科学家打破对称激发极化子 开启纳米光子学的未来

在纳米尺度上利用极度约束和强定向的极化子对于制造集成纳米光子器件、电路和芯片至关重要。关于高对称性晶体，尤其是双曲极化子（HPs）的研究已经开展了很多。然而，HP 在高对称性光学晶体平面内的传播通常显示出四个镜面对称的光束，导致能量传输的方向性和效率降低。

在发表于《eLight》的一篇新论文中，由华中科技大学张新亮教授、李培宁教授和中国地质大学戴志高教授领导的科学家团队开发出一种新技术，通过控制近场激发源，实现各向异性HPs的平面内激发和传播。他们的研究拓展了操纵非对称极化子的可能性，可应用于可重构的极化子器件。

晶体表面的光盘天线为打破双曲极化子的对称性提供了面内极化激发源。资料来源：中国地质大学/刘璐

最近，人们在低对称性单斜晶体中发现了双曲剪切极化子，也称为镜像对称断裂极化子。这些剪切极化子的非对称性源于低对称晶体固有的非赫密特介电常数张量，而高对称晶体不具备这种特性。

研究小组研究了线性极化面内源对在高对称性、低损耗系统中产生具有增强定向传播的对称破缺 HP 的影响。研究小组通过理论和实验证明，控制近场激励源可以配置平面内 HP 的激励和传播。它可以打破平面高压的镜像对称性，而无需低晶体对称性。

该团队的源配置方法能够在宽广的频率范围内调整非对称极化子的传播，从而为纳米尺度上光引导和传播的动态稳健控制建立了新的自由度。他们的研究成果拓展了操纵极化子的可能性，并可应用于可重构极化子器件，用于偏振相关的纳米光子电路或光隔离。