等离子体核-卫星谐振器中对称工程设计的磁偶极子发射
光学
2026-04-10 v2
摘要
磁偶极子（MD）跃迁本质上很弱，且对发射体取向和位置高度敏感，因此在光学频率下对其进行可控增强尤为困难。本文表明，结构对称性为稳健的磁光物质相互作用提供了一条强大途径。我们系统研究了由N个金属纳米颗粒排列在介质核上的等离子体核-卫星谐振器。我们采用统一的品质因数评估其性能，该因数综合考虑了磁珀塞尔增强、电偶极子抑制、量子效率以及对发射体取向和制造公差的鲁棒性。我们发现最优结构对应于最高对称性的几何构型，其自然产生空间均匀且取向无关的磁珀塞尔增强。特别地，十二面体构型实现了强磁发射，珀塞尔因子接近250，具有高辐射效率，并抑制了电偶极子贡献。准正规模式和复模式体积分析揭示，对称性迫使核内磁模式均匀约束，从而解释了增强效应及其鲁棒性。这些结果确立了对称性作为设计具有受控多极光-物质相互作用的纳米光子谐振器的指导原则，并为实现明亮且选择性的磁偶极子发射体提供了实用途径。
引用
@article{arxiv.2604.07140,
title = {Symmetry-Engineered Magnetic Dipole Emission in Plasmonic Core-Satellite Resonators},
author = {Joshua Davis and Sébastien Bidault and Mathieu Mivelle and Mona Tréguer-Delapierre and Alexandre Baron},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.07140},
year = {2026}
}