Extreme Diffraction Control in Metagratings Leveraging Bound States in the Continuum and Exceptional Points

衍射 物理 束缚态 量子力学
作者
Zi‐Lan Deng,Feng‐Jun Li,Huanan Li,Xiangping Li,Andrea Alù
出处
期刊:Laser & Photonics Reviews [Wiley]
卷期号:16 (6) 被引量:44
标识
DOI:10.1002/lpor.202100617
摘要

Resonance coupling in non-Hermitian systems can lead to exotic features, such as bound states in the continuum (BICs) and exceptional points (EPs), which have been widely employed to control the propagation and scattering of light. Yet, similar tools to control diffraction and engineering spatial wavefronts have remained elusive. Here, we show that, by operating a suitably tailored metagrating around a BIC and EPs, it is possible to achieve an extreme degree of control over coupling to different diffraction orders in metasurfaces. We stack subwavelength metallic slit arrays on a metal-insulator-metal waveguide, enabling a careful control of the coupling between localized and guided modes. By periodically tuning the coupling strength from weak to strong, we largely tailor the overall spectrum and enable the emergence of singular features, like BICs and EPs. Perfect unitary diffraction efficiency with large spectrum selectivity is achieved around these singular features, with promising applications for arbitrary wavefront shaping combined with filtering and sensing.
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