Enkelriktad excitering av metamaterialgränssnittsvågledare; källans kiralitet avgör riktningen för energiflödet längs kanten. Kredit:Zhixia Xu
Metamaterialgränssnittsvågledare kan begränsa och styra elektromagnetiska (EM) vågor, som har attraktiv potential i integrerad fotonikfysik och trådlösa enheter, från radiofrekvenser till optiska band. Energiflödet i vågledare kan kontrolleras helt genom att sortera närfältsljusvågorna efter deras handenhet (kiralitet), vilket bestämmer riktningen för energiöverföringen. Kiralitetssortering är en viktig process att utveckla inom området kiral fotonik. I framtiden kan kirala sorteringsmetadeenheter vara helt digitaliserade och programmerbara, så att omkonfigurerbara enkelriktade överföringsvägar och spridningsprestanda för de artificiella strukturerna kan kontrolleras samtidigt.
För att nå dit måste vi bättre förstå egenskaperna och möjliga tillämpningar av olika kantlägen. Som rapporterats i Avancerad fotonik , samarbetade forskare från Southeast University, Dalian Maritime University och University of California i San Diego för att visualisera olika enkelriktade kantvågor i mikrovågsmetamaterialgränssnittsvågledare, baserat på lokaliserade källor som bär spinn vinkelmomentum och orbital vinkelmomentum.
I sitt arbete presenterar de en lokal ljusstrålekälla, sammansatt av en elektrisk sonduppsättning. Deras design inkluderar ett bredbandsmatningsnätverk för att säkerställa prestanda för ljusstrålarnas vinkelmoment. För sina systematiska experiment etablerade de en närfältsskanningsplattform för att mäta den enkelriktade överföringen direkt. Baserat på sina observationer av tre kanttillstånd – förfalskade ytplasmonpolaritoner, linjevågor och daltopologiska isolatorer – bedömer de fördelarna och nackdelarna med var och en.
Enkelriktad excitation av olika metamaterialgränssnittsvågledare. (a) Källor med rörelsemängd. (b) SSPPs (±εeff). (c) LWs (±Zsurf). (d) Valley PTIs (±ФBerry). Kredit:Xu et al., DOI:10.1117/1.AP.4.4.046004
Sammantaget främjar denna forskning området för kiral fotonikvetenskap och främjar tillämpningar av kiral sorteringsteknologi, särskilt för mikrovågsmetadevices. Enligt motsvarande författare Tie Jun Cui från State Key Laboratory of Millimeter Waves vid Southeast University i Nanjing, "Att utveckla friheten för mikrovågsvinkelmomentum i vågledarna är meningsfullt för att öka kanalkapaciteten och för att designa robusta och flexibla enheter. Baserat på olika metamaterialgränssnittsvågledare, nya metadevices såsom filter, splitters, antenner och multiplexorer kan användas i stor utsträckning i radar- och kommunikationssystem." + Utforska vidare
