窗口耦合量子波导中束缚态与光谱的电场调控

在假设横向电场$\pmb{\mathscr{E}}$作用于结构的前提下，计算了通过其公共边界上宽度为$s$的窗口耦合的两个量子波导的束缚态性质。结果表明，电场强度的增大使开口与臂的基态传播阈值彼此靠近。因此，在无场时存在于任意非零$s$的基态，其能量$E_0$随$\mathscr{E}$增大而降低，并在高场 regime 中$E_0$基本不随连接区尺寸变化。预测新的激发局域轨道出现时的临界窗口宽度$s_{cr_n}$（$n=1,2,\ldots$）强烈依赖于横向电压；特别地，电场导致$s_{cr_n}$增大，且在相当强的电场强度下临界宽度无限制地发散。这种电场诱导束缚态开关的显著特征可通过施加栅压时结构光学性质的变化来检验；即振子强度和吸收谱在$\mathscr{E}$依赖上呈现明显极大值，并在电场强度达到临界值时变为零。对二维（2D）与3D几何的比较分析揭示了它们的定性相似与定量差异。