双层光子晶体中拓扑实现的可切换单向辐射带
光学
2026-02-16 v2
摘要
控制开放光子系统如何与其环境交换能量——特别是如何向远场辐射——是非厄米波动物理学的基石，也是实现定向光子功能的关键。在这里，我们提出了一种基于异质双层光子晶体中空间分离层内局域共振的非厄米杂化来实现鲁棒单向发射的新途径。通过调控层间耦合，我们设计了混合光子带，该带在宽光谱和动量范围内表现出强烈的单向辐射，同时保持理论上高的品质因子。这种不对称发射由从前/后强度不平衡定义的伪极化场中的拓扑涡旋组织，赋予方向性对扰动的鲁棒性。我们进一步表明，通过调节周围折射率，该奇点可以在参数空间中移动，从而实现发射方向的可逆切换和可重构的远场响应。该框架为拓扑光子传感以及定向和可切换光源（包括由高品质因子模式支持的单向激光）开辟了前景。
引用
@article{arxiv.2602.11928,
title = {Topology-Enabled Switchable Unidirectional Radiative Band in a Bilayer Photonic Crystal},
author = {Zhiyi Yuan and Vytautas Valuckas and Yuhao Wang and Thi Thu Ha Do and Ningyuan Nie and Yu-Cheng Chen and Hai Son Nguyen and Cuong Dang and Son Tung Ha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.11928},
year = {2026}
}