介质覆盖镜面上粒子的多极 Mie 散射调控

光学共振粒子是许多纳米光子器件（如光学天线与超表面）的关键构建单元。由于此类器件的功能很大程度上由单个谐振子的光学性质决定，拓展给定粒子可获得的响应极为可取。实际上，这通常通过引入非对称介质环境来实现。然而，常用的简单衬底对上方粒子的光学性质影响有限。在此，我们展示通过将硅微球置于介质覆盖镜面上，可有效调控其多极散射，从而调节微球 Mie 共振与介质间隔层中的驻波和波导模式之间的耦合。这种可调性允许对多极共振进行选择性激发、增强与抑制，并实现扩展波长下的散射，为各种应用中控制光-物质相互作用提供新机遇。我们进一步通过实验展示了利用单粒子中红外光谱检测分子指纹，并通过模拟展示了可将粒子从衬底抬升的强光学排斥力。