电磁谐振腔本征模式的对称性分析与多极分类用于调控其光学性质

谐振腔是从纳米激光器到紧凑型生物传感器和磁共振扫描仪等众多光子与微波器件的主要构建模块之一。谐振腔的对称性与其模式结构及决定谐振腔线性和非线性响应的多极内容紧密相关。在此，我们开发了根据对称性群对最简单形状谐振腔中本征模式进行分类的算法。对每类模式，我们求出其多极内容。作为说明性示例，我们将所发展形式体系应用于介电三角棱柱的分析，并展示了由于通过主多极通道的散射受抑而形成的高 Q 值共振。所发展方法使人能够仅基于对称性来设计、预测和解释谐振腔与元原子的散射现象和光学性质，而无需数值模拟，并可用于新型光子与微波器件的设计。