Acoplamento de modo protegido por simetria perto da incidência normal para filtragem de transmissão de banda estreita em uma rede dielétrica

Um filtro de transmissão de banda estreita é demonstrado perto da incidência normal que opera através da relaxação das regras de seleção de modos suportados e é explicado no contexto da teoria dos grupos. Calculamos as relações de dispersão magnética transversal e elétrica transversal de uma rede dielétrica na região subcomprimento de onda e perto do comprimento de onda usando análise modal por elemento finito e determinamos as representações irredutíveis correspondentes dos modos. O acoplamento para selecionar modos magnéticos transversais na incidência normal é otimizado para resultar em alta reflectância de banda larga, que atua como o fundo para o filtro de transmissão. Embora alguns modos se acoplem na incidência normal, outros são mostrados como permanecendo inacessíveis devido a desajuste de simetria. Distante da incidência normal, a simetria reduzida relaxa as regras de seleção, permitindo um acoplamento fraco entre o campo incidente e esses modos protegidos por simetria. Esse acoplamento fraco produz bandas de transmissão estreitas dentro do fundo opaco. Além disso, ao escolher o plano de incidência para incluir ou excluir a periodicidade da grade, mostramos que conjuntos de modos ortogonais podem ser selecionados independentemente para acoplar à luz incidente, resultando em bandas de transmissão separadas. Essa filtragem espectral é demonstrada experimentalmente com uma grade de silício suspensa no espectro infravermelho (7--14), que concorda bem com espectros de transmitância simulados e análise modal.