Een nieuwe publicatie van Opto-Electronic Advances beschouwt herconfigureerbare silicium nano-antennes die worden bestuurd door vectorieel lichtveld.

Volgens de theorie van Mie kunnen diëlektrische deeltjes met een hoge index worden geïnduceerd met intense elektrische en magnetische meerpolige resonantie onder zichtbaar bereik. De interferentie tussen elektrische en magnetische multipool in deeltjes zal veel nieuwe optische eigenschappen met zich meebrengen, zoals de verbetering van het elektromagnetische veld, de verandering van de verstrooiingsrichting enzovoort. Aangezien silicium het meest gebruikte materiaal is voor halfgeleiderinrichtingen met een hoge brekingsindex, biedt het gebruik van micro-nano-siliciumstructuren als volledig diëlektrische optische nano-antennes een hoogwaardig platform voor optische veldmodulatie en interactie tussen licht en materie op nanoschaal.

Volledig diëlektrische optische nanostructuren die worden opgewekt door een specifiek optisch veld, zullen een nieuwe elektromagnetische modus vertonen, de anapoolmodus. Deze modus, veroorzaakt door destructieve interferentie tussen elektrische dipool en toroïdale dipolaire, kan een stralingsloze modus realiseren waarin verstrooiing in het verre veld volledig verdwijnt.

Optische verstrooiing van een nanodeeltje onder de excitatie van een vlakke golf wordt meestal bepaald door het overheersende elektromagnetische multipoolmoment. Zo'n overheersend multipoolmoment kan zelfs de elektrische of magnetische aard van de verstrooiing in volledig diëlektrische fotonica bepalen. Algemeen wordt aangenomen dat geavanceerde manipulatie van elektromagnetische multipolaire momenten van alle ordes nodig is om superpositie van verdwenen momentsterkten op dezelfde golflengte te realiseren om de anapoolconditie te bereiken.

In scherp contrast hiermee ontdekte de onderzoeksgroep van professor Li Xiangping dat geavanceerde afstemming van elektromagnetische multipolaire momenten in nanodeeltjes niet nodig is voor de excitatie van de anapoolconditie. Dit artikel rapporteert de theoretische en experimentele demonstratie van stralingsloze optische anapool verborgen in een resonante toestand van een Si-nanodeeltje met behulp van een strak gefocuste radiaal gepolariseerde bundel. Bovendien demonstreren de resultaten de mogelijkheid voor de realisatie van herconfigureerbare optische verstrooiing met hoog contrast, variërend tussen de stralingsloze anapoolconditie en de magnetische multipolaire resonantie door gestructureerde polarisatiebundels om te schakelen naar azimutaal gepolariseerde bundel.

Het gedemonstreerde mechanisme lijkt op een nieuwe en ongeëvenaarde manier om de optische eigenschappen van metastructuren aan te passen, wat zou kunnen leiden tot een subveld van herconfigureerbare meta-optica waar de afstembare functionaliteit van metastructuren mogelijk wordt gemaakt door de unieke combinatie van gestructureerd licht en gestructureerde Mie-resonanties . De auteurs verwachten dat deze ontdekking de weg zou kunnen effenen voor de geavanceerde manipulatie van optisch signaal in nanofotonica. + Verder verkennen

Onderzoekers ontwikkelen silicium kubusvormige nanoantenne