( a ) Schémas des disques de silicium périodiques bidimensionnels sous incidence oblique avec polarisation TM ou TE. Les disques ont un diamètre 𝑑d, une hauteur ℎh et des périodes de réseau ΛΛ dans les directions 𝑥x et 𝑦y. (b) Spectres de réflectance et de transmission simulés du réseau de disques de silicium sous une incidence oblique de 𝜃=15 ∘ avec polarisation TM. La ligne pointillée verticale indique la longueur d'onde (-1,0) RA. (c)–(f) Distributions de champ électrique en champ proche |𝐸 2 (couleur pour l'intensité et flèches pour les directions) et (g)–(j) Cartes vectorielles de Poynting aux quatre longueurs d'onde de résonance indiquées en (b) :2 nm de gauche à droite. Dans (c)–(j), le disque de silicium est délimité par le rectangle. Crédit :Optics Express (2022). DOI : 10.1364/OE.471356
Les nanostructures diélectriques à haut indice supportant les résonances électriques et magnétiques sont apparues comme de nouvelles briques de base en nanophotonique pour de nouvelles fonctionnalités.
En arrangeant périodiquement ces nanostructures, l'interférence cohérente entre les résonances de Mie localisées de nanostructures uniques et la lumière diffractée dans le plan peut entraîner ce que l'on appelle les résonances de réseau de surface de Mie (SLR).
Des chercheurs de l'Institut de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l'Académie chinoise des sciences ont étudié les nanodisques de silicium périodiques sous incidence oblique avec polarisation magnétique transversale, et ont découvert la résonance de réseau de surface dipolaire électrique de Mie hors du plan (ED-SLR) pour le première fois.
L'étude a été publiée dans Optics Express le 7 septembre.
L'équipe a découvert que le Mie ED-SLR hors du plan pouvait être excité avec le dipôle électrique SLR dans le plan (ED-SLR), le dipôle magnétique SLR (MD-SLR) et le quadripôle magnétique SLR (MQ-SLR) dans nanodisques de silicium périodiques sous incidence oblique. Ils ont découvert que le Mie ED-SLR hors plan pouvait avoir des facteurs de qualité quatre fois plus grands que celui dans le plan dans les mêmes conditions.
L'équipe de Li a remarqué que, contrairement à l'ED-SLR plasmonique hors plan, qui est un mode sous-radiant ou sombre, l'ED-SLR Mie hors plan peut être traité comme un mode lumineux et possède une optique de champ proche distincte. distributions et relation de dispersion.
"C'est parce que le champ dipolaire de Mie ED-SLR est induit par des courants de déplacement, et que les ED-SLR plasmoniques sont induits par des gaz d'électrons libres", a déclaré le Dr Li Guangyuan, auteur correspondant de l'étude.
Les chercheurs ont également découvert que le Mie ED-SLR hors plan peut définir un état lié protégé par symétrie dans le continuum à incidence normale. En effet, le Mie ED-SLR hors plan n'est pas autorisé à émettre à une incidence normale. Pour les petits angles d'incidence, le facteur de qualité peut même atteindre 10 4 .
"Ce travail fournit une nouvelle approche pour obtenir des facteurs de très haute qualité des SLR de Mie dans les métasurfaces diélectriques", a déclaré le Dr Li. "En outre, la coexistence de SLR multipolaires ouvre de nouvelles perspectives pour la manipulation des interactions lumière-matière." Effets Kerker à double réseau :contrôle de la diffusion de la lumière avec polarisation incidente et angle
