介电纳米谐振器阵列中的单模与多模定向激光
光学
2020-07-01 v1
摘要
介电亚波长结构中强烈的电共振和磁共振为高效调控光-物质相互作用提供了独特机遇。此外，在所谓连续域束缚态（BICs）附近非线性光-物质相互作用的显著增强，因其在全光和量子计算中的潜在进展而近期吸引了巨大关注。然而，可见波段中介电共振高 Q 值共振的实验实现与应用迄今仍相当有限。本工作中，我们探究介电纳米谐振器阵列中电偶极与磁偶极的相互作用以增强光-物质相互作用。我们报道了通过电偶极与磁偶极的集体衍射耦合在可见波段实验实现高 Q 值共振。在提供直接物理洞察的同时，我们还表明将阵列的瑞利异常与单个纳米谐振器的电偶极和磁偶极耦合可形成不同类型的 BICs。我们利用可见波段共振实现了室温下具有高空间方向性和低阈值的激光行为。最后，我们实验演示了多模定向激光，并研究了介电纳米谐振器阵列中 BIC 辅助的激光模式工程。我们相信，我们的结果通过实现片上可控单波长和多波长微激光器，为平面光子学开启了一系列新应用。
引用
@article{arxiv.2006.16473,
title = {Single and multi-mode directional lasing from arrays of dielectric nanoresonators},
author = {Shaimaa I. Azzam and Krishnakali Chaudhuri and Alexei Lagutchev and Zubin Jacob and Young L. Kim and Vladimir M. Shalaev and Alexandra Boltasseva and Alexander V. Kildishev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.16473},
year = {2020}
}