SPIE tərəfindən

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriTədqiqatçılar indi yerli olmayan metasəthlərin bütün k-məkanını əhatə edən yüksək Q-fotonik yastı zolaqlara nail olublar və selektiv şəkildə xətti qütbləşmiş və ya dairəvi qütbləşmiş işığa uyğunlaşdırıla, birləşmiş rezonator optik dalğa ötürücülərinin klassik konsepsiyasını metasəthlərə genişləndirə bildilər. Kredit: K. Sun (Şandunq Normal Universiteti).

İşığı əymək, fokuslamaq və ya süzgəcdən keçirə bilən ultra nazik strukturlar, metasəthlər elm adamlarının optika haqqında düşüncələrini yenidən formalaşdırır. Bu dizayn edilmiş materiallar işıqların davranışı üzərində dəqiq nəzarət təklif edir, lakin bir çox ənənəvi dizaynlar səmərəsizliyə görə geri qalır. Tipik olaraq, onlar tez-tez enerji sızan və ya geniş bucaqlarda zəif çıxış edən fərdi nanostrukturlar daxilində yerli rezonanslara əsaslanırlar. Bu çatışmazlıqlar hissetmə, qeyri-xətti optika və kvant texnologiyaları kimi sahələrdə onların faydalılığını məhdudlaşdırır.

Tədqiqatın getdikcə artan sahəsi bunun əvəzinə bir çox elementlər arasında qarşılıqlı təsirlərin kollektiv optik effektlər yaratdığı qeyri-lokal metasəthlərə baxır. Bu kollektiv davranışlar işığı daha səmərəli tutaraq, daha kəskin rezonanslar və maddə ilə daha güclü qarşılıqlı əlaqə yarada bilər. Bu sahədə ən perspektivli imkanlardan biri rezonans davranışının geniş baxış bucaqlarında vahid qaldığı fotonik düz zolaqların inkişafıdır.

Digəri cihazlara sol və sağ əlli dairəvi qütbləşmiş işığı ayırmağa imkan verən şiral reaksiyalar yaratmaqdır. Bununla belə, indiyədək tək platformada yüksək səmərəliliklə həm düz zolaqlı, həm də şiral davranışa nail olmaq əsas problem olaraq qalır.

Shandong Normal Universiteti və Avstraliya Milli Universitetinin alimləri yeni işdə irəliyə doğru yol tapıblar. Advanced Photonics -də bildirildiyi kimi , onlar anizotropik planar strukturlarla birləşdirilmiş rezonator optik dalğa ötürücülərindən (CROWs) prinsipləri birləşdirən bir metasəthlər sinfi hazırladılar.

Bu dizaynlarda, zəif əlaqəli optik dalğa ötürücülərinin massivləri – onların simmetriyası qəsdən pozulmuşdur – ultra yüksək keyfiyyət amillərini qoruyarkən geniş açılarda fotonik düz zolaqlar yaradır. Dalğa bələdçilərinin diqqətlə tənzimlənmiş yanal birləşməsi işığı sıfıra yaxın qrup sürətinə qədər yavaşlatır, bu da işıq-maddə qarşılıqlı təsirini artırır və müxtəlif enmə bucaqlarında ardıcıl rezonansı təmin edir.Anizotrop metasəthlər və orijinal CROW konsepsiyası arasında əlaqə. (a) QARZA effektini dəstəkləyən mikro boşluqların 1D massivinin sxematik təsviri. Rəqəmlərlə etiketlənmiş disklər a dövrünə tərs mütənasib olan n ədəd yüksək Q rezonatorunu təmsil edir. (b) Y-istiqaməti (yuxarı) və dəstəklənən CROW rejiminin elektrik sahəsinin paylanması (aşağıda) boyunca dövri pozulma ilə mişar dişi formalı anizotrop metasəthin sxemi. Hər büzməli dalğa ötürücü (a)-da bir mikro boşluğa uyğundur. (c) və (d) müvafiq olaraq a = 300 nm, 400 nm və 850 nm olan (a) dakı struktur üçün tam k _x məkanı üzrə hesablanmış zolaq strukturlarını və müvafiq qrup sürətlərini təqdim edir. λ ₀ rezonans dalğa uzunluğunu təmsil edir. (e) Müxtəlif qütbləşmə xarakteristikaları və yastı zolaq ölçüləri ilə CROW əsaslı yastı zolaqlı reaksiyaları dəstəkləyən müxtəlif anizotrop metasəthlərin struktur dizaynı. Kredit: Təkmil Fotonika (2025). DOI: 10.1117/1.ap.7.5.056008

Tədqiqatçılar metasəthlərinin müstəvi simmetriyasını manipulyasiya edərək bir addım da irəli getdilər. Bu mühəndislik vasitəsilə onlar xətti qütbləşmiş işığa cavab verən biristiqamətli və ikiistiqamətli yastı zolaqları, eləcə də dairəvi qütbləşmənin yalnız bir “əlinə” reaksiya verən şiral yastı zolaqları nümayiş etdirdilər. Həm simulyasiyalar, həm də eksperimentlər vasitəsilə təsdiqlənmiş bu nailiyyətlər bir metasəthdə birgə mövcud olan yüksək Q düz zolaqlı və şiral effektlərin ilk nümayişini qeyd edir.

Bu yanaşma çoxfunksiyalı optik cihazların yaradılması üçün yeni çərçivə təklif edir. CROW fizikasını metasurface dizaynına inteqrasiya etməklə , komanda son dərəcə kiçik miqyasda işığı idarə etmək üçün mövcud alətlərin çeşidini necə genişləndirəcəyini göstərir. İş kvant optikası, qabaqcıl zondlama, rabitə və kompakt düz optika texnologiyalarında yeni istiqamətlər aça bilər.

Daha çox məlumat: Kaili Sun və digərləri, Birləşdirilmiş rezonator optik dalğa ötürücülərindən ilhamlanan Flatband yüksək Q metasətləri, Advanced Photonics (2025). DOI: 10.1117/1.ap.7.5.056008

Jurnal məlumatı: Advanced Photonics 

SPIE tərəfindən təmin edilmişdir