由六方氮化硼超表面实现全可见光谱的高 Q 纳米光子学
光学
2022-10-21 v1
摘要
具有高品质因数（Q）的全电介质光学超表面迄今受限于缺乏在全可见光谱上同时无损耗且高折射率（RI）的材料。为实现宽光谱覆盖，由于带隙能量（及因此的光学损耗）与 RI 之间的反相关关系，使用低折射率材料实际上是不可避免的。然而，对于 Mie 共振光子学，较小的 RI 意味着降低的 Q 因子与模式体积限制。本工作中，我们利用破缺对称的连续域束缚态（BICs）有效抑制来自低折射率（n~2）范德瓦耳斯材料六方氮化硼（hBN）的辐射损耗，实现了在全可见光谱上具有高 Q 共振的超表面。特别地，我们分析了低、高 RI 材料作为谐振器组件的合理运用，并藉此见解实验演示了来自单块 hBN 薄片的锐利 BIC 共振，其 Q 因子高于 300，波长覆盖 400 nm 至 1000 nm。此外，我们利用增强的电近场展示了二次谐波生成（SHG），增强因子高于 102。我们的结果为将低 RI 材料作为超光学光子介质的实现提供了理论与实验框架。
引用
@article{arxiv.2210.11314,
title = {High-Q nanophotonics over the full visible spectrum enabled by hexagonal boron nitride metasurfaces},
author = {Lucca Kühner and Luca Sortino and Benjamin Tilmann and Thomas Weber and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Stefan A. Maier and Andreas Tittl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.11314},
year = {2022}
}
备注
Main text and supporting information, 23 pages, 4 Figures manuscript + 4 Supporting Figures