基于非手性各向异性超表面的手性传感

近来，我们提出了一种用于手性传感的超表面设计，其（i）在均匀且易于触及的区域内，针对超薄、亚波长的手性样品，将手性光学信号增强了两个量级以上；（ii）允许对总手性（其实部与虚部的幅值及符号）进行完整测量；（iii）提供了关键的信号反转（以反转偏振激发）可能性，使得手性测量能以绝对方式进行，即无需移除样品。我们的设计基于超表面的各向异性响应，而非如大多数当代基于纳米光子的手性传感方法那样基于所产生近场的超手性。在此，我们解析推导并数值验证了简单的公式，以揭示该传感机制的洞见，并解释各向异性超表面一般而言相对于各向同性对应物如何提供额外的自由度。我们详细讨论了所提设计的关键功能与优势，并展示了用于明确测定未知手性的实用测量方案。最后，我们给出了面向宽带工作——从近红外到近紫外频率——的设计原则，为高度灵敏的纳米尺度手性光学光谱学开辟了道路。