Bound States in the Continuum in the Visible Emerging from out-of-plane Magnetic Dipoles

Our work, in collaboration with TU/e (the Netherlands) and IEM-CSIC (Spain) is out in ACS Photonics./ TU/e (オランダ)、IEM-CSIC (スペイン)との共同研究成果がACS Photonicsに掲載されました

https://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.0c00723

Bound states in the continuum (BICs) are electro- magnetic modes with a dispersion inside the light cone and infinite lifetimes. This exceptional property has led to intensive research and the demonstration of BICs in the gigahertz, teraherz, and near infrared, up to the visible region. In this study, we design and experimentally demonstrate optical BICs using a subdiffraction lattice of Si nanodisks. The out-of-plane magnetic dipole resonance in the dielectric nanodisks couples with the subdiffraction lattice and defines a symmetry-protected BIC at normal incidence. This mode becomes a quasi-BIC as the angle of incidence is increased. The spectral position of the BIC can be controlled with the diameter of the nanodisks, which governs the out-of-plane magnetic dipole. The investigated BIC is robust to shape irregularities of the individual nanodisks. This robustness makes the design strategy of the BICs presented here very attractive for applications in which high fabrication precision can not be achieved./ 連続スペクトル中の束縛状態（BIC）は、ライトコーン内部の分散と無限の寿命を持つ電磁モードです。この優れた特性により、ギガヘルツ、テラヘルツ、および近赤外線の可視領域までの集中的な研究とBICの実証が行われてきました。本研究では、Siナノディスクのサブ回折格子を使用して光BICを設計し、実験的に実証します。誘電体ナノディスクの面外磁気双極子共鳴は、サブ回折格子と結合し、垂直入射で対称性が保護されたBICを定義します。入射角が大きくなると、このモードは準BICになります。 BICのスペクトル位置は、面外磁気双極子を制御するナノディスクの直径で制御できます。調査されたBICは、個々のナノディスクの形状の不規則性に対して堅牢です。この堅牢性により、ここで紹介するBICの設計戦略は、高い製造精度を実現できないアプリケーションにとって非常に魅力的なものになります。