Magneto-optical metasurfaces for high-Q perfect absorption with quasi-bound states in the continuum

光学 介电常数 物理 材料科学 吸收(声学) 偶极子 光电子学 凝聚态物理 电介质 量子力学 冶金
作者
Haosen Zhang,Guo Ping Wang,Kedi Wu
出处
期刊:Optics Letters [The Optical Society]
卷期号:49 (16): 4654-4654
标识
DOI:10.1364/ol.536497
摘要

We present a novel, to the best of our knowledge, magneto-optical (MO) metasurface composed of a bismuth iron garnet (BIG) nanocube array, designed to achieve near-perfect absorption through quasi-bound states in the continuum ( Q BICs). This metasurface supports a stable Q BIC mode induced by MO-induced permittivity terms that break the symmetry of the permittivity tensors, corresponding to a longitudinal electric dipole (ED) mode. By integrating graphene to introduce material loss, the absorption reaches 99.6% at a wavelength of 1512.3 nm with a Q factor of 9440, despite monolayer graphene’s inherent absorption being only 2.3%. The inherent transverse ED background mode, with high reflection and low Q , helps decrease the radiative loss of the Q BIC mode, allowing the structure to surpass the 50% absorption limit. This approach offers a simplified pathway for designing high- Q metasurface perfect absorbers, with potential applications in optical switches and modulators.
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