Straining a honeycomb metasurface generates an artificial magnetic field for light which can be tuned by embedding the metasurface inside a cavity waveguide

应变的蜂窝超颖表面对可以通过嵌入的空腔波导内的超颖表面被调谐光而产生的人工磁场。

物理学家“特技”光子转换成行为就像使用“合成的”磁场的电子

科学家发现操作使用“合成”洛伦兹力光的一种优雅的方式 - 这在本质上是负责许多有趣的现象,包括北极光。

一队来自英国AG旗舰厅APP的理论物理学家已经开创了一个新的技术来创建可调人造磁场,这使光子模仿真正的磁场带电粒子的动态。

该团队认为,新的研究,发表在重要期刊 自然光子学,可能对未来的光子器件具有重要意义,因为它提供低于衍射极限操纵的光的新方法。

当带电粒子,如电子,通过磁场他们感觉的洛伦兹力,由于其电荷,这曲线其周围的磁场线的轨迹。

这洛伦兹力负责许多有趣的现象,从美丽的北极光,著名的量子霍尔效应,其发现被授予诺贝尔和平奖。

然而,因为光子不带电荷,它们不能被直接使用真实的磁场,因为他们没有经历过的洛伦兹力控制;由物理学的基本规律决定了严重的限制。

该研究小组已经表明,有可能通过蜂窝扭曲metasurfaces创建用于光人工磁场 - 被设计为具有上的规模比的光波长小得多结构超薄2D表面。

埃克塞特队是由一个惊人的发现十年前,激发了它被证明电子在紧张的石墨烯薄膜传播的行为,好像他们进行一个大磁场。

与此应变工程方法的主要缺点是,调谐人工磁场需要一个修改与精确的应变模式,这是极具挑战性的,如果不是不可能的,具有光子结构做。

埃克塞特物理学家提出了一个很好的解决方案,以克服这种缺乏基本的可调谐性。

查理射线曼,这项研究的首席科学家和作家,解释道:“这些metasurfaces,支持混合光与物质激励,称为极化激元,这是被困在超颖表面。

“它们然后通过在以类似的方式在超颖表面的扭曲偏转到字段如何磁偏转带电粒子。

“通过利用极化的混合性质,我们证明了可以通过修改周围的超颖真正的电磁环境调整人工磁场。”

对于研究中,研究者嵌入在两个反射镜之间的超颖表面 - 显示一个可调谐通过仅改变该光子空腔的宽度,从而去除需要修改在超颖表面的失真人造磁场和 - 被称为一个光子腔。

查理补充说:“我们甚至已经证明,可以完全在一个关键的腔宽度的人工磁场关闭,而不必移除在超颖表面的失真,东西是不可能在石墨烯或模仿石墨烯任何制做。

“使用这种机制可以使用可调洛伦兹般用力弯曲极化的轨迹,也观察极化回旋轨道马车量化,直接类比会发生什么实际磁场的带电粒子。

“此外,我们已经表明,你可以大大通过简单地改变腔宽度重新配置极化朗道能级谱”。

医生性爱马里亚尼,该研究的首席主管,说:“能够与通常被认为是排他的带电粒子是从基本面来看迷人光子模仿现象,但它也可能对光子学应用具有重要意义。

“我们很高兴看到这一发现的线索,因为它带来了可在整个电磁频谱许多不同的实验平台上探讨了很多有趣的问题。”

日期:2020年9月14日

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