在一个维的光子晶体异构结构中的角度独立的拓接口状态,其中包含过度波形元材料

科学领域:

• 光子学和元材料研究
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 波浪操纵 波浪操纵是一种

背景情况:

• 拓接口状态 (TIS) 提供独特的电磁波操纵,但在常规介电光子晶体中通常取决于角度,限制了应用.
• 超波力超材料 (HMMs) 具有独特的电磁特性,可以利用这些特性来克服光子晶体设计的局限性.

研究的目的:

• 在一维光子晶体 (1DPC) 异构结构中实现角度独立的拓接口状态 (TIS).
• 调查TIS的偏振依赖性,并设计一个广角偏振选择器.

主要方法:

• 设计了两个具有对称单元细胞的1DPC,通过相变补偿显示角度独立的光子带隙 (PBG).
• 分析Zak相,以确定PBGs的不同拓性质.
• 使用两个1DPC构建了一个异构结构,以实现横向磁极化 (TM) 波的角度独立TIS.
• 调查了TIS对层厚度变化的强度.

主要成果:

• 在含有TM偏振波的HMM的1DPC异构结构中成功实现了角度独立的TIS.
• 证明了视角独立的TIS对由于拓保护而导致的层厚度变化具有稳定性.
• 观察到TIS对于横向电极化 (TE) 波的角度依赖性仍然存在,这是由于HMMs的圆形单频曲线.
• 设计了一个广角偏振选择器,操作角度范围高达45.9°,基于偏振依赖的TIS.

结论:

• 开发的异构结构为具有显著角公差的角度独立TIS提供了可行的路线.
• 这些发现有助于设计强大的光学设备,如偏振器,过器和传感器.
• 由于TIS的极化依赖性,可以实现新的功能,例如广角极化选择.