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Uniform-velocity spacetime crystals

Uniform-velocity spacetime crystals

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Abstract

We perform a comprehensive analysis of uniform-velocity bilayer spacetime crystals, combining concepts of conventional photonic crystals and special relativity. Given that a spacetime crystal consists of a sequence of spacetime discontinuities, we do this by solving the following sequence of problems: (1) the spacetime interface, (2) the double spacetime interface, or spacetime slab, (3) the unbounded crystal, and (4) the truncated crystal. For these problems, we present the following results: (1) an extension of the Stokes principle to spacetime interfaces, (2) an interference-based analysis of the interference phenomenology, (3) a quick linear approximation of the dispersion diagrams, a description of simultaneous wavenumber and frequency bandgaps, and (4) the explanation of the effects of different types of spacetime crystal truncations and the corresponding scattering coefficients. This work may constitute the foundation for a virtually unlimited number of novel canonical spacetime media and metamaterial problems.

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所属栏目:Research Articles

收稿日期:2019-08-12

修改稿日期:2019-10-08

网络出版日期:2019-11-01

作者单位    点击查看

Zoé-Lise Deck-Léger:Polytechnique Montréal, Department of Electrical Engineering, Montréal, Quebec, Canada
Nima Chamanara:Polytechnique Montréal, Department of Electrical Engineering, Montréal, Quebec, Canada
Maksim Skorobogatiy:Polytechnique Montréal, Department of Engineering Physics, Montréal, Quebec, Canada
Mário G. Silveirinha:Universidade de Lisboa - Instituto Superior Técnico and Instituto de Telecomunica??es, Department of Electrical Engineering, Lisbon, Portugal
Christophe Caloz:Polytechnique Montréal, Department of Electrical Engineering, Montréal, Quebec, Canada

联系人作者:Zoé-Lise Deck-Léger(zoe-lise.deck-leger@polymtl.ca)

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引用该论文

Zoé-Lise Deck-Léger,Nima Chamanara,Maksim Skorobogatiy,Mário G. Silveirinha,Christophe Caloz. Uniform-velocity spacetime crystals[J]. Advanced Photonics, 2019, 1(5): 056002

Zoé-Lise Deck-Léger,Nima Chamanara,Maksim Skorobogatiy,Mário G. Silveirinha,Christophe Caloz. Uniform-velocity spacetime crystals[J]. Advanced Photonics, 2019, 1(5): 056002

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