来自平面手性超表面的巨大且灵活的太赫兹环形圆二色性
光学
2025-01-13 v2
摘要
手性是一个基本概念，描述物体无法与其镜像重合，在光学和光子学中至关重要，并导致各种奇异现象，如圆二色性和旋光性。最近的研究表明，除了电偶极子和磁偶极子外，环形偶极子（动态多极子中难以捉摸的部分）也能对手性做出显著贡献。然而，由于环形偶极子通常由在三维（3D）环面上循环的螺线管电流表示，环形圆二色性通常在3D复杂微结构中观察到。面对制造、集成和应用方面的相应挑战，通常难以在紧凑型超表面中利用环形圆二色性来灵活调制电磁波与物质之间的手性相互作用。为了克服这些严峻的挑战，我们提出并实验证明了在仅由平面层组成的双层超表面中的巨大环形圆二色性，有效绕过了3D微结构施加的各种限制。通过在相对层之间引入位移或双层偏移，我们实验实现了巨大的手性响应，测量的固有圆二色性（CD）达到0.69，并且CD可以以简单的方式进行定量操纵。巨大的固有手性主要源于圆偏振入射下平面内环形偶极矩的不同激发，环形手性响应由双层偏移定量控制。因此，我们的工作为通过固有平面层中的环形偶极子发展巨大且灵活的内在手性提供了一种直接且通用的方法，对于通信、传感和手性光学器件中的应用具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2409.14757,
title = {Giant and Flexible Toroidal Circular Dichroism from Planar Chiral Metasurface},
author = {Shijie Kang and Haitao Li and Jiayu Fan and Jiusi Yu and Boyang Qu and Peng Chen and Xiaoxiao Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.14757},
year = {2025}
}