一维反转对称光子结构中界面态的可调控特性.pdfVIP

物

理

学

报

Acta

Phys.

Sin.

Vol.

71,

No.

20

(2022)

204205

一维反转对称光子结构中界面态的可调控特性*

1)2)1)2)1)2)†1)2)1)2)‡

代美芹

张清悦

赵秋玲

王茂榕

王霞

1)

(青岛科技大学数理学院,

青岛266061)

2)

(青岛科技大学,

山东省新型光电材料与技术工程实验室,

青岛266061)

(2022

年3

月4日收到;

2022

年7

月4日收到修改稿)

利用传输矩阵法,

计算研究了一维反转对称光子结构通过不同的组合方式产生界面态的可调控特性,

并

通过电子束蒸镀技术制备样品进行了实验验证.

由两种材料构成的反转对称层状光子结构,

根据元胞的反转

对称中心不同分别对应PCI和PCII两种结构.

研究结果表明,

对于由PCI和PCII构成的组合结构,

在满足

两个结构的表面阻抗虚部之和等于零的特征频率处存在一个界面态,

该界面态频率与结构元胞数无关;

若在

此基础上再增加一个PCI,

构成PCI

+

PCII

+

PCI组合结构,

则在同一个带隙中会产生两个界面态;

改变组

合结构中每部分或者其中一部分结构的元胞数可以对两个界面态频率实现调控,

实验研究结果充分表明调

控的可行性,

这为设计满足不同应用需求的窄带滤波器、多通道滤波器等提供了更灵活的思路.

关键词：光子带隙材料,

传输矩阵,

电子束蒸镀技术,

滤波器,

界面态

PACS：42.70.Qs,

02.10.Yn,

81.15.–z,

84.30.Vn,

73.20.AtDOI:10.7498/aps.71

态频率相吻合的光子有可能被局域在缺陷位置,

一

旦偏离缺陷处,

光就迅速衰减[12−15].

另外光在不同

1

引言材料或结构界面处传播时会产生界面态[16,17],

其光

[18]

[1]场分布沿垂直于界面方向呈指数衰减.

一维光

随着微纳光子学的研究拓展,

光子晶体、超

[2]子晶体结构中出现的界面态类似于缺陷态,

其在反

材料等不同类型的人工电磁材料被不断提出,

近

[3]射光谱中表现为在带隙范围内出现透射模.

光子晶

几年人们又提出了超表面,

超表面是一种二维超

体的这些特征使其在光通信、低阈值激光器、高效

薄微纳结构,

主要在亚波长尺度引入相位调控,

可