氮化硼中的双曲声子极化激元用于近场光学成像
材料科学
2019-06-26 v2 光学
摘要
超越衍射极限的光学成像是负折射率超材料的主要动机之一，由此产生了 Pendry 的完美透镜和更易实现的超透镜。虽然这些方法提供了亚衍射分辨率，但它们并未提供图像放大机制。双曲（或不定介电常数）超材料已在理论上被考虑并在实验中得到证实，可同时提供亚衍射成像和放大；然而，它们受限于低效率和复杂的制造工艺。在这项工作中，我们展示了通过低损耗天然双曲材料六方氮化硼（hBN）平板进行近场光学成像的理论和实验研究。这种薄 hBN 层表现出依赖于波长的多功能操作，既提供了对单个埋藏物体的增强近场成像（分辨率低至 lambda/32，即在 lambda=12.8 um 时为 0.4 um），又能够重建被测物体几何轮廓的放大图像。优异的分辨率和多功能操作均可基于 I 型双曲极化激元的体约束、波长依赖传播角来解释。我们的结果既提供了对通过这种天然双曲介质进行近场成像性能的理解，也激发了其在极端亚衍射尺度上引导和传感光的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1502.04093,
title = {Hyperbolic phonon-polaritons in boron nitride for near-field optical imaging},
author = {Peining Li and Martin Lewin and Andrey V. Kretinin and Joshua D. Caldwell and Kostya S. Novoselov and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Fabian Gaussmann and Thomas Taubner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.04093},
year = {2019}
}