用于高品质因子 Fano 超表面的对称性破缺介质谐振器
光学
2016-07-25 v1
摘要
我们提出了一种新的介质超表面设计方法，该方法依赖于每个单元胞单个谐振器，并能产生稳健的高品质因子 Fano 共振。我们的方法利用高度对称谐振器几何形状（如立方体）的对称性破缺，以诱导原本正交的谐振器模式之间的耦合。特别是，我们设计了微扰，将“亮”偶极模式耦合到其辐射衰变被阵列中局域场效应抑制的“暗”偶极模式。我们的方法具有广泛的可扩展性，涵盖从近红外到射频的频率范围。我们首先通过对基于锗谐振器的超表面进行数值模拟，揭示了 Fano 共振行为，其在约 10.8 um 处实现了约 1300 的品质因子。随后，我们展示了两个在近红外 (~1 um) 工作的实验演示：一个基于硅的实现，实现了约 350 的品质因子；以及一个基于砷化镓的结构，实现了约 600 的品质因子——这是迄今为止此类超表面实验演示中最高的近红外品质因子。重要的是，在 Fano 共振频率处，谐振器内部出现了巨大的电磁场增强。我们设想，将高品质因子、高场增强共振与非线性及有源/增益材料（如砷化镓）相结合，将催生新一代有源光学器件。
引用
@article{arxiv.1607.06469,
title = {Broken symmetry dielectric resonators for high quality-factor Fano metasurfaces},
author = {Salvatore Campione and Sheng Liu and Lorena I. Basilio and Larry K. Warne and William L. Langston and Ting S. Luk and Joel R. Wendt and John L. Reno and Gordon A. Keeler and Igal Brener and Michael B. Sinclair},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.06469},
year = {2016}
}