介电米氏空隙：在空气中限域光
光学
2023-01-03 v1
摘要
在纳米尺度上操控光已成为超构器件、共振表面、纳米级光学传感器等诸多领域的核心挑战，且很大程度上基于在色散且损耗的金属与介电体中的共振光限域。在此，我们实验实现了介电纳米光子学的一种新策略：空气中光的共振亚波长限域。我们证明，在高折射率介电基底材料中创建的空隙支持具有优异光学性质的局域共振模式。由于在空气中限域，这些模式不受介电基底介质的损耗与色散影响。我们通过聚焦离子束铣削在体硅晶圆上实验实现了这些共振米氏空隙，并在265 nm（4.68 eV）的紫外光谱范围实验演示了共振光限域。此外，我们利用明亮、强烈且自然的色彩进行纳米级彩色打印。共振介电米氏空隙与介电纳米粒子的结合将使未来超表面及其他微纳光学元件的设计参数空间增加一倍以上，并将其工作推进至蓝端与紫外光谱范围。特别是，这一拓展将实现受益于对空隙内模态场的完全获取以及高折射率材料近乎自由选择的新型天线与结构设计。
引用
@article{arxiv.2205.07729,
title = {Dielectric Mie Voids: Confining Light in Air},
author = {Mario Hentschel and Kirill Koshelev and Florian Sterl and Steffen Both and Julian Karst and Lida Shamsafar and Thomas Weiss and Yuri Kivshar and Harald Giessen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.07729},
year = {2023}
}