Sources chirales pour guides d’ondes d’interface métamatériaux

Les guides d’ondes d’interface métamatériaux peuvent confiner et guider les ondes électromagnétiques (EM), ce qui présente un potentiel intéressant dans la physique photonique intégrée et les dispositifs sans fil, des radiofréquences aux bandes optiques. Le flux d’énergie dans les guides d’ondes peut être entièrement contrôlé en triant les ondes lumineuses en champ proche en fonction de leur sensibilité (chiralité), qui détermine la direction de transmission de l’énergie. Le tri de chiralité est un processus important à développer dans le domaine de la photonique chirale. À l’avenir, les métadispositifs de tri chiral pourraient être entièrement numérisés et programmables, de sorte que les routes de transmission unidirectionnelles reconfigurables et les performances de diffusion des structures artificielles puissent être contrôlées simultanément.

Pour y arriver, il faut mieux comprendre les caractéristiques et les applications possibles des différents modes de bord. Comme rapporté dans Photonique avancéedes chercheurs de l’Université du Sud-Est, de l’Université maritime de Dalian et de l’Université de Californie à San Diego ont collaboré pour visualiser diverses ondes de bord unidirectionnelles dans des guides d’ondes d’interface de métamatériau micro-ondes, sur la base de sources localisées portant le moment cinétique de spin et le moment cinétique orbital.

Dans leur travail, ils présentent une source locale de faisceaux lumineux, composée d’un réseau de sondes électriques. Leur conception intègre un réseau d’alimentation large bande pour assurer la performance du moment cinétique des faisceaux lumineux. Pour leurs expériences systématiques, ils ont établi une plate-forme de balayage en champ proche pour mesurer directement la transmission unidirectionnelle. Sur la base de leurs observations de trois états de bord – les polaritons de plasmon de surface falsifiés, les ondes de ligne et les isolants topologiques de vallée – ils évaluent les avantages et les inconvénients de chacun.

Dans l’ensemble, cette recherche fait progresser le domaine de la science de la photonique chirale et promeut les applications de la technologie de tri chiral, en particulier pour les métadispositifs micro-ondes. Selon l’auteur correspondant Tie Jun Cui du State Key Laboratory of Millimeter Waves de l’Université du Sud-Est de Nanjing, « Développer la liberté du moment cinétique micro-onde dans les guides d’ondes est significatif pour augmenter la capacité du canal et concevoir des dispositifs robustes et flexibles. Basé sur divers les guides d’ondes d’interface métamatériaux, les nouveaux métadispositifs tels que les filtres, les séparateurs, les antennes et les multiplexeurs peuvent être largement utilisés dans les systèmes de radar et de communication. »