双曲 MoOCl2 中长程各向异性等离激元极化激元的时空可视化

在纳米尺度上以最小损耗操纵光仍然是纳米光子技术的一个核心挑战,这可以通过利用各向异性材料所支持的依赖于方向的极化激元模式来解决。尽管双曲材料以其高度受限的极化激元而闻名,但它们也可以承载长程定向极化激元,其直接观测一直具有挑战性,因为这需要结合纳米级空间分辨率和飞秒级时间分辨率的实验技术。在这里,我们使用时间分辨光电子发射电子显微镜直接对范德华双曲材料二氯氧化钼薄片上的长程各向异性等离激元极化激元(LRAPP)动力学进行纳米级可视化。我们直接成像传播长度超过 10 $\mu$m 的等离激元极化激元,其传播长度大约是先前报道的同一材料上短程极化激元的三倍,并且具有本质上更低的光学损耗。通过跟踪 LRAPP 的时空演化,我们确定了它们在纳米尺度上的相速度和群速度,并直接观察到它们在薄片边缘的反射。这些结果确立了二氯氧化钼作为集成纳米光子学的多功能平台,在可见光谱范围内,在单一天然材料中同时支持低损耗定向传输和深亚波长场限制。