สถานะที่ถูกผูกไว้แบบไฮบริดอยู่ในความต่อเนื่องในเมตาเซอร์เฟสเทราเฮิร์ตซ์

26 พ.ค. 2023 (ข่าวนาโนเวิร์ค) ปัจจัยด้านคุณภาพ (Q) เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่แสดงถึงความแรงของการโต้ตอบระหว่างสสารแสง ช่องที่มีปัจจัยคุณภาพสูงกว่าจะมีความสามารถในการจำกัดแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับสสารดีขึ้น คุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างมากในการใช้งานต่างๆ เช่น เลเซอร์ ตัวกรอง การสร้างฮาร์มอนิก และเซ็นเซอร์ มีการเสนอแผนงานที่แตกต่างกันเพื่อปรับปรุงปัจจัยด้านคุณภาพใน microcavities เช่น microdisks, microcavities ของตัวสะท้อนแสง Bragg และคริสตัลโฟโตนิก เหนือกรวยแสงของโครงสร้างแถบความถี่ สามารถเข้าถึงสถานะที่ถูกผูกไว้โดยไม่มีการรั่วไหลของพลังงานจากการแผ่รังสีได้ กล่าวคือ สถานะที่ถูกผูกไว้ในความต่อเนื่อง (BIC) BIC นำเสนอวิธีการทั่วไปเพื่อให้ได้แฟคเตอร์เรโซแนนซ์คุณภาพสูงเป็นพิเศษ จึงกลายเป็นกลไกที่ทรงพลังในการปรับปรุงปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารแสงที่พบในการใช้งานในเลเซอร์ที่มีเกณฑ์ต่ำ การตรวจจับหลายสเปกตรัม และการสร้างฮาร์โมนิกสูง รูปที่ 1 โครงตาข่าย BIC ไฮบริด (ac) แผนผังของโครงตาข่าย BIC ที่มีการป้องกันสมมาตรโดยไม่มีช่องรังสี (a) โครงข่ายกึ่ง BIC เครื่องแบบสม่ำเสมอพร้อมช่องรังสีที่เปิดสำหรับตัวสะท้อนทั้งหมดโดยการทำลายสมมาตร (b) และโครงตาข่ายกึ่ง BIC แบบไฮบริดที่มีการแลกเปลี่ยนช่องรังสีครึ่งช่องแบบเปิด ตามแนวแกน x (c) (© Opto-Electronic Science) สำหรับ BIC ทั่วไป มีความสัมพันธ์เชิงปริมาณกำลังสองระหว่าง Q และเวกเตอร์คลื่น (k) และโดยปกติแล้วการรบกวนเล็กน้อยใน k จะนำไปสู่การเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วของ Q อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องและความผิดปกติย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้ แนะนำในระหว่างการประมวลผลซึ่งช่วยลดปัจจัยด้านคุณภาพของเสียงสะท้อนในตัวอย่างจริงได้อย่างมาก แนวคิดในการรวม BIC เริ่มต้นด้วยการปรับสัมประสิทธิ์เอ็กซ์โปเนนเชียลระหว่าง Q และ k (ตั้งแต่ -2 ถึง -6) ซึ่งช่วยลดอัตราการเสื่อมสภาพของ Q ได้อย่างมาก และทำให้เกิดกลไกที่มีประสิทธิภาพมาก แต่วิธีการนี้จำเป็นต้องมีการควบคุมมิติทางเรขาคณิตของโครงสร้างจุลภาคอย่างแม่นยำ และใช้ได้เฉพาะกับโครงสร้างแถบความถี่ที่มี BIC ที่มีการป้องกันสมมาตรและไม่ได้ตั้งใจพร้อมๆ กัน โดยมีข้อกำหนดที่ค่อนข้างเข้มงวด เมื่อเร็วๆ นี้ กลุ่มของ Longqing Cong จาก Southern University of Science and Technology (SUSTech) ได้เสนอแนวทางที่ครอบคลุมมากขึ้น เพื่อปรับปรุงปัจจัยด้านคุณภาพโดยรวมและความทนทานของ BIC ที่มีการป้องกันแบบสมมาตร แตกต่างจากวิธีการทั่วไปในการบรรลุ quasi-BIC โดยการทำลายความสมมาตรของเครื่องสะท้อนเสียงอย่างสม่ำเสมอในโครงตาข่ายทั้งหมดของ วัสดุ (ดูรูปที่ 1a และ b) พวกเขาเลือกรักษาสมมาตร C2 ในพื้นที่ของโครงตาข่ายทั้งหมดเพื่อลดการสูญเสียการแผ่รังสีและปัจจัยด้านคุณภาพของอาเรย์ได้รับการปรับปรุง (ดูรูปที่ 1c) รูปที่ 2 การปรับปรุง Q อย่างมีนัยสำคัญในโครงตาข่าย BIC แบบไฮบริดและความทนทานต่อความไม่สมบูรณ์ของการประดิษฐ์ ( a ) วิวัฒนาการของรังสี Q เทียบกับระดับความไม่สมมาตรสำหรับ U-qBIC, Ht-BIC, Hx-BIC และ Hq-BIC lattices ปัจจัยด้านคุณภาพโดยรวมได้รับการปรับปรุงในเซลล์ยูนิตไฮบริดที่มีความหนาแน่นของรังสีลดลง (b) อิทธิพลของความไม่สมบูรณ์ในการผลิตต่อปัจจัยด้านคุณภาพในสถานการณ์ทั้งสี่ (© Opto-Electronic Science) นี่เป็นวิธีการทั่วไปที่สามารถขยายไปยัง BIC ที่มีการป้องกันความสมมาตร โดยไม่ต้องมีการออกแบบทางเรขาคณิตหรือการเลือกวงดนตรีที่แม่นยำ จากการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ โครงตาข่าย BIC แบบไฮบริดสามารถบรรลุปัจจัยด้านคุณภาพได้มากกว่า 14.6 เท่าของโครงตาข่ายทั่วไป (รูปที่ 2a) ด้วยการเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ตามสัดส่วนระหว่าง Q และ k ความทนทานของปัจจัยด้านคุณภาพของพื้นผิว BIC แบบไฮบริดต่อความผิดปกติและการรบกวนอื่นๆ จะได้รับการปรับปรุง ซึ่งช่วยลดการเสื่อมสภาพของปัจจัยด้านคุณภาพในอุปกรณ์จริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ นี่เป็นแนวทางทั่วไปและเรียบง่ายมากขึ้นในการบรรลุปัจจัยคุณภาพสูง (รูปที่ 2b) ด้วยการวิเคราะห์พื้นที่ซึ่งกันและกันของโครงตาข่าย BIC แบบไฮบริดสามารถพับไอเกนสเตตของจุด X, Y และ M ของโครงตาข่าย BIC แบบสม่ำเสมอไปที่จุด Γ ได้พร้อมกัน เพื่อให้สามารถสังเกตการสั่นพ้องของ Fano หลายรายการในการแผ่รังสีระยะไกล (รูปที่ 3) รูปที่ 3 BIC ไฮบริดลำดับสูงทั่วไป ( a, b ) ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ของ metasurfaces Ht-BIC และ Hq-BIC ที่มีตัวสะท้อนเสียงแบบอสมมาตรสามตัวและหนึ่งตัวจากสี่ตัวในซูเปอร์เซลล์ 2 × 2 ตามลำดับ และระยะเวลาคือ 2a ตามแกน x และ y สเกลบาร์ 20 µm ( c ) แผนผังของการพับวงดนตรีจากโครงตาข่าย U-qBIC (สีดำ) ถึง Ht-BIC / Hq-BIC (สีแดง) ในโซน Brillouin (d) สเปกตรัมแอมพลิจูดการส่งผ่านจำลองของ metasurfaces Ht-BIC (ซ้าย) และ Hq-BIC (ขวา) ที่ระดับความไม่สมมาตร 2.97% (© Opto-Electronic Science) เสียงสะท้อนของ Fano ปัจจัยคุณภาพสูงหลายตัวมีความสำคัญมากในการสร้างพัลส์ การตรวจจับ การสื่อสาร ฯลฯ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาการตรวจจับและการสื่อสารไร้สายยุคถัดไปโดยใช้โฟโตนิกแบบเทราเฮิร์ตซ์ สิ่งนี้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการหลอมรวม metasurfaces และโฟโตนิกส์เทราเฮิร์ตซ์เพื่ออำนวยความสะดวกในการพัฒนาในสาขาที่หลากหลาย งานนี้จะช่วยเพิ่มความหมายทางกายภาพของ BIC และขยายมุมมองของ metamaterials และ terahertz photonics ทีมงานได้เผยแพร่การค้นพบของพวกเขาใน วิทยาศาสตร์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ (“สถานะที่ถูกผูกไว้แบบไฮบริดในความต่อเนื่องใน metasurfaces เทราเฮิร์ตซ์”).

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตไอสตรีม. ข้อมูลอัจฉริยะ Web3 ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• การสร้างอนาคตโดย Adryenn Ashley เข้าถึงได้ที่นี่.
• ซื้อและขายหุ้นในบริษัท PRE-IPO ด้วย PREIPO® เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63062.php