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周期性对立方体硅超表面光学响应的影响( The influence of periodicity on the optical response of cube silicon metasurfaces )
S Shen Z Ruan S Li Y Yuan H Tan
全介质元表面由于具有低损耗的电磁波控制能力而引起了人们的广泛关注。然而,与单个纳米颗粒控制电磁波的物理基础研究相比,全介质元表面周期性对其控制电磁波影响的基础性研究还很不足。因此,本文的目的是进一步探讨和强调元表面的周期性对其光学性能、电磁响应和耦合的影响,并描述上述理论探索在器件设计中的应用。我们首先研究了立方体硅元表面在近红外波段的周期性所引起的一些光学性能,发现这些现象不能用组成元表面的单个纳米颗粒的Mie共振来解释,而是用晶格共振理论和导模共振滤波理论来解释。然后利用多极展开法分析了周期性对元表面电磁响应和耦合的影响。我们强调阵列纳米粒子之间的电磁耦合增强了元表面中的偶极子和八极子辐射,并分析了这些辐射是如何增强的。我们还研究了导模共振引起的一些现象和应用,为今后的设计提供了参考。本研究结果可能在激光器、反射器、吸收器、探测器等领域有潜在的应用,并通过调整与周期性相关的元表面尺寸,为特定性能器件的设计提供理论依据。
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