Tailoring topological nature of merging bound states in the continuum by manipulating structure symmetry of the all-dielectric metasurface

物理 拓扑(电路) 太赫兹辐射 光子学 谐振器 光学 数学 组合数学
作者
Guangcheng Sun,Yue Wang,Yaohe Li,Zijian Cui,Wenshuo Chen,Kuang Zhang
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:109 (3) 被引量:47
标识
DOI:10.1103/physrevb.109.035406
摘要

Photonic bound states in the continuum (BIC) promise a versatile platform for construction of optical resonators with highly confined electromagnetic fields and ultralong radiative lifetime. Merging multiple BIC can enable suppression of out-of-plane radiative losses and further boost the quality (Q) factor of the resonance state. However, current studies on merging BIC (M-BIC) are primarily restricted to the elementary BIC with topological charge $\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}1$, which hinders further improvement of the performance of optical resonators. Here, an all-silicon terahertz metasurface (THz-MS) is investigated that supports the symmetry-protected BIC (SP-BIC) with topological charge $\ensuremath{-}2$ and accidental BIC (A-BIC) with topological charge $\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}1$ simultaneously. Empowered by the topological nature of BIC, we merge twelve A-BIC with a higher-order SP-BIC at the $\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}$ point. By tailoring in-plane mirror symmetry of the THz-MS, we achieve M-BIC at almost arbitrary position in the momentum space. Unlike original isolated BIC, M-BIC manifests the dramatic enhancement of the Q factors of nearby resonances and are robust against radiation losses introduced by fabrication imperfections. Our work presents a paradigm for realizing higher-order at-$\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}$ M-BIC and momentum-steerable M-BIC that can substantially enhance light-matter interaction and further improve the performance of terahertz optoelectronic devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
莫舒然发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
wzx完成签到,获得积分20
3秒前
斯文莺完成签到,获得积分10
4秒前
甜橘完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Wolfe发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
青雉完成签到,获得积分10
6秒前
王伯文发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.4应助丸子鱼采纳,获得10
6秒前
ChocolatChaud发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
KKK完成签到,获得积分10
7秒前
万能图书馆应助欢喜无价采纳,获得10
7秒前
7秒前
liushikai应助崔鑫采纳,获得20
7秒前
喜悦青筠完成签到,获得积分10
8秒前
fafa发布了新的文献求助10
8秒前
千枼发布了新的文献求助20
8秒前
8秒前
8秒前
ding应助芋头喵喵采纳,获得10
9秒前
jesse完成签到,获得积分10
9秒前
曾文治完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
俭朴千万完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
婉妤发布了新的文献求助10
11秒前
xy发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
沐沐1003完成签到,获得积分10
13秒前
1234发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
核桃发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
独特如之发布了新的文献求助10
16秒前
西北孤傲的狼完成签到,获得积分10
16秒前
anasy完成签到,获得积分0
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6126816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7954749
关于积分的说明 16504963
捐赠科研通 5246179
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2801957
邀请新用户注册赠送积分活动 1783249
关于科研通互助平台的介绍 1654413