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  • ACS Photonics:人工局域表面等离激元准连续域束缚态

    作者:北京大学电子学院 来源:投稿 时间:2022-09-21 09:42 阅读:131 [投稿]
    本文创新性地设计了偏心圆光栅超表面,打破了旋转对称性。

    人工局域表面等离激元(LSSPs)具有亚波长压缩和近场增强的优异特性,受到了研究人员的广泛关注。但是它的Q值普遍不是很高,这是由于材料损耗和辐射损耗;其中,材料损耗不可避免,而辐射损耗可以通过准连续域中的束缚态(准BIC)得到显著抑制。

    准BIC是相对BIC而言的。BIC位于连续域中,但是被完美地限制,没有任何远场辐射,也无法被入射波激发。它有着无限窄的谐振峰和无限大的Q值。BIC主要分为偶然BIC和对称保护BIC;其中,对称保护BIC由于系统的镜像对称性或旋转对称性而形成,通过打破对称性,它将转化准BIC,从而被入射波激发。准BIC的Q值退化为有限值,但由于辐射损耗很弱,Q值依然很高。根据这个特点,北京大学电子学院刘濮鲲教授、杜朝海研究员团队提出了LSSPs准BIC,降低了LSSPs的辐射损耗,提高了LSSPs的Q值。 


    图1.同心圆光栅和偏心圆光栅超表面

    当线极化平面波法向入射到同心圆光栅超表面时,只有TE11被激发,TE21及以上的高阶模式具有旋转对称性,是对称保护BIC,与入射波完全解耦合,无法被激发。


    图2.同心圆光栅超表面仿真结果

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