在电磁器件中,暗模式是一种由于破坏性干扰或抑制耦合而使模式与环境隔离的现象。由于减少了辐射到环境中的辐射,这些模式通常具有更长的存在时间,从而在各种应用上实现了重要的价值。如,在集成光子学中,在超表面实现暗模式以实现超空泡激光;在光力学中,暗模式允许两个光学谐振器之间声子介导的量子耦合,而不需要将机械谐振器冷却到其量子力学基态;而对于超导量子比特或冷原子,暗模用于保护精细的量子态。在微波工程中,暗模式也有重要的研究意义。
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Dark Modes 的形成机制 -
腔磁振子谐振隔离
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参考资料
As shown below👇
*Dark Modes 的形成机制
(1) 谐振模式(Resonant Modes)
在微波或光学系统中,谐振模式是指电磁场在特定频率下形成的稳定驻波模式。例如:
亮模式(Bright Mode):直接与入射电磁波耦合,可被外部激励并辐射能量(如偶极子谐振)。
暗模式(Dark Mode):由于对称性或耦合机制的限制,几乎不直接与外部场相互作用,能量主要存储在系统内部。
(2) 多谐振耦合系统
当多个谐振单元(如分裂环谐振器、微带线、光学腔等)相互耦合时,它们的模式会形成杂化态(Hybridized Modes),其中可能包含亮模式和暗模式。
Dark Modes 通常由以下机制产生:
(1) 对称性保护
如果系统的结构具有特定的对称性(如镜像对称、旋转对称),某些模式可能无法与外部场耦合(例如,环形电流模式在对称激励下不辐射)。
例:电磁诱导透明(EIT, Electromagnetically Induced Transparency) 中,暗模式由两个亮模式的干涉相消形成。
(2) 模式耦合干涉
在耦合谐振系统中,多个模式的叠加可能导致某些模式对外部激励的响应相互抵消,形成暗态。
例:Fano 谐振 中,离散态(暗模式)与连续态(亮模式)干涉,导致非对称线型。
(3) 远场辐射抑制
某些模式(如磁偶极子、环形偶极子)的远场辐射较弱,因此表现为暗模式。
*腔磁振子谐振隔离
[1] A. Pishehvar et al., “On-demand magnon resonance isolation in cavity magnonics,” Phys. Rev. Appl., vol. 23, no. 2, p. 024053, Feb. 2025, doi: 10.1103/PhysRevApplied.23.024053.
[2] H. Benisty, “Dark modes, slow modes, and coupling in multimode systems,” J. Opt. Soc. Am. B, JOSAB, vol. 26, no. 4, pp. 718–724, Apr. 2009, doi: 10.1364/JOSAB.26.000718.


