本技术介绍了一种三维手性超材料自旋选择性吸收开关的设计方法。该方法涉及以下步骤:S1,依据金属-电介质-金属模型构建基本结构;S2,基于S1中的基本结构进行优化设计。
背景技术
手性是一种描述结构几何对称性的物理性质,其定义为物体无法通过平移或旋转与其自身镜像重合。具有手性的物体广泛存在于自然界中,比如蛋白质分子、石英晶体、螺旋形的贝壳等。手性结构可以产生神奇的光学效应,比如圆二色特性(CD,CircularDichroism)和圆双折射特性(CB,Circular Birefringence),可广泛应用于医学诊断、通信等领域。然而,由于天然手性材料的尺寸和入射光波长的不匹配,这些天然材料的手性光学响应通常很弱,从而阻碍了手性的研究与应用。
近年来,超材料或超表面的发展为实现显著的手性光学响应提供了新奇的途径。它们是由亚波长单元结构组成的人工周期性阵列,通过巧妙地设计结构单元的几何形貌,可以轻易地打破其空间对称性,从而显著增强结构的手性光学响应,这在理论研究和实际应用中引起了极大的关注。基于其对两个正交圆偏振光的不同折射率,人们提出了许多不对称传输和偏振转换器件,用于手性探测、光学传感等领域。大多数手性超材料仅被用于增强圆二色性响应,很少有结构能仅通过简单地改变结构参数,就可以实现从偏振不敏感的吸收器向手性自旋选择性吸收器的切换。
实现思路