負屈折率フォトニック結晶超格子におけるゼロ位相遅延

我々は、経路平均屈折率ゼロのフォトニック結晶超格子を伝搬する光ビームの位相遅延がゼロになりうることを示す。ナノファブリケーション技術で作製された超格子は、負屈折率のフォトニック結晶と正屈折率の均質誘電体媒質の層を交互に積み重ねたもので、連続した主単位格子に対応する位相差が集積マッハツェンダー干渉計で測定される。この測定結果は、経路平均屈折率がゼロとなる周波数において、物理的経路長が長くなったにもかかわらず、位相累積が一定を維持しゼロに等しいことを実証している。さらに我々は、これらの超格子のゼロ-&nmacr;バンドギャップがフォトニック構造体の幾何学的変化に対して不変であり、決定論的に調節可能な中心周波数を持つことを実験的に実証している。ゼロ-&nmacr;ギャップ周波数、光位相、有効屈折率の特性は、詳細な実験的測定、厳密な理論解析および包括的数値シミュレーションによってうまく説明される。