光物理学：時間対称性の破れたメタ表面における共鳴の光制御

アクティブメタ表面の調整可能性は、主に共鳴波長のシフトまたは材料損失の増加によって、それぞれ共振モードをスペクトル的に離調するまたはクエンチングすることに依存している。しかし、いずれの方法も、例えばQ値の限界や近距離場増強の制御の限界、遠距離場とのモードの完全な結合および分離による共鳴のオン/オフ切り替えができないといった根本的な限界に直面している。今回我々は、超高速の光ポンピングによりメタ表面における時間対称性の破れを実証し、放射損失により駆動される共鳴チューニングを実験的に実現するとともに、共鳴の生成、消滅、拡大、縮小を可能にした。我々は、この時間的制御を可能にするため、復元された対称性保護型連続準位中束縛状態を導入した。それらの単位胞は幾何学的に非対称であるにもかかわらず、放射連続状態との結合が完全に抑制されたままであり、今回の研究では、これは2つの等強度の反対称双極子によって実現されている。こうした単位胞の部分的な選択的ミー共鳴ポンピングを用いることにより、それらの双極子のバランスを修正して、共鳴を生成・消滅するのみならず、線幅、振幅、近接場増強を調整することができ、これは、光通信、量子通信、時間結晶、フォトニック回路などへの応用につながる可能性がある。

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