双曲超材料纳米尺度槽波导中的巨横向光学力

本文证明，在双曲超材料的纳米尺度槽波导中可以产生巨横向光学力；由于纳米尺度光场增强及空气槽区域内的极端光能量压缩，该力比传统硅槽波导中产生的力强两个数量级以上。我们通过数值模拟和解析处理研究了光学力对波导几何结构和超材料介电张量的依赖关系，包括对称模式下的吸引力与反对称模式下的排斥力。这种显著增强的横向光学力源于两个超材料波导之间强烈的光模式耦合强度，可由从耦合模理论导出的显式关系加以解释。此外，对现实金属-介质多层结构的计算表明，所预测的巨光学力可在实验中实现，这将为纳米尺度的各种光机械应用（如光学纳米机电系统、光学传感器与致动器）打开大门。