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在全电介质超表面中定制偶然双重连续域束缚态

光学 2022-03-31 v2 材料科学

摘要

连续域束缚态(BICs)因其形式上的发散品质因子而得到深入研究,尤其是那些在全电介质纳米结构超表面中由 Γ\Gamma 点(面内波矢 k=0k_{||}=0)处的对称性保护所涌现的 BICs。而对于可能出现在支撑模式能带结构中任意其他 k0k_{||}\not =0 处的偶然 BICs 关注较少,其又难以预测。本文利用耦合电/磁偶极子模型,确定偶然 BICs 涌现的解析条件,该条件适用于任何可由偶极共振描述的平面元原子阵列,光学域中的许多纳米结构即属此类。针对全电介质纳米球,我们通过显式解析条件进行探究,从而能够在参数空间 (ω,k)(\omega,\bf{k_{||}}) 中预测偶然 BICs 的位置。最后,利用这些条件不仅确定单个、而且确定双重(针对两种线偏振)偶然 BICs,它们在实际半导体纳米盘元原子的色散关系 ωk\omega-\bf{k_{||}} 中发生于同一位置。这可能为在纳米尺度上一系列 BIC 增强的光与物质相互作用现象(如激光或非线性转换)铺平道路,此类现象受益于在偏离 Γ\Gamma 点(非正入射)的波矢处涌现且对两种线偏振重叠。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.03073,
  title  = {Tailoring accidental double bound states in the continuum in all-dielectric metasurfaces},
  author = {Diego R. Abujetas and Jorge Olmos-Trigo and José A. Sánchez-Gil},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.03073},
  year   = {2022}
}

备注

18 pages, 7 figures