全介电太赫兹超材料中的非本征旋光性

手性是指及物体无法通过简单的操作（例如旋转和平移）叠加得到其镜像结构的属性。通常，对于化学，生物学和光学方面的实际应用而言，天然材料中的手性太弱。电磁超材料的发展极大地扩展了在不同频率范围内可获得的手性响应。 除了具有旋转光偏振态的能力（圆形双折射）外，手性超材料对于左右圆偏振（圆二色性）也表现出不同的透射水平，并且对于圆偏振波可以具有负折射率。这些特性已发现许多重要的应用，例如，完美镜头，生物传感器，吸收器和偏振旋转器。不仅可以在手性结构中观察到旋光性，而且在具有外在手性的非手性结构中也可以观察到。在这样的系统中，非手性结构与倾斜入射一起形成了不能与其镜像重叠的几何布置，因此整个布置变得手性。最重要的是，可以通过超材料平面相对于入射光束的倾斜来调整外手性效应。这种可调节的旋光性发生在简单的平面超材料设计中，该设计非常适合已建立的平面制造技术。

       手性超材料已经引起了广泛的兴趣，因为在需求的频率下可以实现比天然材料更高的旋光性，近日，来自天津大学的研究小组通过在太赫兹频率下周期性地布置对称性破缺的介电Mie谐振器，提出了一种具有强非本征圆二色性和圆双折射性的全介电超材料。来自圆极化入射波的电磁共振之间的强相互作用决定了全介电超材料的性能，全介电超材料在透射中表现出60％的圆二色性，最大偏振旋转角为60°。另外，通过调节入射波的倾斜角度，可以在0.67–0.79 THz的频率范围内连续调节振幅保持不变的圆二色性光谱。这项发现在偏振依赖的应用中具有巨大的潜力，例如不对称传输，光学隔离和片上手性操纵。相关研究发表在杂志《Optics Letters》上。（刘乐）

文章链接：https://doi.org/10.1364/OL.403377