双曲超栅中布洛赫等离激元极化激元的色散设计
光学
2020-07-23 v2 材料科学
摘要
双曲超材料（HMMs）代表了一类新颖且引人入胜的各向异性等离激元材料，除表面等离激元外，还支持高度局域的传播等离激元极化激元。然而，由于在人工纳米结构中调控非传统光学性质的固有困难，以及缺乏用于匹配入射光与导模之间动量的高折射率棱镜，通过棱镜耦合在光学频率下定制并激发这些模式极具挑战。在此，我们报道了一种利用超栅激发具有高波矢、超小模体积的布洛赫类等离激元极化激元（BPPs）模式的机制，该超栅是由金属衍射光栅与II型HMM组成的复合结构。我们展示了在红外光谱范围内本无任何模式的一维等离激元光栅，若与支持高波矢模式的HMM耦合，可通过与远场辐射的耦合有效激发这些模式。我们的理论预测通过作为入射角和激发波长函数的反射测量得到证实。我们提出了在超栅中实现高波矢模式全控制的设计原理，从而能更好地理解这类混合超结构中的光-物质相互作用。所提出的光谱响应工程有望在生化传感器、集成光学和光学亚波长成像中找到潜在应用。
引用
@article{arxiv.2003.09278,
title = {Designer Bloch Plasmon Polariton Dispersion in Hyperbolic Meta-Gratings},
author = {Nicolò Maccaferri and Tommi Isoniemi and Michael Hinczewski and Marzia Iarossi and Giuseppe Strangi and Francesco De Angelis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.09278},
year = {2020}
}