基于布洛赫波全内反射的连续谱束缚态
光学
2022-09-27 v1
摘要
光子晶体 slab 可支持连续谱束缚态（BICs），其具有无限寿命但嵌入于自由空间中光学模式的连续谱内。BICs 的形成需要在 slab 与自由空间的两个界面处均满足全内反射（TIR）条件。此处我们表明，基于所提出的广义菲涅耳方程可直接获得布洛赫波的 TIR。若这些布洛赫波在往返传播中各自获得整数倍 2pi 的相位，光便可在 slab 内完美导波，即形成 BIC。我们开发了计算复杂度低且收敛速度快的 BIC 求解器，该求解器在存在多个辐射通道、超出衍射极限的高频处也能高效工作。给出了两个多通道 BIC 的示例，并揭示了它们在动量空间中的拓扑性质。二者均可归因于来自不同辐射通道的远场辐射拓扑电荷的重合。所发展的广义 TIR 概念及基于 TIR 的 BIC 求解器为探索 BICs 提供了高效途径，在导波光学与增强光-物质相互作用方面具有诸多潜在应用。
引用
@article{arxiv.2209.12776,
title = {Bound States in the Continuum Based on the Total Internal Reflection of Bloch Waves},
author = {Peng Hu and Chongwu Xie and Qianju Song and Ang Chen and Hong Xiang and Dezhuan Han and Jian Zi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.12776},
year = {2022}
}