(a)(b) Schémas de nanodisques de silicium périodiques sous éclairage oblique d'onde plane polarisée s ou p. ED-SLR ou MD-SLR provient du couplage diffractif (indiqué par les bandes lumineuses) de Mie EDR ou MDR localisé dans des nanodisques individuels, comme indiqué par des flèches à double tête bleues ou rouges. Le chevauchement spectral de ED-SLR et MD-SLR provoque un effet Kerker de réseau résonnant. (c)–(f) Réflectance d'ordre zéro (c)(d) et spectres de transmission (e)(f) simulés pour (c) (e) polarisation s et (d)(f) polarisation p. Les cercles rouges indiquent l'apparition de l'effet Kerker du réseau résonant. Crédit :Nano Research . DOI :10.1007/s12274-022-4988-9
En utilisant des nanostructures entièrement diélectriques, la lumière peut être diffusée dans une direction bien définie, ce que l'on appelle les effets Kerker généralisés. Ces effets, cependant, sont généralement indépendants de la polarisation ou réalisés pour une polarisation particulière uniquement.
Un groupe de recherche dirigé par le Dr Li Guangyuan de l'Institut de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a proposé et démontré expérimentalement des effets Kerker à double réseau contrôlés par polarisation dans des nanotiges de silicium périodiques.
Ces résultats permettent un réglage actif des effets Kerker en faisant varier la polarisation ou l'angle incident, et peuvent être utilisés dans diverses applications, notamment la manipulation de la direction, de la polarisation et de la phase de la lumière diffusée, qui sont essentielles dans les puces nanophotoniques.
Cette étude a été publiée dans Nano Research .
Dans les effets Kerker à double réseau, les angles incidents (réflexion nulle et transmission unitaire), appelés angles Kerker du réseau, peuvent être identiques ou différents pour les polarisations s et p, selon le choix du diamètre et hauteur des nanodisques de silicium. Ces angles de Kerker de réseau peuvent être davantage réglés dans de larges plages en faisant varier les périodes de réseau dans les deux sens.
D'autres effets Kerker généralisés rapportés dans la littérature fonctionnent principalement sous incidence normale, et sont réalisés en faisant varier les paramètres de géométrie. Cela nécessite un choix rigoureux des paramètres et une fabrication très soignée. "En introduisant l'effet de réseau, le soi-disant effet Kerker de réseau peut être réalisé en faisant varier l'angle d'incidence. Ce mérite permet un réglage actif de l'effet Kerker dans un échantillon tel que fabriqué, et facilite ainsi considérablement la conception et la fabrication", a déclaré Dr Li.
Un phénomène inattendu est que des multipôles d'ordre élevé tels que des quadrupôles électriques et magnétiques sont également impliqués et deviennent importants lorsque les nanodisques de silicium périodiques sont éclairés obliquement par une lumière polarisée p. Il en résulte différentes relations de dispersion entre la résonance de réseau de surface dipolaire électrique (ED-SLR) sous polarisation p et la résonance de réseau de surface dipolaire magnétique (MD-SLR) sous polarisation s, conduisant à différents angles de Kerker de réseau pour le s- et polarisations p. Le matériau à changement de phase permet un réglage actif de l'effet Kerker du réseau
