在超均匀无序光子固体中观测到的各向同性带隙与自由形式波导
介观与纳米尺度物理
2013-11-13 v1 光学
摘要
近年来，无序光子介质和随机纹理表面作为具有宽带和广角特性的强光散射体，引起了越来越多的关注。我们报告了在二维 (2D) 无序介电结构中首次实验实现各向同性完全光子带隙 (PBG)。该结构通过约束优化方法设计，结合了源于无序的各向同性和源于低密度涨落（超均匀性）及均匀局部拓扑的受控散射特性的优点。我们的实验采用模块化设计，由排列在超均匀无序网络中的 Al2O3 壁和圆柱体组成。我们在微波区域观测到一个完全 PBG，与理论模拟吻合良好，并表明这类新型 PBG 材料固有的各向同性赋予了显著的设计自由度，包括实现光子晶体中不可能的任意弯曲角度波导。这类新材料中完全 PBG 的首次实验验证和功能性缺陷的实现，展示了其作为平面光学微电路中精确操控光子的构建模块的潜力，并对无序声学和电子带隙材料具有启示意义。
引用
@article{arxiv.1311.2632,
title = {Isotropic Band Gaps and Freeform Waveguides Observed in Hyperuniform Disordered Photonic Solids},
author = {Weining Man and Marian Florescu and Eric Paul Williamson and Yingquan He and Seyed Reza Hashemizad and Brian Y. C. Leung and Devin Robert Liner and Salvatore Torquato and Paul M. Chaikin and Paul J. Steinhardt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.2632},
year = {2013}
}