[发明专利]可实现反射光定向抑制和增强的Anti-PT对称RS光子晶体结构

说明书

本发明提供了一种可实现反射光定向抑制和增强的Anti‑PT对称RS光子晶体结构，属于全光通讯技术领域。包括两个RS光子晶体。由两种折射率高、低不同电介质薄片按照RS序列规则依次堆叠而成，形成关于中心原点对称分布结构；通过调制各电介质薄片的折射率虚部，使光子晶体结构满足Anti‑PT对称分布：n(z)＝‑n*(‑z)；整个结构可以表示成：HHHLHHLHHHHLLLHLL'H'L'L'L'H'H'H'H'L'H'H'L'H'H'H'，其中电介质薄片H和L'表示为高折射率的第一电介质层，电介质薄片H'和L表示低折射率的第二电介质层。本发明具有能够实现光波反射率的定向抑制或增强等优点。

技术领域

本发明属于全光通讯技术领域，涉及一种可实现反射光定向抑制和增强的Anti-PT对称RS光子晶体结构。

背景技术

当电介质的折射率存在虚部时，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，当系统的折射率在空间上满足PT(Parity-time：宇称-时间)对称时，左、右入射的反射谱中反射率零点位置不同。这样，当同一波长的光波从左、右两个方向分别入射时，就会存在一边反射率为零，而另一边反射率为一有限值的情形。这种效应可被应用于光学定向隐身。

在PT对称的光学系统中，折射率空间在上满足条件：n(z)＝n*(-z)，其中z为位置坐标。若将折射率写成形式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)，即折射率实部关于原点偶对称，而虚部关于原点奇对称。

在研究反射光束的横向位移时，需要用到部分反射的反射光，并且在共振态附近，光束的横向位移效应最大，而PT对称系统的共振模反射率一般都为零，这对探测反射光束的横向位移十分不利。另外，在探索反射光束横向位移的空间非互易性时，器件对左、右入射光的反射率不同，也是空间非互易性的重要研究内容。

带缺陷的光子晶体中存在反射率为零的缺陷模，一般地，可以通过提高材料中的损耗来增强缺陷模的反射率，但是，左、右反射率曲线是重合的，不存在空间非互易性。

在准周期光子晶体(准光子晶体)，天然地存在多个缺陷层，且其缺陷模的反射率不为零。另外，Anti-PT(Anti-parity-time：反PT)对称系统可以在不改变缺陷摸位置的情况下，实现左、右入射光的反射非互易，即在缺陷模位置处，左、右反射谱不同。另外，调控反PT对称系统中的增益-损耗系统，可以分别实现对左、右反射光的抑制和增强。反PT对称的光学系统，其折射率空间上满足条件n(z)＝-n*(-z)，折射率实部和虚部分别满足条件n_r(z)＝-n_r(-z)和n_i(z)＝n_i(-z)，即实部关于原点奇对称，虚部关于原点偶对称。因此，可以考虑将Anti-PT于准光子晶体结合，得到反射率不为零的缺陷模，并研究其反射光束的空间非互易性，是十分有意义的事情。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种可实现反射光定向抑制和增强的Anti-PT对称RS光子晶体结构，本发明所要解决的技术问题是如何实现光波反射的定向抑制或增强。