近日，海南师范大学物理与电子工程学院杨红教授课题组通过构建空间非对称单缺陷原子晶格，并结合电磁感应透明、布拉格分布式反馈与空间非对称调控，开展单向零反射研究，揭示了直接反射与多重散射之间的方向依赖相消干涉实现可调单向零反射现象的物理机制。成果以“Angle- and field-tunable unidirectional zero reflection in an asymmetric single-defect atomic lattice”为题，于 2026 年 8月 31日发表于《Optics Letters》。海南师范大学物理与电子工程学院博士生彭晨为论文第一作者，导师杨红教授为论文通讯作者，海南师范大学为论文第一单位。
该课题面向方向选择性光场调控的研究需求，围绕一维单缺陷原子晶格中可调的单向零反射现象开展研究。在课题组前期具有多周期缺陷的一维原子晶格研究的基础上，该工作进一步简化体系结构与调控方式，构建了由左右填充区域和中间单一空缺区域组成的空间非对称单缺陷原子晶格，并利用三能级原子体系中的电磁感应透明效应调控原子介质对探测光的相干响应。通过对总反射场进行散射路径分解，将反射过程划分为直接反射与多重散射两部分，进而揭示单向零反射的干涉起源。
图1. 空间非对称单缺陷原子晶格结构及三能级相干原子模型 图2. 左右反射特性及探测光极化率响应
研究结果表明，在零反射方向上，直接反射与多重散射分量具有近似相等的振幅和约为 π 的相位差，两者发生相消干涉，使反射率降低至 10-6 以下；而反向入射时仍可保持超过 0.93 的高反射率，从而形成显著的方向选择性反射响应。进一步研究发现，通过调节耦合场参数可以连续改变单向零反射点的工作频率，而改变晶格空缺区域长度能够同时调控传播相位和多重散射振幅，使单向零反射在多个离散入射角处出现；同时，该单向零反射点对原子数密度随机涨落表现出较好的鲁棒性。
图3. 直接反射与多重散射的相消干涉原理 图4. 探测光入射角度对单向反射的周期调控
该研究揭示了相干原子响应、布拉格分布式反馈与结构非对称性协同实现单向零反射的物理机制，在简化体系结构的同时实现了频率和入射角可调的方向选择性反射，为低反射光子器件、可调光开关及非对称光场调控器件的设计提供了新的理论思路。
该研究得到国家自然科学基金（12564048, 12204137, 12564047, 11874004, 11204019）的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1364/OL.612724
