Изучена максимальная оптическая хиральность для метаповерхностей

25.05.2022

Развита концепция максимальной оптической хиральности без потерь на поглощение для метаповерхностей с высокодобротными квази-связанными состояниями в континууме (квази-ССК).

Найден фундаментально общий способ конструирования метаповерхностей, совмещающих прозрачность для электромагнитных волн одной круговой поляризации с полным резонансным отражением волн противоположной поляризации, за счет квази-ССК, хирально-селективно взаимодействующих со светом.

Предложены реализации метаповерхностей, обладающих такими квази-ССК, на основе пар идентичных прямоугольных кремниевых наностержней. Численным моделированием из первых принципов подтверждено наличие высокодобротных оптических резонансов, максимальная хиральность которых сопровождается пренебрежимо малым поглощением световой энергии.

Рис. 1. Принципиальная схема максимальной оптической хиральности без потерь на поглощение (а) и конструкция элементарной ячейки метаповерхности, позволяющая ее реализовать за счет квази-ССК с дипольными моментами p1 и p2, разведенными на небольшой угол θ и смещенными на расстояние d в результате попеременного расположения идентичных кремниевых стержней на разных сторонах (б). Рассчитанные спектры коэффициентов пропускания (в) и отражения (г) световых волн круговых поляризаций подтверждают наличие высокодобротного максимально хирального резонанса. Моделирование выполнено точным решением уравнений Максвелла для параметров a = 165 нм, b = 135 нм, L = 470 нм, P = 940 нм и θ = 3.7°.

Подробнее в Reactive and Functional Polymers.