(а) (б) Схема периодических кремниевых нанодисков при наклонном освещении s- или p-поляризованной плоской волной. ED-SLR или MD-SLR возникает из-за дифракционного взаимодействия (обозначенного светящимися полосами) локализованного Mie EDR или MDR в отдельных нанодисках, как показано синими или красными двунаправленными стрелками. Спектральное перекрытие ED-SLR и MD-SLR вызывает эффект Керке на резонансной решетке. (e) s-поляризация и (d) (f) p-поляризация. Красные кружки указывают на возникновение эффекта Керкера на резонансной решетке.
Кредит: Нано Исследования. DOI: 10.1007/s12274-022-4988-9

Используя полностью диэлектрические наноструктуры, свет может рассеиваться в строго определенном направлении, что является так называемым обобщенным эффектом Керкера. Однако эти эффекты обычно не зависят от поляризации или реализуются только для определенной поляризации.

Исследовательская группа под руководством доктора Ли Гуанъюаня из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук (CAS) предложила и экспериментально продемонстрировала управляемые поляризацией эффекты Керкера с двойной решеткой в ​​периодических кремниевых наностержнях.

Эти результаты позволяют активно настраивать эффекты Керкера, изменяя падающую поляризацию или угол, и могут использоваться в различных приложениях, включая управление направлением, поляризацией и фазой рассеянного света, которые необходимы в нанофотонных чипах.

Это исследование было опубликовано в Nano Research.

В двухрешеточных эффектах Керкера углы падения (нулевое отражение и унитарное пропускание), называемые решеточными углами Керкера, могут быть одинаковыми или разными для s- и p-поляризаций в зависимости от выбора диаметр и высота кремниевых нанодисков. Эти углы Керкера решетки можно дополнительно настраивать в больших пределах, изменяя периоды решетки в обоих направлениях.

Другие обобщенные эффекты Керкера, описанные в литературе, в основном работают при нормальном падении и реализуются путем изменения геометрических параметров. Это требует строгого выбора параметров и очень тщательного изготовления. «Благодаря введению эффекта решетки можно реализовать так называемый решеточный эффект Керкера путем изменения угла падения. Это преимущество позволяет активно настраивать эффект Керкера в образце после изготовления и, таким образом, значительно облегчает проектирование и изготовление», — говорится в сообщении. Доктор Ли.

Неожиданным явлением является то, что мультиполи высокого порядка, такие как электрические и магнитные квадруполи, также участвуют и становятся важными, когда периодические кремниевые нанодиски наклонно освещаются p-поляризованным светом. Это приводит к различным дисперсионным соотношениям между электрическим дипольным поверхностным решеточным резонансом (ED-SLR) при p-поляризации и магнитным дипольным поверхностным решеточным резонансом (MD-SLR) при s-поляризации, что приводит к различным решеточным углам Керкера для s- и p-поляризации.