Kirale kilder til metamateriale-grænsefladebølgeledere

Metamateriale-grænsefladebølgeledere kan begrænse og lede elektromagnetiske (EM) bølger, som har attraktivt potentiale i integreret fotonikfysik og trådløse enheder, fra radiofrekvenser til optiske bånd. Energistrømmen i bølgeledere kan styres fuldt ud ved at sortere nærfeltslysbølgerne efter deres håndhed (kiralitet), som bestemmer retningen for energitransmission. Chiralitetssortering er en vigtig proces at udvikle inden for chiral fotonik. I fremtiden kan chiral-sorteringsmetadevices være fuldt digitaliserede og programmerbare, så rekonfigurerbare ensrettede transmissionsruter og spredningsydelse af de kunstige strukturer kan kontrolleres samtidigt.

For at nå dertil skal vi bedre forstå egenskaberne og de mulige anvendelser af forskellige kanttilstande. Som rapporteret i Avanceret fotonik , samarbejdede forskere fra Southeast University, Dalian Maritime University og University of California i San Diego for at visualisere forskellige ensrettede kantbølger i mikrobølge-metamateriale-grænsefladebølgeledere, baseret på lokaliserede kilder, der bærer spin-vinkelmomentum og orbital vinkelmomentum.

I deres arbejde præsenterer de en lokal lysstrålekilde, der er sammensat af et elektrisk sondearray. Deres design inkluderer et bredbåndsfødningsnetværk for at sikre ydeevnen af ​​lysstrålernes vinkelmoment. Til deres systematiske eksperimenter etablerede de en nærfeltsscanningsplatform til at måle den ensrettede transmission direkte. Baseret på deres observationer af tre kanttilstande – forfalskede overfladeplasmonpolaritoner, linjebølger og daltopologiske isolatorer – vurderer de fordelene og ulemperne ved hver.

Samlet set fremmer denne forskning inden for chiral fotonikvidenskab og fremmer anvendelser af chiral sorteringsteknologi, især til mikrobølgemetadevices. Ifølge den korresponderende forfatter Tie Jun Cui fra State Key Laboratory of Millimeter Waves ved Southeast University i Nanjing:"At udvikle friheden for mikrobølgevinkelmomentum i bølgelederne er meningsfuldt for at øge kanalkapaciteten og designe robuste og fleksible enheder. Baseret på forskellige metamateriale interface bølgeledere, nye metadevices såsom filtre, splittere, antenner og multipleksere kan bruges bredt i radar og kommunikationssystemer." + Udforsk yderligere

Visualisering af spin-vinkelmomentum i vandbølger