陈颖 李美洁 赵蒙 王建坤

(燕山大学电气工程学院,测试计量技术与仪器河北省重点实验室,秦皇岛 066004)

基于全介质超构材料独特的电磁属性,提出了一种晶格扰动介质纳米孔阵列超构表面来激发近红外区域的多重Fano 共振.结合群论深入探究了该超构表面在其原胞为方形晶格构型与方形晶格对称性被破坏两情况下多重Fano 共振的形成机理及演变规律.研究表明,在方形晶格超构表面中,外部辐射连续体分别与由正入射平面波直接激发的双重简并模式共振干涉形成双重Fano 共振,且该共振与原胞中是否含孔及孔的形状无关,在晶格扰动超构表面中,原本不耦合的非简并模式由正入射平面波激发出来并与外部辐射连续体干涉形成Q 值更高的三重Fano 共振.进一步探讨了正入射平面波的xy 极化方向对上述五重Fano 共振的影响,结果表明,双重简并模式Fano 共振偏振无关,三重非简并模式Fano 共振偏振依赖.本文将为利用方形晶格构型的超构表面实现多重Fano 共振的激发及演变提供有效的理论参考.

1 引言

Fano 共振效应[1]源于原子系统中离散局域态与连续背景散射态之间的相消干涉,可在特定频段处产生陡峭的非对称光学响应谱线,导致入射电磁能量紧密束缚在光学结构周围,如0 维电介质球和棒[2,3]、一维无序结构[4]、波导中的二维腔[5]、三维光子结构[6]、晶格团簇[7]及超构材料等[8],从而实现极大地电磁局域增强.超构材料因具备普通光学材料难以取……