利用非线性 PT 对称近零介电常数超材料实现强自诱导非互易传输
光学
2020-06-29 v1
摘要
非互易传输是单向波传播现象背后的基本过程。在我们的工作中，设计了一种紧凑且实用的宇称-时间（PT）对称超材料，其基于两片碳化硅（SiC）介质，由空气隙分隔，并通过增益和损耗缺陷进行光子掺杂。我们证明，当 SiC 作为实用的近零介电常数（ENZ）材料运行并考虑其适度光学损耗时，该 PT 对称系统中形成了异常点（EP）。此外且更为重要的是，由于非线性 Kerr 效应，在频率略微偏离 EP 但未破坏 PT 对称相的情况下，激发出了强自诱导非互易传输。从一个方向的透射率恰为 1，而另一方向的透射率降至极低值，实现了极高的光学隔离。与无源非线性非互易谐振器相比，所提出的主动非线性超材料克服了非互易性的基本物理限制。强自诱导非互易传输源于从相反入射方向激发所实现的极端非对称场分布。缺陷中电场的显著增强有效降低了触发所述非线性响应所需的光功率。该工作可广泛应用于诸如用于保护光源或其他敏感设备免受外部脉冲信号影响的非互易超薄涂层、环行器和隔离器等领域。
引用
@article{arxiv.2003.01608,
title = {Strong self-induced nonreciprocal transmission by using nonlinear PT-symmetric epsilon-near-zero metamaterials},
author = {Boyuan Jin and Christos Argyropoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.01608},
year = {2020}
}