Advanced Optical Materials:人工光分子中的Fano共振

随着微纳加工工艺的不断进步,高品质因子、小模式体积的光学谐振腔在实现高效率、低功耗的微纳光子器件中优势突出,被广泛应用到信号的产生、传播、调制、转换和探测等方面,已成为集成光学、微纳光子学、光学精密测量及量子光学等领域的研究基础。众所周知,化学分子的光谱特性与电子态杂化密切相关。基于经典电磁学与量子力学的关联性及单原子分子的概念,单个谐振腔及耦合谐振腔均可称之为“光分子”。

十余年来,光分子系统中的Fano共振引起了科研工作者的高度关注。与Lorentzian共振不同,斜率较大且不对称的Fano共振线型具有比较窄的共振峰,并伴随着异常尖锐、接近垂直的色散,能极大地降低光的群速度,提高器件响应环境变化的灵敏度,使其在传感器、激光、光学二极管、开关、非线性和慢光器件中具有重要应用前景。

深圳大学刘新科研究员、张晗教授课题组与新加坡国立大学仇成伟教授课题组总结了人工光分子中Fano共振的最新研究进展,详细阐述了以下内容:(1)Fano共振线型分布及其在三能级原子系统中产生的机理;(2)分析人工光分子中光谱传输特性机制的理论模型,包括耦合谐振子模型和耦合模理论;(3)不同光分子中的Fano共振效应,包括单腔、双腔和多腔光分子;(4)光分子中Fano共振的应用,包括传感、开关和非互易传输。最后,作者对人工光分子中Fano共振研究的发展方向进行了总结与展望。相关工作发表在Advanced Optical Materials (DOI: 10.1002/adom.201902153)上,并被推荐为Hall of Frame文章。