极化涡旋用于增强折射率传感
光学
2025-07-22 v1
摘要
虽然全介质传感器具有最小吸收和较高的评估因子（FOM），但其灵敏度显著低于等离子体传感器。增强介质传感器灵敏度的一种方法是利用continuum 中的离域状态（BIC），这些状态具有无限辐射寿命。这些状态在远场中由极化涡旋特征，其扭数决定拓扑电荷。本文我们展示，BIC 极化涡旋在 k 空间中的位置对周围介质折射率变化具有平方根依赖，类似于异常点。我们计算了该结构的角度和光谱灵敏度，表明角度灵敏度可与基于表面等离子体极化传播（SPP）的传感器相当。我们观察到 BIC 随周围介质折射率增加而发生蓝色光谱位移，这与通常在此类扰动下期望的光谱响应不同。此外，我们发现一种显著的 BIC 区间表现出优于其光谱灵敏度的角度灵敏度。我们的发现为开发高角度灵敏度的介质传感器提供了可能性，并促进了光学涡旋动力学的实际观察。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.15705,
title = {Polarization Vortex for Enhanced Refractive Index Sensing},
author = {Ravshanjon Nazarov and Mingzhao Song and Andrey Bogdanov and Zarina Kondratenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.15705},
year = {2025}
}