Dynamic mode coupling in terahertz metamaterials.
Dynamic mode coupling in terahertz metamaterials.
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太赫兹超材料中的动态模式耦合
DOI：
10.1038/srep10823
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发表时间：
2015-06-02
影响因子：
4.6
通讯作者：
Zhang W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Su X;Ouyang C;Xu N;Tan S;Gu J;Tian Z;Singh R;Zhang S;Yan F;Han J;Zhang W
在过去的几年里，等离子体和超材料系统的近场和远场耦合行为得到了广泛的研究。然而，过去报道的大多数耦合机制在本质上都是被动的，这实际上无法动态地控制等离子体超材料晶格阵列中的耦合机制。在这里，我们演示了金属-半导体混合超材料中谐振器之间的动态模式耦合，该超材料由物理上与硅桥连接的金属同心环组成。硅的介电功能可以被光掺杂载流子瞬间改变，从而调整金属谐振器之间的耦合特性。在实验结果的基础上，建立了光学响应的理论模型，该模型表明光学响应依赖于模式耦合，模式耦合是由共振模式的阻尼率和耦合系数的变化引起的。这一特定的方案使人们能够深入理解基本的耦合机制，因此，动态耦合使设计按需可重构的超材料和等离子体器件的功能和应用成为可能。
The near and far field coupling behavior in plasmonic and metamaterial systems have been extensively studied over last few years. However, most of the coupling mechanisms reported in the past have been passive in nature which actually fail to control the coupling mechanism dynamically in the plasmonic metamaterial lattice array. Here, we demonstrate a dynamic mode coupling between resonators in a hybrid metal-semiconductor metamaterial comprised of metallic concentric rings that are physically connected with silicon bridges. The dielectric function of silicon can be instantaneously modified by photodoped carriers thus tailoring the coupling characteristics between the metallic resonators. Based on the experimental results, a theoretical model is developed, which shows that the optical responses depend on mode coupling that originates from the variation of the damping rate and coupling coefficient of the resonance modes. This particular scheme enables an in-depth understanding of the fundamental coupling mechanism and, therefore, the dynamic coupling enables functionalities and applications for designing on-demand reconfigurable metamaterial and plasmonic devices.
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