红外声子超表面中用于纳米光沟道化的集体近场耦合
光学
2021-02-24 v1
摘要
极化激元是光子与偶极物质激发的耦合激发，可沿具有双曲或椭圆色散的各向异性超表面传播。在从双曲到椭圆色散的过渡（对应拓扑转变）处，人们发现了多种引人入胜的现象，如光子态密度的增强、极化激元沟道化与超透镜效应。本文从理论与实验上研究了单轴红外声子超表面（由六方氮化硼（hBN）纳米带光栅构成）中深亚波长单元的拓扑转变与极化激元耦合。通过高光谱红外纳米成像，我们首次观测到在 hBN Reststrahlen 带中央的合成横向光学声子共振（即纳米带的强集体近场耦合），从而产生从双曲到椭圆色散的拓扑转变。我们进一步可视化并表征了在转变频率附近深亚波长沟道化模式的空间演化，该模式为一种准直极化激元，是超透镜与无衍射传播的基础。我们的结果对超表面中极化激元近场耦合在产生拓扑转变与极化激元沟道化方面的作用提供了基础性见解。
引用
@article{arxiv.2006.01506,
title = {Collective near-field coupling in infrared-phononic metasurfaces for nano-light canalization},
author = {Peining Li and Guangwei Hu and Irene Dolado and Mykhailo Tymchenko and Cheng-Wei Qiu and Francisco Javier Alfaro-Mozaz and Felix Casanova and Luis E. Hueso and Song Liu and James H. Edgar and Saül Vélez and Andrea Alu and Rainer Hillenbrand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.01506},
year = {2021}
}