研究目的
从理论上提出并实验验证一类光子晶体板中的共振模式,这些模式仅向板的一侧辐射,另一侧不放置反射镜,并探究其拓扑特性及潜在应用。
研究成果
该研究成功证明了光子晶体板中单向导模共振的存在,并通过偏振测量证实了其拓扑特性。这些共振有望实现高效节能的闪耀光栅耦合器及用于激光雷达的光学天线。
研究不足
该研究承认,由于蚀刻工艺的不精确性,要完全按照设计制造样品存在挑战。制造样品中的随机波动可能导致散射损耗并降低不对称比率。
1:实验设计与方法选择
该研究通过设计具有特定几何结构的一维周期性光子晶体平板,以实现单向导模共振(UGRs)。理论框架包括对偏振场中拓扑荷的分析。
2:样品选择与数据来源
样品在绝缘体上硅晶圆上制备,其特定尺寸和材料用于支持所需的共振模式。数据通过专门测量上下辐射强度的实验装置采集。
3:实验设备与材料清单
包含可调谐通信激光器、光电探测器、相机、偏振片和四分之一波片(用于偏振测量)。制备过程采用电子束光刻和反应离子刻蚀技术。
4:实验流程与操作规范
流程包括制备光子晶体样品、搭建辐射场测量实验构型,以及执行偏振测量以分析共振模式的拓扑特性。
5:数据分析方法
数据分析包含拟合实验光谱以提取品质因数和不对称比率,以及通过斯托克斯参数重建偏振态。
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