双曲声子极化激元的近场调控综述

• Published in: 红外与毫米波学报 Vol. 42; no. 5; pp. 611 - 621
• Main Authors: 马磊, 孙聊新, 刘锋
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术全国重点实验室,上海 200083%中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术全国重点实验室,上海 200083%上海师范大学数理学院物理系,上海 200233 01.10.2023; 上海师范大学数理学院物理系,上海 200233
• Subjects: nano-image; 近场调控; 纳米成像; Near-field modulation; 双曲声子极化激元; 红外纳米光子器件; hyperbolic phonon polaritons; Infrared Nanophotonic devices
• ISSN: 1001-9014
• DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.05.006

O469; 在实际应用中,有效的操控极化激元给纳米光子器件、亚波长成像、异常折射等领域带来了巨大的发展前景从而广受关注,但传统介质材料中的极化激元的调控灵活度相对较低,不能满足现实的广阔需要,成为具有挑战性的难题.然而,声子极化激元作为一种光子——声子强耦合的新型准粒子,与其他的极化激元相比,具有更强的束缚光的能力、更长的寿命以及更低的损耗,在亚波长尺度红外光调控领域能够发挥举足轻重的作用.近年来,随着对二维范德瓦尔斯晶体的相关研究及报道,能够承载双曲声子极化激元的介质材料步入大众视野,并且在具有超高分辨率的纳米成像技术的支持下,很多新颖的近场红外光学现象在多种操控手段下被发掘,这极大地丰富了人们对于极化激元的认知.此综述首先从双曲声子极化激元的机理入手,介绍了声子极化激元的概念、色散关系和近期被广泛关注的双曲介质(h-BN、α-Mo03).随后,总结了双曲声子极化激元在上述介质中的不同传播特性以及多种维度调控下的近场成像分析,例如改变范德华晶体的周围介质环境、谐振腔、金属天线的面内调控等等.最后,我们对声子极化激元的研究进行了展望.多样的调控手段展现了声子极化激元的丰富应用,这对纳米成像、集成光路、纳米透镜等红外纳米光子器件提供可借鉴的途径,同时在未来可能还会衍生出更多新兴领域.