结构对称光子晶体中的Janus连续谱束缚态
光学
2025-05-07 v1 计算物理
摘要
我们提出了一种保持 σz 对称性的方法，以实现向上和向下辐射通道中具有不对称拓扑荷的 Janus 连续谱束缚态 (Janus BICs)。先前的方法通常涉及显式的结构扰动来打破垂直对称性，而我们的设计利用具有可独立调谐折射率的双层光子晶体平板 (PCS) 系统，在不改变几何对称性的情况下引入光学不对称性。在光学对称情况下，该系统在 Γ 点支持拓扑荷 q = -1 的对称保护 BIC，并在非 Γ 点支持拓扑荷 q = +1 的 Friedrich-Wintgen BIC (FW-BIC)。引入折射率失谐后，偏振涡旋分裂成两个具有半整数拓扑荷 (q = 1/2) 的圆偏振态（C 点），并在动量空间中向上和向下辐射方向相反移动，而对称保护 BIC 不受影响。Janus BIC 通过向上辐射的 C 点向 Γ 点移动，累积总拓扑荷 q = -1，而向下辐射的对应部分贡献 q = +1，导致两个辐射通道之间的净拓扑荷反转。这种纯光学机制允许在没有任何结构变形的情况下实现 Janus BIC。它们的不对称拓扑性质使其非常适合应用于单向光源、手性光子界面和拓扑光子电路，为片上光通信、传感和量子信息处理提供了一个有前景的平台。
引用
@article{arxiv.2505.03333,
title = {Janus bound states in the continuum in structurally symmetric photonic crystals},
author = {Hongzhi Zuo and Shengxuan Xia and Haiyu Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.03333},
year = {2025}
}