无极化波的驻波表面

《Matter》：Standing surface wave for anapole

介电-等离子体混合系统通过表面驻波激发实现电磁多极子可控调控，首次发现极化切换可快速转换非辐射安培子与磁共振散射态，为动态光电器件设计提供新方法。

　　

进展与潜力

电磁多极子之间的相互作用是纳米尺度光操控的基础，而多极子工程是基于米氏共振的纳米光子学中的关键概念之一。传统方法主要依赖于谐振器几何形状或材料特性的精心设计。为了实现这一基础研究目标，我们提出了一种创新策略，并对介电-等离子体混合系统中电磁多极子的可控和选择性激发进行了全面研究。这项工作的新颖之处在于其在提供基础理论和概念验证方面的三个方面的贡献：(1) 我们提出的通用理论揭示了一个令人惊讶的优势，即通过驻波激发可以实现多极子的操控，甚至抑制更高阶的多极子。我们的理论从根本上避免了复杂的结构或材料参数设计所带来的挑战，这可能为功能性超光子器件提供新的思路。(2) 我们提出了一种使用表面波而非空间波的激发方法，这种方法不仅提高了实验平台的灵活性，还促进了器件的小型化和集成。更重要的是，通过集成超表面耦合器来生成更复杂的结构化表面等离子体波，介电-等离子体混合系统有望通过同时控制磁表面等离子体和电表面等离子体，解锁更多调控光与物质相互作用的新自由度。(3) 作为所提理论的概念验证，我们首次报道了一种使用表面驻波激发经典非辐射源——无极子的直接方法。此外，结构化表面波使得无辐射无极子状态与磁共振散射之间的高对比度转换成为可能，为有源光学器件提供了更大的设计空间。总体而言，这项工作展示了通过等离子体结构光与介电谐振器的独特组合来操控光与物质相互作用的方法，有望激发新的散射相关基础研究和应用。

亮点

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可以通过驻波照明实现多极子的操控

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使用表面等离子体波来调控光与物质相互作用

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首次使用表面驻波激发了非辐射无极子

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验证了无极子状态与共振状态之间的偏振控制切换

总结

非辐射无极子为在亚波长光子结构中控制光提供了新的可能性。然而，实现纯粹的无极子状态仍然具有相当大的挑战性，更不用说实现其动态可调性了。在这里，我们首次报道了在驻波表面照明下的无极子激发。具体来说，通过改变入射线的线性偏振方向，可以选择性地激发具有相反散射奇偶性的多极子，从而实现无辐射无极子状态与共振辐射状态之间的快速偏振控制调制。此外，研究发现增加驻波配置的旋转对称性可以进一步抑制更高阶的多极子，并提高无极子状态的纯度。我们的工作表明，通过等离子体结构光与介电谐振器的独特组合，可以灵活地调控电磁激发和辐射状态的动态切换，这可能为米氏共振纳米光子学提供新的见解，并在超光子器件中找到应用。

图形摘要