[发明专利]可实现光学定向隐身的PD光子晶体结构

说明书

本发明提供了一种可实现光学定向隐身的PD光子晶体结构，属于全光通讯技术领域。包括两个序列序号N＝3的PD光子晶体，该结构整体上关于中心呈宇称‑时间(Parity‑time：PT)对称分布，所述PT对称的PD光子晶体可以表示成：HLHHHLHLL'H'L'H'H'H'L'H'，其中H和H'表示具有高折射率的第一电介质层，L和L'表示具有低折射率的第二电介质层。本发明具有能够对特定波长进行定向隐身等优点。

技术领域

本发明属于全光通讯技术领域，涉及一种可实现光学定向隐身的PD光子晶体结构。

背景技术

光学隐身在飞机和潜艇等方面有着非常广泛地应用。传统的隐身技术是基于涂料对光波能量的吸收来实现，但特定材料只能吸收特定波长的光波。因此，当雷达波长改变时，隐身效果就会大大降低。另外，一般地，对光波能量的吸收率很难做到100％，存在能量剩余。因此很有必要寻找一种新的光学结构，来实现对光波的隐身，以及实现对隐身波长的灵活可调。

在光学系统中，当电介质中存在增益或损耗(或二者同时存在)时，系统是非厄米的。非厄米光学系统与外界之间存在能量交换。非厄米电介质折射率可以写成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。

当非厄米光学系统满足满足宇称-时间(parity-time：PT)对称时，左、右入射的光波是非互易的，具体地，左、右反射谱和反射系数相位谱不重合。PT对称性源于量子力学，而光学系统中，只要电介质折射率在空间上满足条件n(z)＝n*(-z)，其中z为位置坐标，则说该结构是PT对称的。带缺陷的光子晶体中存在缺陷模。缺陷模是一种透射模，透射模的透射率极大，而反射率极小。PT对称的光学系统可以增强缺陷模的共振性，从而使得左、右透射率极大值点和反射率零点(极小值点)不重合，进一步地，反射率零点位置还可以通过电介质折射率虚部调控。

相对于周期性光子晶体，准光子晶体中存在更多的缺陷腔和透射模，因此，可以考虑将PT对称性与准周期光子晶体结合，利用其对光波反射的非互易性，得到左、右入射光波反射率互不重合的零点，实现对特定波长的光学定向隐身，且隐身波长可以通过电介质折射率虚部灵活地调控。

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，提供一种可实现光学定向隐身的PD光子晶体结构，本发明所要解决的技术问题是实现特定波长的光学定向隐身。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种可实现光学定向隐身的PD光子晶体结构，其特征在于，包括两个序列序号N＝3的PD光子晶体，该结构整体上关于中心呈宇称-时间(Parity-time：PT)对称分布，所述PT对称PD光子晶体可以表示成：HLHHHLHLL'H'L'H'H'H'L'H'，其中H和H'表示具有高折射率的第一电介质层，L和L'表示具有低折射率的第二电介质层；

位于PT对称PD光子晶体结构对称中心一侧的第一电介质层称之为第一损耗电介质层，通光状态下的折射率表示为n_h；位于PT对称PD光子晶体结构对称中心另一侧的第一电介质层称之为第一增益电介质层，通光状态下的折射率表示为n_h'；与第一增益电介质层同侧的第二电介质层称之为第二增益电介质层，通光状态下的折射率表示为n_l；与第一损耗电介质层同侧的第二电介质层称之为第二损耗电介质层，通光状态下的折射率表示为n_l'；