بررسي اثرات لايه‌هاي نقص در يك فراماده يك بُعدي با تقارن پاريته-زمان

Investigating the effects of defect layers in a one-dimensional metamaterial with parity-time symmetry

چكيده – در اين مقاله يك ساختار بس‌لايه اي با تقارن پاريته-زمان در نظر گرفته شده است، حضور لايه‌هاي نقص و مشخصه‌هاي اپتيكي مربوط به ساختار، منجر به ويژگي‌هاي فيزيكي جالب توجهي مي‌گردد. در ابتدا با مقايسه نور فرودي در حالت عمود و تحت زاويه 14 درجه، شرايط مرتبط با طيف‌هاي عبور و بازتاب و تغييرات فاز، با افزايش سلول‌هاي واحد مربوط به ساختار، مورد بررسي قرار گرفته است. در قدم بعدي، با تغيير ضخامت لايه‌هاي دي‌الكتريك مركزي و محاسبه ويژه مقادير ماتريس پراكندگي، به ازاي تغييرات زاويه فرودي، يك رفتار دوره‌اي را مشاهده كرده و تعداد نقاط استثنائي مربوط به ساختار افزايش مي‌يابد. با تغيير قسمت موهومي شاخص شكست ناحيه بهره و اتلاف، به ازاي تغييرات زاويه، ملاحظه مي‌كنيم كه بيشينه طيف عبور در محدوده زاويه خاصي اتفاق مي‌افتد. نهايتاً، مقدار پتانسيل شيميايي آستانه را با توجه به تغييرات فاز مربوط به طيف‌ها مي‌توان بدست آورد.

Abstract- In this article, a multilayer structure with parity-time symmetry is considered, the presence of defect layers and related optical characteristics of the structure leads to interesting physical properties. At first, by comparing the incident light in the vertical mode and under an angle of 14 degrees, the conditions related to the transmission and reflection spectra and phase changes, with the increase of unit-cells related to the structure, have been investigated. In the next step, by changing the thickness of the central dielectric layers and eigenvalues of the scattering matrix, for the changes of the incidence angle, a periodic behavior is observed and the number of exceptional points related to the structure increases. By changing the imaginary part of the refractive index of the gain and loss region, for angle changes, we observe that the maximum transmission spectrum occurs in a certain angle range. Finally, the threshold chemical potential value can be obtained according to the phase changes.