Near-unity circular dichroism enabled by toroidal dipole empowered bound states in the continuum for electrical switching and sensing

圆二色性 物理 光学 偶极子 不对称 折射率 Q系数 功勋 栅栏 环面 光电子学 量子力学 等离子体 结晶学 谐振器 化学
作者
Yang Cheng,Junjie Li,Dongwen Zeng,Wei Liu,Zhengqi Liu,Guiqiang Liu
出处
期刊:Optics Letters [Optica Publishing Group]
卷期号:49 (1): 165-165 被引量:14
标识
DOI:10.1364/ol.509246
摘要

Near-unity circular dichroism (CD) with high quality (Q)-factors has wide applications in chiral lasers, modulators, detectors, etc. In this work, we firstly suggest a feasible approach to realize near-unity CD (∼0.94) with a high Q-factor (>2 × 104) supported by a toroidal dipole (TD) empowered superchiral quasi-bound states in the continuum (BICs) metasurface. Based on intensity, excellent electrical switching is achieved by adjusting the Fermi energy of the graphene on the metasurface. High refractive index sensitivity (136.2 nm/RIU) and figure of merit (1135 RIU-1) demonstrate its superior chiral sensing detection performance. Moreover, the near-unity CD displays a large robustness to the asymmetry offset. Our work paves a feasible avenue for well-designed superchiral quasi-BIC metasurfaces with high Q-factor near-unity CD for chiral applications in electrically tunable modulators, switches, sensors, etc.
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