倾斜 TE 和 TM 模式的激射阈值条件、谱奇点与相干完美吸收

我们研究了谱奇点及其在确定均匀光活性材料无限平面平板倾斜横电/横磁 (TE/TM) 模式阈值增益系数 $g^{(E/M)}$ 中的应用。我们表明，$g^{(E)}$ 是入射角 $\theta$（相对于平板法线方向测量）的单调递减函数，而 $g^{(M)}$ 具有单个极大值 $\theta_c$，在该处其取值极大。我们将 $\theta_c$ 识别为布儒斯特角 (Brewster's angle)，并表明对于 $\theta=0$（正入射），$g^{(E)}$ 和 $g^{(M)}$ 重合；当 $\theta\to 90^\circ$ 时，两者均趋于零；且对于 $0<\theta<90^\circ$，满足 $g^{(E)}<g^{(M)}$。因此我们得出结论：对于倾斜 TM 波，激射和相干完美吸收总是更难实现，而对于 $\theta\approx\theta_c$ 的 TM 波，它们实际上是不可能的。我们还详细描述了谱奇点倾斜 TE 和 TM 波的能量密度和坡印廷矢量 (Poynting vector) 的行为。这明确展示了这些波的宇称不变性，并表明对于 $\theta>\theta_c$ 的谱奇点 TM 波，其增益区域内的能量密度小于区域外。反之，对于 $\theta<\theta_c$ 的 TM 波以及所有 TE 波则成立相反的情况。