حالت های پیوندی هیبریدی در پیوستار در فراسطح های تراهرتز

26 مه 2023 (اخبار نانوورکضریب کیفیت (Q) یک پارامتر حیاتی است که قدرت برهمکنش های نور-ماده را مشخص می کند. حفره هایی با فاکتورهای کیفیت بالاتر، توانایی محدود کردن موثر نور و در نتیجه افزایش تعاملات نور-ماده را دارند. این ویژگی در کاربردهای مختلف مانند لیزرها، فیلترها، تولید هارمونیک و حسگرها اهمیت زیادی دارد. طرح‌های مختلفی برای بهبود فاکتورهای کیفیت در ریزحفره‌ها، مانند میکرودیسک‌ها، ریزحفره‌های بازتابنده براگ و کریستال‌های فوتونی پیشنهاد شده‌اند. در بالای مخروط نور ساختارهای نواری، حالت های محدود بدون نشت تابشی انرژی نیز قابل دسترسی هستند، یعنی حالت های محدود در پیوستار (BIC). BIC یک روش تعمیم‌یافته برای به دست آوردن تشدیدهای فاکتور با کیفیت فوق‌العاده ارائه می‌کند، در نتیجه تبدیل به مکانیزمی قدرتمند برای تقویت برهم‌کنش‌های ماده نور می‌شود که در لیزرهای آستانه پایین، سنجش چند طیفی و تولید هارمونیک بالا کاربرد پیدا کرده است. شکل 1 شبکه های هیبریدی BIC. (ac) نمودار شماتیک شبکه BIC محافظت شده با تقارن بدون کانال تشعشعی (a)، شبکه شبه BIC یکنواخت با کانال تابشی باز برای همه تشدید کننده ها با شکست تقارن (b) و شبکه شبه BIC هیبریدی با تبادل نیمه باز کانال تابشی در امتداد محور x (c). (© Opto-Electronic Science) برای یک BIC معمولی، یک رابطه کمی درجه دوم بین Q و بردار موج (k) وجود دارد و معمولاً یک اختلال کوچک در k منجر به زوال سریع Q می‌شود. با این حال، نقص و اختلالات ناگزیر هستند. در طول پردازش معرفی شد که به میزان زیادی ضریب کیفیت تشدیدها را در نمونه های واقعی کاهش می دهد. ایده ادغام BIC با تعدیل ضریب نمایی بین Q و k (از -2 به -6) شروع می شود که تا حد زیادی میزان زوال Q را کاهش می دهد و مکانیزم بسیار مؤثری را ارائه می دهد. اما این رویکرد مستلزم کنترل دقیق ابعاد هندسی ریزساختارها است و فقط برای سازه‌های نواری که به طور همزمان دارای BIC‌های تصادفی و محافظت‌شده با تقارن هستند، با الزامات نسبتاً سخت قابل استفاده است. اخیراً، گروه Longqing Cong در دانشگاه علوم و فناوری جنوبی (SUSTech) رویکرد کلی تری را برای بهبود عوامل کیفیت کلی و استحکام BIC محافظت شده با تقارن پیشنهاد کرده است. بر خلاف روش مرسوم دستیابی به شبه BIC با شکستن تقارن تشدید کننده ها به طور یکنواخت در کل شبکه فرامواد (شکل 1a و b را ببینید)، آنها بطور انتخابی تقارن محلی C2 کل شبکه را حفظ می کنند به طوری که تلفات تابشی می تواند کاهش یابد و ضریب کیفیت آرایه بهبود یابد (شکل 1c را ببینید). شکل 2 بهبود قابل توجه Q در شبکه های هیبریدی BIC و استحکام در برابر عیوب ساخت. (الف) تکامل Q تابشی در مقابل درجه عدم تقارن برای شبکه‌های U-qBIC، Ht-BIC، Hx-BIC و Hq-BIC. فاکتورهای کیفی کلی در سلول های واحد هیبریدی با چگالی تشعشع کمتر بهبود یافته است. (ب) تأثیرات نقص ساخت بر عوامل کیفیت در چهار سناریو. (© Opto-Electronic Science) این یک روش تعمیم یافته است که می تواند به هر BIC محافظت شده با تقارن بدون نیاز به طراحی دقیق هندسی یا انتخاب باند گسترش یابد. با توجه به تجزیه و تحلیل کمی و کیفی، شبکه ترکیبی BIC می تواند به ضریب کیفیتی بیش از 14.6 برابر بیشتر از شبکه معمولی دست یابد (شکل 2a). با افزایش ضریب تناسبی بین Q و k، استحکام ضریب کیفیت سطوح BIC هیبریدی در برابر اختلالات و سایر اختلالات بهبود می‌یابد و در نتیجه بدتر شدن فاکتور کیفیت در دستگاه‌های واقعی را کاهش می‌دهد. این یک رویکرد کلی تر و ساده تر برای دستیابی به یک عامل با کیفیت بالا ارائه می دهد (شکل 2b). از طریق تجزیه و تحلیل فضای متقابل شبکه، شبکه ترکیبی BIC می‌تواند به طور همزمان حالت‌های ویژه نقاط X، Y و M شبکه یکنواخت BIC را به نقطه Γ تا بزند، به طوری که می‌توان رزونانس‌های متعدد فانو را در تابش میدان دور مشاهده کرد. (شکل 3). شکل 3 BIC هیبریدی مرتبه بالا تعمیم یافته. (الف، ب) تصاویر میکروسکوپی از فراسطحهای Ht-BIC و Hq-BIC با سه و یک تشدید کننده نامتقارن از چهار در یک ابرسلول 2×2، به ترتیب، و دوره 2a در امتداد هر دو محور x و y است. نوار مقیاس، 20 میکرومتر. (ج) نمودار شماتیک تا شدن نوار از شبکه U-qBIC (سیاه) به Ht-BIC/Hq-BIC (قرمز) در ناحیه بریلوین. (د) طیف دامنه انتقال شبیه‌سازی شده سطوح Ht-BIC (چپ) و Hq-BIC (راست) در درجه عدم تقارن 2.97%. (© Opto-Electronic Science) رزونانس های فانو با فاکتور چندگانه با کیفیت بالا در تولید پالس، سنجش، ارتباطات و غیره بسیار مهم هستند، به ویژه برای توسعه حسگر و ارتباطات بی سیم نسل بعدی مبتنی بر فوتونیک تراهرتز. این بینش‌های جدیدی را در مورد ادغام متاسطحها و فوتونیک تراهرتز برای تسهیل توسعه آنها در زمینه‌های مختلف ارائه می‌دهد. این کار مفهوم فیزیکی BIC را بیشتر غنی می کند و چشم انداز فرامواد و فوتونیک تراهرتز را گسترش می دهد. این تیم یافته های خود را در علوم نوری-الکترونیک ("حالت های کران ترکیبی در پیوستار در فراسطح های تراهرتز").

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• ضرب کردن آینده با آدرین اشلی. دسترسی به اینجا.
• خرید و فروش سهام در شرکت های PRE-IPO با PREIPO®. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63062.php