存在快速电子束时的非互易导波
光学
2021-06-09 v1 应用物理
摘要
打破电磁相互作用的互易性在光子与微波技术中至关重要，因为它可实现单向功率流及其他独特的电磁现象。在此我们探索一种利用恒速电子束打破电磁导波互易性的方法。通过引入束的有效动态电导率，我们从理论上证明了在二维（2D）平行板与三维（3D）圆柱波导中，如何通过快速电子与电磁波的相互作用实现非互易导波与单向传播机制。不同于行波管与电子加速器等传统电子束结构，此处目标既非产生和/或放大波，亦非加速电子。相反，我们研究此类结构中导波的非互易性与单向性的显著特征。给出并讨论了相关的电磁特性，如模式色散、场分布、工作频率范围、非互易强度及其对电子速度与数密度的依赖。此外，我们将此类结构中的波色散特性与先前报道的某些材料中基于电流的情形进行比较。这种宽带可调、无磁的方法为在光电子学、纳米光子学与太赫兹（THz）系统中实现可切换的强非互易响应提供了独特机遇。
引用
@article{arxiv.2103.13473,
title = {Nonreciprocal guided waves in presence of swift electron beams},
author = {Asma Fallah and Yasaman Kiasat and Mário G. Silveirinha and Nader Engheta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.13473},
year = {2021}
}
备注
26 pages (including the supplementary materials), 7 figures (including 3 figures in the supplementary materials)