在量子力学中,哈密顿量本征值为实数具有特殊的物理意义。1998年Bender教授等人发现具有对称性的非厄米哈密顿量也可以具有实数本征值,其中对称性是指系统在空间反演(Parity Symmetry)和时间反演(Time Symmetry)变换下保持不变。他们提出的对称理论具有重要的理论意义,促进了量子场论、数学物理和核物理等分支的发展。由于薛定谔方程与傍轴近似的波动方程具有相同的数学形式,人们也将对称理论引入到光学领域中,进而发现了许多新奇的现象,如能量振荡、光场的局域化和非互惠的光传播等,使得对称光学成为一个十分热门的研究方向。简单异质结构是最基础的对称光学散射结构之一,被应用于各种光学器件中。虽然该结构制造简便,但却无法实现动态调节。为克服这一缺点,我们在简单异质结构中间加入了一个真空层,使之成为一个异质结构腔,此时改变真空层的长度可以实现对其性质的灵活调节。通过对传输矩阵和散射矩阵的计算,我们发现异质结构腔具有奇特的多重对称性,这是因为真空层的右侧无反射现象导致了高阶对称区域的出现。相应的,异质结构腔的光学响应也发生明显的变化。此外,我们还对它的一些潜在应用进行了详细讨论:当入射波矢足够大时,高阶对称区域对波矢非常敏感,此时系统具有极低的反射和极强的透射,因此可以用来实现具有放大功能的滤波器;在光通讯网络中,通过改变真空层宽度可以实现不同方向的单向无反射,因此可以实现光路由;对于某些特定频率的光,通过对入射条件的控制,系统既可以实现相干完美吸收(CPA)效应也可以实现激光(laser)效应,因此可以用来实现了多模的CPA激光器。