Tailoring the multipoles in THz toroidal metamaterials

超材料 激光线宽 共振(粒子物理) 谐振器 物理 偶极子 激光阈值 光子超材料 光学 等离子体子 Q系数 太赫兹辐射 光电子学 原子物理学 量子力学 激光器
作者
Longqing Cong,Yogesh Kumar Srivastava,Ranjan Singh
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:111 (8) 被引量:36
标识
DOI:10.1063/1.4993670
摘要

The multipoles play a significant role in determining the resonant behavior of subwavelength resonators that form the basis of metamaterial and plasmonic systems. Here, we study the impact of multipoles including toroidal dipole on the resonance intensity and linewidth of the fundamental inductive-capacitance (LC) resonance of a metamaterial array. The dominant multipoles that strongly contribute to the resonances are tailored by spatial rearrangement of the neighboring resonators such that the mutual interactions between the magnetic, electric, and toroidal configurations lead to enormous change in the linewidth as well as the resonance intensity of the LC mode. Manipulation of the multipoles in a metamaterial array provides a general strategy for the optimization of the quality factor of metamaterial resonances, which is fundamental to its applications in broad areas of sensing, lasing and nonlinear optics where stronger field confinement plays a significant role.
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