PofoliaPofolia ile paylaşıldı

ACS Photonics· 2026Q1

Sonsuz Olmayan Metayüzeylerde Sonlu Boyut Etkileri

Finite-Size Effects in Nonlocal Metasurfaces

T.H. Hoekstra, Sander A. Mann, Jorik van de Groep

Kısa özet

Sonsuz olmayan metayüzeylerin performansını bozan sonlu boyutun nasıl etki ettiğini nicel olarak belirleyen yeni bir uzaysal-zamansal eşleşmiş mod teorisi modeli, kısıtlanmış mod yayılma uzunluğu nedeniyle girişim saçakları ve çizgi genişliği genişlemesi gösteriyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Sonsuz olmayan metayüzeylerde sonlu boyut etkilerini yakalamak için uzaysal-zamansal eşleşmiş mod teorisi modeli geliştirildi.
  • Sonlu boyut, mod yayılma uzunluğunu kısıtlayarak girişim saçaklarına ve çizgi genişliği genişlemesine neden olur.
  • Kenar kaybı kanallarını içeren kalite faktörü için bir ifade türetildi; enerji/ömrün etkileşim uzunluğuyla üssel ölçeklendiği gösterildi.
  • 30 μm'lik bir metayüzey üzerinde konuma ve momentuma göre çözümlenmiş spektroskopi kullanılarak tahminler deneysel olarak doğrulandı.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract Metasurfaces leveraging nonlocal resonances enable narrowband spectral control and strong near-fields, with applications spanning augmented reality, biosensing, and nonlinear optics. However, the large spatial extent of these modes also poses new challenges: finite-size effects often deteriorate the performance of practical, footprint-limited devices. Here, we develop a spatiotemporal coupled-mode theory model that intuitively and quantitatively captures how finite size affects the scattering response of nonlocal metasurfaces. This reveals that, when the modal propagation length becomes constrained by the physical interaction length, the scattered field shows strong interference fringes and line width broadening. We derive an expression for the quality factor that incorporates an additional edge-loss channel, demonstrating that the stored energy and effective lifetime scale exponentially with the interaction length. We validate these predictions experimentally using position- and momentum-resolved spectroscopy on a 30-μm-wide metasurface. Overall, this work formalizes the impact of finite size on the scattering response of nonlocal photonic systems, and provides handles on how to minimize the impact of finite-size effects in metasurface design.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. ACS Photonics, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Elektronik, Optik ve Manyetik Malzemeler

Electronic, Optical and Magnetic MaterialsMaterials Science