您目前的位置: 首页» 科学研究» 科研动态

涡旋光束的表面等离激元相控阵天线


涡旋光束的表面等离激元相控阵天线

近日,华北电力大学数理学院凝聚态物理研究所杨大杰博士在纳米光学顶级期刊《Nano Letters》上发表了题为:Interactions between plasmonic nanoantennas and vortex beams的研究论文。《Nano Letters》是美国化学会(ACS)旗下顶级学术期刊,SCI一区,在国际纳米材料领域具有权威影响力。

文章深入研究了轨道角动量(OAM)自由度下表面等离激元纳米结构与光的相互作用。光的轨道角动量为光与物质的相互作用提供了一个新的自由度,然而如何用这个物理维度来控制这种相互作用仍然是一个开放的问题。在本文中,杨大杰等人开发了一种支持光学OAM模拟的数值方法,从而提出包含OAM物理维度的复杂表面等离激元行为的深刻见解。文章从理论上证明了等离激元纳米结构可以作为高效的天线来接收和定向辐射OAM光束的能量。光学OAM和自旋角动量(SAM)之间的相互作用导致新的等离激元极化和二次辐射,离开OAM光源技术这些是无法实现的。对于阵列纳米天线,通过波束的OAM可控制表面等离激元子单元间的相位延迟,利用表面等离激元子单元在远场的相干作用可实现定向辐射,其功能类似于相控阵天线。这些发现在OAM领域拓展了我们对纳米表面等离激元的认识,在量子信息处理和超弱生化信号的动态及超分辨率传感方面具有广阔的前景。

文章第一作者及通讯作者为华北电力大学杨大杰博士,共同通讯作者为武汉大学王取泉教授,金日成综合大学(朝鲜)Song-JinIm教授。

文章链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01926

表面等离激元二元阵天线定向辐射机制。

表面等离激元二维相控阵天线定向辐射机制。