光学材料：連続体における固有キラル束縛状態の観測

スピン角運動量を持つ光子には固有のキラリティーがあり、非線形光学、量子光学、トポロジカルフォトニクス、キロプティクスなど多くの現象の基礎となっている。天然の材料では固有キラリティーは弱く、最近の理論的提案は、光と物質のキラル相互作用を大きく増強させる連続体の束縛状態を支える共鳴メタ表面によって円二色性を増大させることを目指していた。多くの知見が得られるこうした研究は、三次元の精緻な幾何学形状に依存しており、これを光周波数で実現するのはあまりにも困難である。そのため、強い円偏光二色性を示す実験的試みの大半は、斜め入射や構造異方性を使用することによる偽/外因性のキラリティーに依存している。今回我々は、斜め形状を操作することによって面内および面外の対称性を破る共鳴メタ表面を用いて、真/固有のキラル応答を実現した実験について報告する。今回の結果は、連続体における固有キラル束縛状態について我々の知る限り初の観測で、その円二色性は0.93と1に近く、可視周波数におけるQ値は2663以上と高い。今回のキラルなメタ表面は、キラルな光源や検出器、キラルセンシング、バレートロニクス、不斉光触媒において非常に多くの応用につながる可能性がある。

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