连续体束缚态与平带融合增强铝基激光增材制造中光-物质相互作用的研究

《Optics & Laser Technology》：Effect of powder spatter and denudation on the surface quality of laser additive manufactured aluminum alloys

本文综述了通过调控三能带系统内（interband coupling）实现（Friedrich–Wintgen BICs）向Γ点移动，形成简并平带融合准（BIC）态的策略。该策略在动量空间广域内同时实现超高（Q）因子与强场局域，显著提升了（second-harmonic generation, SHG）等非线性光学过程的效率，为开发高效、角度鲁棒、偏振不敏感的非线性纳米光子平台提供了新途径。

　　

亮点

理论与方法

我们考虑一个由两个非正交模式组成的非厄米光子系统，其频率分别为(w₁, w₂)，辐射衰减率为(γ₁, γ₂)。在强带间耦合机制下，近场耦合强度为κ，基于耦合模理论的有效哈密顿量可表示为：

H = [w₁, κ; κ, w₂] - i [γ₁, γ; γ, γ₂],

其中γ是通过辐射通道的远场耦合强度。这种情况下的特征值为：

w_± = (w₁ + w₂)/2 - i (γ₁ + γ₂)/2 ± (1/2) √{ [(w₁ - w₂) - i (γ₁ - γ₂)]2 + 4 (κ - i γ)2 }。

根据公式(2)，模式的色散关系得以确定。

结果与讨论

图1(b)展示了在平板厚度t = 1093.9 nm时计算得到的光子能带结构。在具有垂直镜像对称性的有限厚度光子晶体平板中，本征模根据其场分布分为TE类和TM类家族：TE类模主要表现出面内电场主导的特性，而TM类模则具有面内磁场主导的特性。我们定义了一个模式内容度量(C_EM)来定量识别模式性质，即...

结论

总之，我们提出了一种通用且稳健的策略，用于在光子平带系统中实现简并融合BIC。通过利用C_4v晶格光子晶体平板中三重耦合光子能带结构（TM类1、TM类2和TE类2）之间的强带间耦合，我们成功设计了在动量空间广域内保持超高Q因子的超平色散模式。面外对称性破缺的引入...