通过 trapped-mode 共振态实现的含旋转矩形孔阵列超表面光学 Kerr 效应增强
光学
2025-10-10 v1 应用物理
摘要
纳米光子学近期进展表明，各种光学共振态在纳米结构中可实现强场局域化并显著抑制散射。本研究探讨了高折射率超表面中非 BIC trapped-mode 共振态的光学 Kerr 效应(OKE)增强，采用 gallium phosphide(GaP) 作为典型材料。三维时域有限差分仿真揭示有效二阶折射指数可达实验 GaP 的 700 倍。数值结果显示 trapped-mode 共振处电磁场高度局域化，特征为宽带透射谷(低 Q 因子)及接近全反射率。观察到显著稳定性，OKE 增强在中等偏振角下保持小于 5% 变化，能耐受随机纳米孔旋转(仿真制造缺陷)。与 BIC 共振态相比，非 BIC trapped-mode 在结构无序性容忍性更强，同时实现可 comparable 的非线性增强。这些发现表明在反射非线性光学、尤其是高次谐波产生及偏振无关光子器件方面具有潜在应用前景。
引用
@article{arxiv.2510.08100,
title = {Enhanced Optical Kerr Effect in Metasurfaces Featuring Arrays of Rotated Rectangular Holes via Trapped-Mode Resonances},
author = {Andrey V. Panov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.08100},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 24 figires