[发明专利]一种可定向抑制或增强光波反射率的反PT对称光子多层结构

说明书

本发明公开了一种可定向抑制或增强光波反射率的反PT对称光子多层结构，由两个Octonacci序列光子多层复合而成，所述两个Octonacci序列光子多层关于原点呈反PT对称分布；该反PT对称系统由两种折射率不同的基质电介质薄片依次堆叠而形成；Octonacci序列在数学上是一种准周期序列，其迭代规则为：当N=1时，S₁=A；当N=2时，S₂=B；当N≥3时，S_N=S_N‑1S_N‑2S_N‑1。本发明的Octonacci序列光子多层结构具有：当损耗不为零时，由两个Octonacci序列光子多层构成的反PT对称系统中的左、右反射谱不重合；在共振模处，系统对左入射的光波具有抑制或增强作用，反射光强可以通过增益‑损耗因子来调控；而对于右入射光波，系统会对反射只增强作用；该效应可被用于光波反射的定向抑制或增强，或光隔离器。

技术领域

本发明属于全光通信系统技术领域，涉及一可以应用于光反射的定向抑制或增强的反PT对称光子多层结构。

背景技术

当电介质的折射率中存在虚部时，即材料中存在增益或损耗时，左、右入射光的反射谱不重合。特别地，当系统中材料的折射率在空间上满足宇称-时间（Parity–time：PT）对称时，在左、右入射光的反射谱中，反射率的零点位置不同。这样，当同一波长的光波从左、右两个方向分别入射到光学系统上时，光波在一边反射率为零，而另一边反射率为有限值。这种效应可被应用光学定向隐身。

PT对称的光学系统，其折射率空间上满足条件n(z)=n*(–z)，其中z为位置坐标，*表示求复共轭。可将折射率写成n=n_r+in_i，其中n_r为折射率的实部，n_i为折射率的虚部，字母i表示虚数单位。则PT对称条件可以分解为：n_r(z)=n_r(–z)和n_i(z)=–n_i(–z)，即实部关于原点偶对称，虚部关于原点奇对称。

在研究反射光束的横向位移时，需要用到光波的部分反射，并且在共振态附近，光束的横向位移效应最大。在共振模附近，PT对称系统可是实现反射光束的极大的横向位移，但是PT对称系统的共振模反射率为零，这对探测反射光束的横向位移十分不利。另外，在探索光束横向位移中，光学系统对左、右入射光的反射率不同，即反射的空间非互易性，也是重要的研究内容。虽然PT系统中存在反射光束的非互易性，但是其左、右反射的零点位置不重合，即左、右反射的零点光波波长不同。若在该系统中实现较大的反射光束横向位移，其左、右入射的波长不同，且反射率为零，不便于观察。