CC BY
7ВКВО-2021- РАДИОФОТОНИКА DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-161
НОВЫЕ ЗАДАЧИ ДЛЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАНОСТРУКТУР
Лавриненко А.В.1*, Einstom Engay1, Dewang Huo1,2, Radu Malureanu1, Ada-Ioana Bunea3, Clayton De Vault4, Eric Mazur4
1DTU Fotonik, Technical University of Denmark, Kgs. Lyngby, 2800, Denmark 2Institute of Modern Optics, Department of Physics, Harbin Institute of Technology, Harbin 15000, China 3DTU Nanolab, Technical University of Denmark, Kgs. Lyngby 2800, Denmark 4Department of Physics and School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA
E-mail: alav@fotonik.dtu.dk
В докладе будет рассказано о двух новых перспективных направлениях применения диэлектрических структур специального дизайна для управления световыми пучками и создания волноведущих структур с квази-постоянной фазой распространяющихся мод.
В качестве первого примера мы использовали метаповерхность для фазовой микроскопии слаборассеивающих объектов. Стандартные оптические камеры не чувствительны к фазе регистрируемой волны, поэтому количественный фазовый портрет микрообъектов получается либо в интерференционных схемах, либо при регистрации по крайней мере двух изображений объектов. Последний подход категорически не может быть использован в случае биологических, то есть движущихся слаборассеивающих объектов. Мы предложили использовать метаповерхность, создающую два разделенных изображения, в одно их которых вносится фиксированный фазовый сдвиг [1]. Эффективность данного подхода подтверждена в ряде экспериментов на прозрачных объектах различного поперечного профиля. При известном однородном материале объекта, по результатам эксперимента может быть восстановлен его поперечный профиль.
Во втором примере, связанном со специфическим распространением света, происходящим практически без набега фазы, мы использовали тройную дираковскую точку дисперсионной диаграммы фотонного кристалла. Такие структуры получили название «Near-zero index», ввиду близости показателя преломления к нулевому значению. Интерес к таким структурам связан с возможностью заметного усиления эффективности структур в задачах нелинейной оптики. Весьма перспективным представляется тот факт, что в противовес фазовой скорости, которая стремится к бесконечности (как в квазистатическом приближении), групповая скорость распространения остается в пределах значений соответствующим диэлектрикам. Мы показали, что эффективный показатель преломления в нашей структуре достигает значения 0,02 [2]. При этом, для уменьшения радиационных потерь такой моды при распространении, был использован принцип связанных состояний в континууме мод (bound states in the continuum - BIC).
Литература
1. Engay E. et al, Nano Letters, 21, 3820-3826 (2021)
2. Vertchenko L. et al, Laser & Photonics Reviews, 2000559 (2021)
№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru
161
