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具有TE-TM交叉耦合的双层光子晶体中的连续谱束缚态

DOI：10.1103/PhysRevB.98.214101 期刊：Physical Review B 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 光子晶体中的连续域束缚态（BICs）是具有无限品质因子的波方程独特解。我们设计了一种双层光子晶体，研究了对称性以及TE与TM偏振间耦合对BICs的影响。这些BIC模式在x-y平面具有C3v对称性，而z方向的镜像翻转对称性被打破，并能通过频率变化实现选择性耦合至不同层。z方向镜像翻转对称性的破坏增强了TE-TM耦合，从而产生具有独特空间特性的高Q因子BIC态。我们证明即使存在TE类与TM类模式间的耦合，这类BIC态依然会出现——这与现有单偏振BIC模型不同。我们提出研究多层系统中的BICs，该成果有助于设计光子结构来观测和操控具有不同对称性与偏振特性的BICs，以实现实际应用。
作者： Hong-Fei Wang，Samit Kumar Gupta，Xue-Yi Zhu，Ming-Hui Lu，Xiao-Ping Liu，Yan-Feng Chen
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研究概述 实验方案

研究目的

研究双层光子晶体中TE与TM偏振之间的对称性及耦合对连续体束缚态（BICs）的影响，并探索TE-TM耦合存在时BIC态的涌现。

研究成果

该研究表明，在z方向镜像翻转对称性破缺且TE-TM耦合增强的双层光子晶体板中，出现了高Q因子束缚态（BIC）。这些BIC态具有独特的空间特性，可在不同层位点选择性激发。研究结果为在结构化光子平台中操控BIC态以实现抗损耗通信、激光和传感应用提供了潜在可能。

研究不足

该研究聚焦于双层光子晶体平板的理论设计与分析，未涵盖所提设计的实验验证与实际应用，也未探讨材料损耗或制备缺陷对束缚态的影响。

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