用于高分辨率近场传感和成像的介电纳米孔阵列超表面

      超表面由局部控制波前光学相位的纳米结构组成，这种能力广泛用于远场波束整形。在许多情况下，相位是由光学共振控制的，可以通过设计来调整。这些共振应表现出高的q因子，以实现最大的控制，它们需要高度局部化，以实现整个表面的快速相位变化。高q因子和紧密定位的相同要求也适用于近场使用的超表面；高q因子确保谐振模可以非常敏感地感知折射率的变化，严格约束确保超表面可以作为高空间分辨率的折射率传感器，即成像传感器。q值和局部化通常呈现一种权衡，因为一个通常只能实现一个或另一个。

       介电超表面支持了被广泛探索的远场波前整形和近场传感和成像的共振。他们的设计探索了局域共振和扩展共振之间的相互作用，在q因子和光局域化之间有典型的权衡；高q因子对折射率传感是理想的，而局部化对成像分辨率是理想的。

       近日，来自英国约克大学的Donato Conteduca等人展示了一个由非晶硅中的纳米孔阵列组成的介电超表面在这些需求之间提供了一个有利的权衡。该工作设计并实现了超表面以支持两种光学模式，这两种模式都具有尖锐的Fano共振，表现出相对较高的q因子和强的空间限制，从而同时优化了成像和生化传感设备。相关工作发表在《Nature Communications》上。（郑江坡）

       文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-23357-9