太赫兹超表面PT对称相变主动调控研究

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Bender于1998首次提出宇称(Parity)-时间(Time)(PT)对称量子理论,用来描述一类符合PT对称要求的非厄米量子系统。因光傍轴方程和薛定谔方程之间的相似性,PT对称理论在光学领域也得到了极大的发展。M.Lawrence等人通过改变两个谐振器之间的距离来达到被动调控PT对称相变的目的,其他人则有的使用超导体氮化铌或石墨烯材料来实现动态的调控。相比之下,硅的光学调谐因其超快调制速度而引起了人们的广泛关注。本论文主要是设计了一个非厄米超表面系统,其单元由两个具有相同谐振频率但不同损耗系数的正交耦合的开口环谐振器(Split Ring Resonator,SRR)组成,在其中一个SRR的开口间隙中放置了一个可调谐的光敏硅,以研究PT对称相变。通过调节光敏硅的电导率,间接改变了该SRR的耗散损耗率,系统可以由PT对称状态自发地跃迁到PT对称破缺状态。经过仿真模拟研究,我们证明了系统本征极化状态的相变。结果表明,当σSi=1600 Sm-1时,两个本征透射光谱重合并且仅获得左圆偏振状态,表明出现了奇异点。当σSi小于和大于1600Sm-1时,分别处于PT对称和PT对称破缺状态。这样的可主动调控的系统避免了制造一系列的超表面结构,为动态调控非厄米量子对称系统相变提供了一种很好的方法,并且可以促进PT对称光子学设备的实际应用。
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