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金属超表面连续体中束缚态的太赫兹研究

发布:RuiChaoDong    |    2020-11-17 23:10    阅读:393
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高品质因数(Q值)光学谐振器展现出丰富的物理现象,例如增强光发射、化学和生物传感和非线性光学,在光子系统中有着广泛的应用。连续介质中的束缚态(BIC)体系因为谐振器中的能量被捕获而不会泄漏到连续体中,原则上提供了一种实现无限Q值的方法。理想的BICs可以被认为是零泄漏的共振,实现BICs有两种主要方法:一种方法是创建对称保护BIC,其中给定对称性的陷波模式嵌入到具有明显对称性的连续体中,从而禁止陷阱模式的泄漏;第二种方法是创建一个“意外”BIC,其中目标系统的参数被调整以实现对连续介质的输出波的抵消。在光学和光子学中,对称保护和“意外”BIC已经在耦合波导、光栅、光子晶体、光子电路和超材料/超表面(MM/MS)中实现。光子BIC已经实现了一系列惊人的特性和应用,包括增强激光、无间隙波导和鲁棒拓扑状态。最近,动态BICs已经通过全介质MSs中载流子的光注入得到了证实。在大多数金属超表面获得的BICs中,选择具有反转和π-旋转(C2)对称性的单元单元生成对称保护BICs,通过对称性破坏实现高Q准BICs。

       最近,来自波士顿大学(Boston University)和加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的研究人员通过调整亚表面单元的结构参数(不破坏对称性),BIC演化为可观测的准BIC高Q Fano共振,此外他们还研究了互补超表面(CMS)BIC结构,并讨论了Babinet原理的有效性。并使用一个基于耦合模理论(CMT)的分析模型和MS和CMS结构的数值模拟来阐明“意外”BICs的物理基础。该发现有助于理解金属MSs中的“意外”BICs,为金属MSs中对称保护BICs提供了一个补充视角,有助于开发高Q滤波器、检测器和其他功能器件。所采用的理论模型可推广应用于其它频段的准BICs的设计。文章以“Terahertz investigation of bound states in the continuum of metallic metasurfaces”发表在Optica上。(鲁强兵)

文章链接:https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-7-11-1548&id=442149

消息来源:两江科技评论

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