scattering spectra. The reconstructed spectra agree closely with the recently developed complex-frequency formalism while providing a substantially simpler and experimentally accessible implementation. More broadly, temporal Fourier optics establishes a general framework for recovering dissipation-obscured spectral information, opening new opportunities for spectroscopy, imaging, sensing, and inverse wave measurements across photonics and wave physics.
• Abstract（参考訳）: スペクトル測定は、共鳴、モードハイブリダイゼーション、光-物質相互作用を明らかにすることによって、波動系に関する基本的な洞察を提供する。 しかし、本質的な散逸と測定関連スペクトルの拡大は、基礎となるハイブリッド化光物質状態のスペクトルの符号を曖昧にすることが多い。 ここでは、時空フーリエ対応に基づく時間的フーリエ光学フレームワークを構築し、時間的減衰のフーリエ対としてスペクトル拡大を解釈する。 この視点では、周波数領域への変換前に効果的な時間減衰を補償することにより、実験的なスペクトルから基礎となるスペクトル応答を直接的かつ無合成に再構成することのできる時間点スプレッド関数(TPSF)を導入している。 決定論的単一分子のAuナノスフィアダイマーとAu@AgナノロッドおよびナノトライアングルをベースとしたプラズモンナノキャビティをJ-アグリゲートエキシトンに結合したオープンAu@Agナノロッドおよびナノトライアングル系プラズモンナノキャビティを用いて,本フレームワークを実験的に検証した。 これらの異なるプラットフォーム全体で、TPSFは隠れた上下極性分岐を一貫して解決し、従来の散乱スペクトルではアクセスできないようなハイブリッド化光マター状態と強い結合を明らかにする。 再構成されたスペクトルは、最近開発された複素周波数形式と密接に一致し、よりシンプルで実験的に利用できる実装を提供する。 より広範に、時間的フーリエ光学は、散逸したスペクトル情報を回復するための一般的な枠組みを確立し、分光、イメージング、センシング、フォトニクスと波動物理学における逆波測定の新しい機会を開く。

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