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白皮书和应用说明
狄拉克光子晶体微腔
发布日期 2024
光子晶体是由不同介电常数的材料在空间中周期排列而成的人工光学微结构，其特点之一是拥有与半导体电子能带类似的光子能带，通过选择恰当的几何空间构型、调控内部参数可以在光子晶体第一布里渊区的高对称点处实现线性色散关系，长波近似下具有服从等效狄拉克方程的准粒子描述。因此，光子晶体可以提供一种模拟相对论性狄拉克粒子的桌面实验平台。基于具有等效狄拉克描述的三角孔板型光子晶体，我们利用COMSOL Multiphysics模拟绘制了该光子晶体孔板受基底和空气层影响后的带结构和光锥；设计计算了特定边界约束下的狄拉克光子晶体微腔的能谱和本征模式；并根据光子晶体的尺度不变性，通过对孔大小的调整来操控狄拉克点的频率，在微腔中实现阶跃势，模拟了不可积约束下具有克莱因隧穿效应的二维量子弹球系统，得到了凝聚在经典周期轨道附近的疤痕态与弹跳模式。
