一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器

本发明涉及谐振器，尤其涉及一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器。

背景技术：

1、高品质因子(q)的光学谐振腔对于增强工程光子结构中光与物质的相互作用至关重要，但其性能常常受到制造缺陷引起的散射损耗的影响。电磁波在光子晶体腔和超材料谐振器中的俘获导致了新的物理现象和高性能光学器件的产生。连续体中的束缚态(bics)是保持局域化的波，与可以带走能量的连续辐射波共存。虽然bic最初是在量子力学中提出的，但它是一种普遍的波现象，并且已经在电磁波、空气中的声波、水波和固体中的弹性波中被观察到。理想bic处具有无限高的品质因子，事实上对于一个实际的器件(有限尺寸的结构)，所有可能的理想bic都变成具有高q因子的泄露模式模，也称为准bic(quasi-bic)模。

2、19年的nature杂志第574卷24期中提出通过合并连续体中的束缚态(bics)可以显著提高准bics的q值，提供了一种独一无二的物理机制来克服缺陷带来的散射损耗。这一发现为超高品质因子的谐振腔的设计提供了一种新的思路。综上，本文通过合并几个bics，提出了基于高介电常数的介质柱激发的准bic获得入射角度不敏感的具有超高品质因子的局域共振，因此，我们提出一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器来解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明提出的一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器,解决了背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器，包括所述谐振器由多个单元呈周期性排布构成，每个所述单元结构相同，均由介质algaas组成的介质柱构成。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述谐振器原胞的横切面为正方形。

5、作为本发明的一种优选技术方案，谐振器周期为1080-1100nm，所述介质柱高度为845-855nm，所述介质柱半径为265nm。

6、作为本发明的一种优选技术方案，谐振器通过改变周期常数a，能够将动量空间中的偶然的bic移动到布里渊区中心，和受保护性保护的bic合并在一起，激发具有超高质量因子的谐振峰，且质量因子与波矢的负六次方成正比。

7、本发明的有益效果是：

8、本发明的目的是提供一种具有超高品质因子的对入射角度不敏感的超材料谐振器，解决了现有技术中高品质因子金属超材料谐振器中存在的金属易氧化、高损耗、结构复杂的问题，利用简单的介质柱就可以产生不受入射角度影响的超高q局域共振，通过其极高品质因子的共振可以实现稳定的二次谐波增强。

9、相较于具有高质量因子的金属超材料谐振器，由于金属存在不可避免的本征损耗，所以基于全介质的超材料谐振器能够实现更高的质量因子，且结构简单，不需要多层超材料堆叠，对入射角度不敏感，稳定性高。

10、本发明解决了现有技术中高质量因子金属超材料谐振器中存在的高损耗和结构复杂的问题，通过设计色散关系，在不同的入射角度下，使得工作波长偏移极小，通过其极高品质因子的谐振峰可以实现非线性响应的极大增强。

技术特征：

1.一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器，其特征在于，所述谐振器由多个单元呈周期性排布构成，每个所述单元结构相同，均由介质algaas组成的介质柱构成。

2.根据权利要求1所述的一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器，其特征在于，所述谐振器原胞的横切面为正方形。

3.根据权利要求1所述的一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器，其特征在于，谐振器周期为1080-1100nm，所述介质柱高度为845-855nm，所述介质柱半径为265nm。

4.根据权利要求1所述的一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器，其特征在于，谐振器通过改变周期常数a，能够将动量空间中的偶然的bic移动到布里渊区中心，和受保护性保护的bic合并在一起，激发具有超高质量因子的谐振峰，且质量因子与波矢的负六次方成正比。

技术总结
本发明涉及谐振器技术领域，公开了一种对入射角度不敏感的具有超高品质因子的谐振器，其包括所述谐振器由多个单元呈周期性排布构成，每个所述单元结构相同，均由介质AlGaAs组成的介质柱构成。本发明解决了现有技术中高质量因子金属超材料谐振器中存在的高损耗和结构复杂的问题，通过设计色散关系，在不同的入射角度下，使得工作波长偏移极小，通过其极高品质因子的谐振峰可以实现非线性响应的极大增强。

技术研发人员：孙勇,齐心,郭志伟,李云辉,江海涛,羊亚平,陈鸿
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13