Metajets 的光学推进与悬浮
光学
2026-04-08 v1
摘要
区分超构表面与传统光学元件的典型标志是利用亚波长超构原子随心所欲地操控光。以逆向方式赋予这种自由度来控制由超构表面构成的物体，可以将我们的光学操控能力扩展到超越现有的微观和亚微观尺度。在此，我们引入一种完全可由超构原子控制的驱动超光子力，以操控被称为 metajets 的结构化物体。基于适用于经典力学和相对论力学的牛顿运动定律，我们发展了一种第一性原理理论，以分析界面处折射和反射产生的光力。我们发现，如果能引入额外的波矢分量，metajets 的三维运动将是可能的。我们通过利用刻意排列的硅纳米柱创建空间分布的相位梯度来实现这一点。我们的实验和模拟揭示了 metajets 的面内推进，且非常重要的是，揭示了其面外悬浮，这与理论高度吻合。我们还发现，超光子力随光功率增加而增强，但不受 metajets 尺寸的限制，这有望为大型场景（如星际光帆）中的超光子控制释放新的机遇。
引用
@article{arxiv.2502.17334,
title = {Optical Propulsion and Levitation of Metajets},
author = {Kaushik Kudtarkar and Yixin Chen and Ziqiang Cai and Preston Cunha and Xinyi Wang and Sam Lin and Zi Jing Wong and Yongmin Liu and Shoufeng Lan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.17334},
year = {2026}
}