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物理学 > 光学

arXiv:1508.02731v1 (physics)
[提交于 2015年8月11日 ]

标题: 所有介质纳米天线用于电磁导波模式的单向激发

标题: All-dielectric nanoantennas for unidirectional excitation of electromagnetic guided modes

Authors:Sergey Lee, Denis Baranov, Alexander Krasnok, Pavel Belov
摘要: 通过在纳米尺度上对其环境进行结构化设计,对单个量子发射器的辐射强度和方向进行工程设计是现代纳米光子学的核心。 最近发现的表现出光自旋-轨道耦合的系统在这一背景下特别引人关注。 在本文中,我们展示了由位于其表面凹槽中的点偶极子源不对称激发高折射率亚波长介电纳米颗粒,会导致形成类似圆偏振偶极子或四极子的手性近场。 通过数值模拟,我们表明这种效应是由于纳米颗粒内部更高阶多极(四极和八极)模式的激发所致。 我们利用这种效应实现了介电波导和表面等离激元极化子模式的单向激发。 我们实现了介电波导的前向-后向比值高达5.5,而等离激元的前向-后向比值高达7.5。 我们的结果对于集成纳米光子学和量子信息处理系统具有重要意义。
摘要: Engineering of intensity and direction of radiation from a single quantum emitter by means of structuring of their environment at the nanoscale is at the cornerstone of modern nanophotonics. Recently discovered systems exhibiting spin--orbit coupling of light are of particular interest in this context. In this Letter, we have demonstrated that asymmetrical excitation of a high-index subwavelength dielectric nanoparticle by a point dipole source located in a notch at its surface results in formation of a chiral near field, which is similar to that of a circularly polarized dipole or quadrupole. Using numerical simulations, we have shown that this effect is the result of a higher multipole (quadrupole and octupole) modes excitation within the nanoparticle. We have applied this effect for unidirectional excitation of dielectric waveguide and surface plasmon-polariton modes. We have achieved the value of front--to--back ratio up to 5.5 for dielectric waveguide and to 7.5 for the plasmonic one. Our results are important for the integrated nanophotonics and quantum information processing systems.
主题: 光学 (physics.optics)
引用方式: arXiv:1508.02731 [physics.optics]
  (或者 arXiv:1508.02731v1 [physics.optics] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1508.02731
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Alexsandr E Krasnok [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2015 年 8 月 11 日 20:27:39 UTC (2,829 KB)
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