硅薄膜中四分量辐射相消形成的 Friedrich-Wintgen 型连续域束缚态

徐政基1, 郑力天1
1中山大学
Veröffentlicht in 2026

据我们所知,本工作首次通过仿真验证了由四个缺一不可的傅里叶分量共同实现三个独立辐射组合相消的Friedrich-Wintgen型连续域束缚态。我们用COMSOL Multiphysics的RF模块研究1550 nm硅/CYTOP与硅/二氧化硅周期薄膜。结构关于中平面镜像对称,周期约1.385 μm、标称厚度约0.69 μm,单界面起伏峰谷差约23 nm。在无损各向同性模型中,于Γ点(kₓ=0)设置Floquet周期边界及上下完美匹配层,求解TE本征模。 以中平面±2、±3阶空间傅里叶分量为固定物理基底,通过同频约束响应提取辐射矩阵。偶对称子空间内,矩阵呈秩三,第三与第一奇异值之比分别为0.43和0.35。遍历全部14个一至三分量子集,任意子集在单位范数下优化复振幅后,最小辐射功率仍非零;四分量按特定振幅与相位叠加时,辐射降至数值分辨下限,满足无源条件并与独立本征场一致。 保持镜面对称,对上界面施加δcos(10πx/a)扰动,δ从−0.2至+0.2 nm,周期与折射率不变。每种包层取11点,以复场重叠跟踪同一分支,两侧0、±1级六通道辐射均在目标点最小。

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