科學家打破對稱激發極化子開啟納米光子學的未來
在納米尺度上利用極度約束和強定向的極化子對於製造集成納米光子器件、電路和芯片至關重要。關於高對稱性晶體,尤其是雙曲極化子(HPs)的研究已經開展了很多。然而,HP 在高對稱性光學晶體平面內的傳播通常顯示出四個鏡面對稱的光束,導致能量傳輸的方向性和效率降低。
在發表於《eLight》的一篇新論文中,由華中科技大學張新亮教授、李培寧教授和中國地質大學戴志高教授領導的科學家團隊開發出一種新技術,通過控制近場激發源,實現各向異性HPs的平面內激發和傳播。他們的研究拓展了操縱非對稱極化子的可能性,可應用於可重構的極化子器件。
晶體表面的光盤天線為打破雙曲極化子的對稱性提供了面內極化激發源。資料來源:中國地質大學/劉璐
最近,人們在低對稱性單斜晶體中發現了雙曲剪切極化子,也稱為鏡像對稱斷裂極化子。這些剪切極化子的非對稱性源於低對稱晶體固有的非赫密特介電常數張量,而高對稱晶體不具備這種特性。
研究小組研究了線性極化面內源對在高對稱性、低損耗系統中產生具有增強定向傳播的對稱破缺HP 的影響。研究小組通過理論和實驗證明,控制近場激勵源可以配置平面內HP 的激勵和傳播。它可以打破平面高壓的鏡像對稱性,而無需低晶體對稱性。
該團隊的源配置方法能夠在寬廣的頻率範圍內調整非對稱極化子的傳播,從而為納米尺度上光引導和傳播的動態穩健控制建立了新的自由度。他們的研究成果拓展了操縱極化子的可能性,並可應用於可重構極化子器件,用於偏振相關的納米光子電路或光隔離。