Fig. 1. Schematisk beskrivning av en omkonfigurerbar optisk antenn som stödjer det strålningslösa anapoltillståndet gömt i en magnetisk resonans vid samma frekvens. Tätt fokuserad RP (a) eller AP (b) stråle används för att selektivt realisera scenarierna för icke-spridning och resonansspridning för den optiska antennen.
En ny publikation från Opto-Electronic Advances överväger omkonfigurerbara nanoantenner av kisel som styrs av vektoriellt ljusfält.
Enligt Mies teori kan dielektriska partiklar med högt index induceras med intensiv elektrisk och magnetisk multipolresonans under synligt avstånd. Interferensen mellan elektriska och magnetiska multipoler i partiklar kommer att medföra många nya optiska egenskaper, såsom förbättring av det elektromagnetiska fältet, förändring av spridningsriktning och så vidare. Eftersom kisel är det mest använda materialet för halvledarenheter med högt brytningsindex, ger användningen av mikronanokiselstrukturer som helt dielektriska optiska nanoantenner en högkvalitativ plattform för optisk fältmodulering och interaktion mellan ljus och materia på nanoskala.
Helt dielektriska optiska nanostrukturer som exciteras av ett specifikt optiskt fält kommer att uppvisa ett nytt elektromagnetiskt läge, anapolläge. Detta läge inducerat av destruktiv interferens mellan elektrisk dipol och toroidformad dipolär kan realisera ett strålningslöst läge där fjärrfältsspridning helt försvinner.
Optisk spridning av en nanopartikel under excitation av en plan våg bestäms vanligtvis av dess dominerande elektromagnetiska multipolmoment. Ett sådant övervägande multipolmoment kan till och med avgöra den elektriska eller magnetiska naturen hos spridningen i heldielektrisk fotonik. Det är allmänt uppfattat att sofistikerad manipulation av elektromagnetiska multipolära moment av alla ordningsföljder för att realisera överlagring av försvunna momentstyrkor vid samma våglängd är nödvändig för att uppnå anapoltillståndet.
Fig. 2. Kartesisk elektromagnetisk multipolär sönderdelning resulterar för spridningskraften hos en Si nanodisk under excitation av en hårt fokuserad RP-stråle (a) respektive en hårt fokuserad AP-stråle (b). Och de experimentella bilderna under anapoltillståndet exciterade av en fokuserad RP (c) och MQ-resonanstillståndet exciterad av en fokuserad AP (d). Kredit:Compuscript Ltd
I skarp kontrast upptäckte professor Li Xiangpings forskargrupp att sofistikerad anpassning av elektromagnetiska multipolära moment i nanopartiklar är onödig för exciteringen av anapoltillståndet. Den här artikeln rapporterar den teoretiska och experimentella demonstrationen av strålningslös optisk anapol gömd i ett resonant tillstånd av en Si-nanopartikel med hjälp av tätt fokuserad radiellt polariserad stråle. Dessutom visar resultaten möjligheten för realisering av omkonfigurerbar optisk spridning med hög kontrast, som sträcker sig mellan det strålningslösa anapoltillståndet och den magnetiska multipolära resonansen genom att byta strukturerade polarisationsstrålar till azimutpolariserad stråle.
Den demonstrerade mekanismen liknar ett nytt och oöverträffat sätt att skräddarsy de optiska egenskaperna hos metastrukturer, vilket kan inleda ett underfält av omkonfigurerbar metaoptik där den avstämbara funktionaliteten hos metastrukturer möjliggörs av den unika kombinationen av strukturerat ljus och strukturerade Mie-resonanser . Författarna räknar med att denna upptäckt kan bana väg för avancerad manipulation av optisk signal inom nanofotonik. + Utforska vidare
