Dual terahertz slow light plateaus in bilayer asymmetric metasurfaces
Dual terahertz slow light plateaus in bilayer asymmetric metasurfaces
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双层不对称超表面中的双太赫兹慢光平台
DOI：
10.1364/ome.9.001608
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发表时间：
2019-04
影响因子：
2.8
通讯作者：
Shi Wangzhou
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhao Zhenyu;Gu Zhidong;Zhao Hui;Shi Wangzhou
这项工作通过调谐环形磁动量和磁偶极子动量之间的相消干涉，理论上提出了双太赫兹(THz)慢光平台。变形表面为夹层结构。在聚酰亚胺薄膜的一侧形成金属切线图案，在另一侧形成非对称布局的矩形开环谐振器。通过将SRR沿切割线从切割线的顶端平移到切割线的底端，在一定的位移范围内在透明窗口中发现双慢光平台。当位移达到9μm时，最大群延迟为40.4ps。电磁场的数值映射表明，金属切割线上的电偶极子产生局域环向磁动量，而开关磁阻抗振荡产生磁偶极子动量。这两个动量具有相反的方向，它们将在一定的位移下相互排斥，从而创建透明窗口。此外，在前述两种机制同时工作的情况下，在双层亚表面之间发生电耦合，使得慢光达到最大。
This work theoretically proposed dual terahertz (THz) slow light plateaus by tuning the destructive interference between a toroidal magnetic momentum and magnetic dipole momentum. The metasurfaces are in a sandwich structure. A metallic cut-wire is patterned on one side of polyimide thin-film, and a rectangular split-ring resonator (SRR) on the other side with asymmetric layout. By translating the SRR along the cut-wire from the top terminal to the bottom terminal of the cut-wire, dual slow light plateaus are found in the transparency window at a certain range of displacement. A maximum of 40.4 ps group delay is achieved as the displacement achieves 9 μm. The numerical mapping of electromagnetic field indicates that the electrical dipole on metallic cut-wire results in a localized toroidal magnetic momentum, while the inductive-capacitor oscillation of SRR results in a magnetic dipole momentum. These two momentums have opposite directions, which will repel each other at certain displacement, creating the transparency windows. Furthermore, an electrical coupling takes place in between the bilayer metasurface so that the slow light achieves a maximum, with the aforementioned two mechanisms working in coincidence.
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