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:33
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
CC完成签到,获得积分10
1秒前
默默姿完成签到,获得积分20
1秒前
liuxl完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
LewisAcid应助loptkliu采纳,获得50
1秒前
2秒前
苏su发布了新的文献求助10
2秒前
zy完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
解放之鼓完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
就在咫尺之间完成签到 ,获得积分10
3秒前
深情安青应助小白采纳,获得10
3秒前
桐桐应助汉堡上的鸽子粪采纳,获得10
3秒前
3秒前
开心超人完成签到,获得积分10
3秒前
FashionBoy应助开朗嵩采纳,获得10
3秒前
先一发布了新的文献求助10
4秒前
搜集达人应助wei采纳,获得10
4秒前
aiwdb发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
王sy完成签到,获得积分10
5秒前
子子完成签到,获得积分10
5秒前
xcz完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
脑洞疼应助十三采纳,获得10
6秒前
乐乐应助白学长采纳,获得10
6秒前
xychen完成签到,获得积分10
6秒前
泡泡泡芙发布了新的文献求助10
6秒前
无极微光应助未酱采纳,获得20
6秒前
冷静新瑶完成签到,获得积分10
6秒前
明亮的嚣发布了新的文献求助10
6秒前
Kayla发布了新的文献求助10
7秒前
zhnf1179完成签到,获得积分10
7秒前
showhand发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
斯文败类应助李Li采纳,获得10
8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 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
Digital and Social Media Marketing 600
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5991780
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7439810
关于积分的说明 16062902
捐赠科研通 5133395
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2753529
邀请新用户注册赠送积分活动 1726334
关于科研通互助平台的介绍 1628329