Door gebruik te maken van volledig diëlektrische nanostructuren kan licht in een goed gedefinieerde richting worden verstrooid, de zogenaamde gegeneraliseerde Kerker-effecten. Deze effecten zijn echter meestal polarisatie-onafhankelijk of worden alleen voor een bepaalde polarisatie gerealiseerd.

Een onderzoeksgroep onder leiding van Dr. Li Guangyuan van het Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT), Chinese Academy of Sciences (CAS), stelde polarisatie-gecontroleerde dual-rooster Kerker-effecten voor in periodieke silicium nanostaafjes en demonstreerde dit experimenteel.

Deze resultaten maken actieve afstemming van de Kerker-effecten mogelijk door de invallende polarisatie of hoek te variëren, en kunnen worden gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder de manipulatie van de richting, polarisatie en fase van het verstrooide licht, die essentieel zijn in nanofotonische chips.

Deze studie is gepubliceerd in Nano Research .

In de Kerker-effecten met twee roosters kunnen de invalshoeken (nulreflectie en unitaire transmissie), waarnaar wordt verwezen als de Kerker-roosterhoeken, hetzelfde of verschillend zijn voor de s- en p-polarisaties, afhankelijk van de keuze van de diameter en hoogte van silicium nanoschijven. Deze Kerker-roosterhoeken kunnen binnen grote bereiken verder worden afgestemd door de roosterperioden in beide richtingen te variëren.

Andere gegeneraliseerde Kerker-effecten die in de literatuur worden vermeld, werken voornamelijk onder normale incidentie en worden gerealiseerd door de geometrieparameters te variëren. Dit vereist een strikte keuze van parameters en een zeer zorgvuldige fabricage. "Door het lattice-effect te introduceren, kan het zogenaamde lattice Kerker-effect worden gerealiseerd door de invalshoek te variëren. Deze verdienste maakt actieve afstemming van het Kerker-effect in een als gefabriceerd monster mogelijk, en vergemakkelijkt zo het ontwerp en de fabricage aanzienlijk", zei Dr. Li.

Een onverwacht fenomeen is dat hoge-orde multipolen zoals elektrische en magnetische quadrupolen ook betrokken zijn en belangrijk worden wanneer de periodieke silicium nanoschijven schuin worden verlicht door p-gepolariseerd licht. Dit resulteert in verschillende dispersierelaties tussen de elektrische dipooloppervlakteroosterresonantie (ED-SLR) onder p-polarisatie en de magnetische dipooloppervlakteroosterresonantie (MD-SLR) onder s-polarisatie, wat leidt tot verschillende Kerker-roosterhoeken voor de s- en p-polarisaties. + Verder verkennen

Fasewisselingsmateriaal maakt actieve afstemming van het kerker-roostereffect mogelijk