センシング用途向けのナノフォトニック共振器支援フォトニックスピンホール強化

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9292 (2023) この記事を引用

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この原稿は、フォトニックスピンホール効果 (PSHE) を強化するために分散特性を変更した誘電体共振器構造を示します。構造パラメータは、632.8 nm の動作波長で PSHE を強化するように最適化されています。構造を最適化し、例外的なポイントを取得するために、厚さに依存する角分散解析が実行されます。 PSHE によって引き起こされるスピン分裂は、欠陥層の光学的厚さに対して高い感度を示します。これにより、61.68°の入射角で動作波長の約 56.66 倍の最大 PSHE ベース横変位 (PSHE-TD) が得られます。さらに、PSHE ベースの屈折率センサーとしての構造の機能も評価されます。分析結果は、平均感度が約 33,720 μm/RIU であることを示しています。この構造は、損失モード共振構造で最近報告された値よりも約 5 倍高い PSHE-TD と感度の約 150% の向上を示します。純粋な誘電体材料で支援された PhC 共振器構成と大幅に高い PSHE-TD により、商業用途向けの低コスト PSHE ベースのデバイスの開発が想定されています。

スピン軌道相互作用 (SOI) は、物性物理学、スピントロニクス、フォトニクスなどのさまざまな科学研究分野で観察される基本的な現象です。近年、相対論的 SOI 現象の集合体である電子のスピンホール効果 (SHE) の研究に多くの関心が集まっています1。スピン流を生成、操作、検出する能力は、ブール論理、メモリ、コンピューティング、ハードウェアセキュリティなどのアプリケーションを生み出しました2、3、4。同様に、フォトニックスピンホール効果 (PSHE) もさまざまな有望なアプリケーションを示しています。その固有の利点により、優れたパフォーマンスを発揮することが期待されます。 PSHE は、ビームが光界面または不均質媒体を通過するときの、幾何学的光軌道に対する光子のスピン依存の横方向シフトを指します5、6。ブリオクら。 2004 年に、Geometric-Berry Phase (GBP) の概念を使用して、不均質媒質中でのトポロジカルなスピンベースの光子の分割を導入しました。小野田ら。同年に、GBP と光角運動量 (OAM) の会話に基づいて PSHE の存在を提案し 9、さらに 2007 年には PSHE を計算するための包括的な理論的アプローチを提案しました 10。したがって、PSHE の起源は光の SOI に関連しています。、OAM、および幾何学的位相、すなわち、Rytov-Vlasimirskii 位相および Pancharatnam-Berry 位相 11。 PSHE 効果により、反射ビームは対応する偏光状態 (RCP/LCP または H/V 偏光) に分割されます。

PSHE の最初の実験的実証は 2008 年に Hosten らによって行われました。空気とガラスの界面で 12. これに続いて、キラル材料 13、金属薄膜 14、トポロジカル材料 15、二次元原子結晶 16、メタマテリアル 17、およびフォトニック結晶 (PhC)18 などで PSHE の研究が行われています。ここで主に重点を置いているのは、PSHE を強化することです。は、ブリュースター角 19、表面プラズモン共鳴 (SPR) 20、21、22、光ポンピング 23、損失モード共鳴 (LMR) 24 などのさまざまなナノフォトニクス技術を考慮して研究されています。これらの技術は、PSHE14、24、25、26、27 を使用した高感度屈折率センサーの設計に利用されています。ただし、報告されている PSHE-TD は、報告されているほとんどの構造で非常に低いため、さまざまな興味深い用途での広範な使用が制限されています。 PSHE-TD は、光制御特性により、多層フォトニック結晶ベースのナノデバイスを考慮して強化することもできます 28。これらのデバイスは、生物医学診断、液体/気体のセンシング、環境モニタリングなど、過去数年間でさまざまな刺激的な用途で需要が大幅に増加しています29,30。これらのナノ構造は、光と物質の相互作用を操作して特定の偏光を抑制するように最適化できます。この特性は PSHE を強化するため、幅広い科学分野におけるいくつかの興味深い用途でその機能を示します 31。しかし、私たちの知る限り、PSHE増強を使用した屈折率検知のための誘電体材料支援PhC共振器構成のみに関する研究はまだ文献に報告されていません。

この研究は、PSHE-TDの強化に向けた新しい誘電体PhC共振器構造の最適化を提案します。提案された設計は、窒化ケイ素と二酸化ケイ素材料の二層 PhC 構造で構成されています。構造パラメーターは分散特性を変更するために最適化および調整され、その結果、特定の偏光 (ここでは、p 偏光) では反射が非常に低くなるか無視できる程度になり、別の偏光 (ここでは、s 偏光) では反射が高くなります。これにより、s 偏光と p 偏光のフレネル反射係数の比が非常に高くなります。つまり、\(\left| r_s\right| /\left| r_p\right| \) になります。これは、高い値を得るために不可欠です。 PSHE-TD18。構造応答と対応する PSHE-TD は、0° から 90° までのより広い入射角にわたって解析されます。欠陥層の厚さの変化が PSHE-TD の生成に及ぼす影響が徹底的に分析されます。分析結果は、61.68°の入射角で欠陥層厚さ 124.16 nm で動作波長の 56.66 倍の PSHE-TD が向上していることを示しています。最後に、この構造の PSHE ベースの屈折率センサー機能も実証されます。角度測定により、平均感度は約 33,720 μm/RIU になります。提案された構造は、最近報告された LMR ベースの構造よりも \(\およそ \) 150% 高い感度を示します 24。最後に、構造性能も最近報告された値と比較します。提案されたデバイスは、ユーザー定義の波長で水平偏波と垂直偏波の両方に対して PSHE を生成するように同じ構造を最適化できるため、利点があります。したがって、提案されたデバイスは、非常に単純な構造、容易な製造、および低コストを有する、医療および商業用途向けの高性能PSHEベースのセンサーを提供します。

この文書は 3 つの主要なセクションで構成されています。この研究で使用されるナノフォトニック共振器の理論モデルとデバイス構造については、「デバイス構造とモデリング」セクションで説明します。欠陥層の厚さの変化が PSHE シフトに及ぼす影響については「結果と考察」セクションで説明し、最後のセクションで「結論」を示します。

PSHE効果とそれに対応する光子の分割の概略図を図1aに示します。ここで、 \(\hbox {Z}_{i}\) と \(\hbox {Z}_{r}\) は、ナノフォトニクス構造の上部界面での入射場と反射場、 \(\delta _{\pm) です。 }\) は PSHE の横方向変位 (PSHE-TD) を表し、\(\theta _{i}\) は入射角です。一方、図1bは、[Substrate\(\mid \)(A,B)\(^N \mid \)D\(\mid \)(A,B)\(^ N \mid \)Air] 構成。この構造は、「BK7 ガラス」を基板として考慮して設計されています (屈折率 1.515、消衰係数 4.09 \(\time \) \(10^{-7}\))。ここで、「AB」は、\(\text {SiO}_{\text {2}}\) を材料「A」とする単位胞を表し、\(\text {Si}_{\text {3}} \text {N}_{\text {4}}\) をマテリアル 'B' として使用します。十分に高い反射率 (ここでは > 99%) を得るために、単位セルが「N」 (ここでは 10) 回繰り返されます。欠陥層 'D' は \(\text {SiO}_{\text {2}}\) と見なされます (簡単にするために 'A' と同様です)。材料 A(\(n_{L}\)) と B(\(n_{H}\)) の屈折率は 1.46 と 2.2 で、セルマイヤー方程式を使用して計算されます。「A および B」材料の固有損失は、虚数誘電率をそれぞれ 0.0001 および 0.0007 として考慮します。材料の物理的な厚さは、4 分の 1 波長のブラッグスタック構成を考慮して計算されます。したがって、A(\(D_{l}\)) と B(\(D_{h}\)) の厚さは、それぞれ 128 nm と 85 nm として選択されました。最初は、欠陥層の厚さ (\(D_{d}\)) は層 'A' と同等であるとみなされます。

(a) ナノフォトニクス構造における PSHE の概略図、および (b) 次の構成を持つ提案されたデバイス構造: [基板\(\mid \)(A,B)\(^N \mid \)D\(\mid \)( A,B)\(^N \mid \)Air]、N=10。

入射単色ガウスビームの角スペクトルが式 (1) で与えられるとします。 (1) 動作波長 \(\lambda \) およびビームウェスト \(w_{0}\) の場合、

ここで、 \(k_{ix}\) と \(k_{iy}\) は、 \(x_{i}\) と \(y_{i}\) 方向の波動ベクトルの成分であり、+/- を指定します。それぞれ左/右円偏光成分。

直線偏光のガウスビームは、スピンホール効果による反対のシフトを持つ 2 つの円偏光成分に分割されます。つまり、PSHE は、左回り円偏光成分と右回り円偏光成分のスピン依存分割について説明され、したがって反射場は重心は、幾何光学予測と比較した光ビーム重心のシフトを考慮して計算する必要があります。ガウスビームは、スペクトルが任意に狭い局所的な波束として定式化できるため、PSHE ベースの研究に広く使用されています 19、20、21。

式のスピン基底集合表現は次のようになります。 (1) は式 (1) で説明されます。 (2)、

ここで、H(V) は水平 (垂直) 偏光状態を表します。必要な PSHE-TD を取得するには、反射角スペクトルと入射角スペクトルの関係を確認する必要があります。望ましい関係は、式 (1) で説明されている座標回転によって得られます。 (3)19、

ここ、

ここで、 k = 2\(\pi \)/\(\lambda \) は波数、フレネル反射係数は対応する偏光状態の \(r_{s,p}\) で表されます。

H 偏光状態に関しては、式 (1) と 2 に基づきます。 (2, 3)、反射角スペクトルは式 (2) で表されます。 (4)、

ここ、

\(\Delta _r^H=\left( 1+\frac{r_s}{r_p}\right) \cot \theta _i / k\)

同様の手順により、V 偏光の反射スペクトルの反射角スペクトル、つまり \(\tilde{\textrm{E}}_r^V\) が得られます。一般化されたフレネル反射係数式を取得するには、伝達行列法 (TMM) などの従来の数値手法を使用できます 32。このような多層構造の場合、2*2 透過行列法は目的の式を与えることができます 33:

ここで \(T_{l-1 \rightarrow l}=\frac{1}{t_{l-1 \rightarrow l}}\left[ \begin{array}{cc}1 &{} r_{l-1 \ rightarrow l} \\ r_{l-1 \rightarrow l} &{} 1\end{array}\right] \) は、\((l-1)th\) 層から l 番目の層までの透過行列を表します。

\(P_l=\) \(\left[ \begin{array}{cc}\exp \left( i k_{lz} d_t\right) &{} 0 \\ 0 &{} \exp \left( -i k_{lz} d_t\right) \end{array}\right] \) は、厚さ \(d_t\) の l 番目の層の伝播行列です。反射係数は TMM 要素によって次のように与えられます 33:

\(r_{s, p}\) を取得するには、フレネル係数を次のように展開するテイラー級数展開が使用されます。

ここで、 \(k_{ix}\) = k sin \(\theta _{i}\) です。

そして最後に、幾何光学予測に関するフィールド重心の PSHE-TD を取得するには、次の式を使用します20。

この作業では、H 偏光状態に限定して議論します。式の一次近似を考えると、 (5) と式を使用します。 (2–6) より、\(\delta _{\pm }^{H}\) は次のように得られます21。

ここで、 \(\left| \frac{\partial ln r_p}{\partial \theta _i}\right| ^2\) \(\about \) 0 (次のセクションで説明します) となり、式 1 が可能になります。 (7) 式 (7) の 0 次テイラー級数展開を使用して簡略化されます。 (5) さらに、いくつかの数学的不等式を解くと、次の関係が容易に得られます 22,27:

式の項 \(\left| \frac{\partial ln r_p}{\partial \theta _i}\right| ^2\) が (7) が大きい場合、式 (7) の一次近似は次のようになります。精度を高めるためには、(5) を考慮する必要があります14。一般に、このような場合、ビームウエスト '\(w_{0}\)' は、不等式 \(k^2 w_0^2\) \(\gg \) \(\left| \frac が成り立つように十分に高く保つことができます。 {\partial ln r_p}{\partial \theta _i}\right| ^2\)。これにより、式 (1) の簡略化された式を取得できます。 (7) 実際の用途に十分な精度を備えています。式から (8) より、フレネル反射係数が PSHE-TD の計算において重要な役割を果たしていることが明らかです。次のセクションでは、フレネル反射係数に関する \(\delta _{\pm }^{H}\) を最大化するデバイス構造を検討します。

解析は、構造の反射/透過係数の計算に使用されるトランスファーマトリックス法 (TMM) を使用して実行されます。最初に、提案された構造の角分散解析が行われ、s 偏光と p 偏光の両方のフレネル反射係数が測定されます。図 2 は、s 偏光状態と p 偏光状態の両方に対する提案された構造の角分散図を示しています。法線入射では、s 偏光と p 偏光の両方が、233 nm (644 ～ 877 nm) のフォトニックバンドギャップ (PBG) 内の 750 nm の動作波長で欠陥状態の生成を示します。ただし、入射角を大きくすると、p 偏光の入射光と比較して、s 偏光の欠陥モード波長が大きく変化します。したがって、適切な入射角と動作波長を選択すると、\(\frac{\mid r_{s}\mid }{\mid r_{p}\mid }\) の改善につながる可能性があります。最初に、図 2 の白線で示されている 632.8 nm の動作波長で PSHE を強化するように構造が最適化されます。ただし、他のユーザー定義の波長でも同じ分析を実行できます。 632.8 nm の動作波長の場合、さらなる分析のために図 2 に 2 つの点「A」および「B」がマークされています。これらの点は入射角 62.62° と 60.24° に対応し、対応する反射率応答を図 3 に示します。入射角 62.62\(^{\circ }\) の場合、構造は p に対して非常に低いフレネル反射係数を示します。 -偏光は、632.8 nm の動作波長で比較的高い反射率応答を示すのに対し、s 偏光は比較的高い反射率応答を示します。

提案された構造の偏波依存分散解析: [基板|(A,B)\(^{N}\) \(|\)欠陥|(A,B)\(^{N}\) \(|\)空気]。

図3aは、62.62\(^{\circ }\)の固定入射角における提案された構造の波長依存反射率応答を示し、図3bには、632.8nmの一定動作波長における対応する角度検査が示されています。図 3b から、62.62\(^{\circ }\) の小さな \(\partial \theta _{i}\) について、項 \(\left| \frac{\partial ln r_p} {\partial \theta _i}\right| ^2\) \(\about \) 0。これにより、式 (1) の 0 次テイラー級数展開が可能になります。 (5) \(\delta _{\pm }^{H}\) を求めるには 14,22,27。図 3 から明らかなように、入射角 62.62\(^{\circ }\) の場合、構造は \(\lambda \) = で S 偏光に対してははるかに大きな反射があり、P 偏光に対しては浅い反射を示します。 632.8nm。同じことは角度質問によっても検証されており、図 3b に示されています。したがって、PSHE-TD 強化の必須条件の 1 つである \(\frac{\mid r_{s}\mid }{\mid r_{p}\mid }\) の比率が高いと予想されます。式の通り。（7）。 PSHE-TD 強化のもう 1 つの必須条件は、最大コサイン関数 (Cos(\(\phi _{s}\)- \(\phi _{p}\)) を持つことです。したがって、角度依存の反射率比と余弦関数は、提案された構造のs偏光とp偏光の両方について評価されます。これを図4に示します。この構造は、非常に高い\(\frac{\mid r_{s} \mid }{\mid r_{p}\mid }\) \(\theta _{i}\) = 62.62\(^{\circ }\) および \(\lambda \) = 632.8 nm の場合、約 4763図4aに示すように。一方、\(\frac{\mid r_{p}\mid }{\mid r_{s}\mid }\) は、この波長/入射角の値では無視できます。 \(\frac{\mid r_{s}\mid }{\mid r_{p}\mid }\) は、\(\theta _{i}\) の値の特に狭い範囲で大きな変動を示します。入射角の変化に対してほとんど影響を受けません。この動作は、センシングベースのアプリケーションに使用されます。 \(\delta ^H\) は \(\phi _{s,p}\) にも依存するため、位相差 (\(\phi _{s}\)- \(\phi _{p}\ ））を分析しました。図 4b では、cos(\(\phi _{s}\)- \(\phi _{p})\) の値の大きさが \(\theta _{i}\) = 62.62 で急激に変化しています。一般に観察される \(^{\circ }\) (\(\frac{\mid r_{s}\mid }{\mid r_{p}\mid }\) は、この特定の \(\シータ _{i}\))。

(a) 62.62\(^{\circ }\) の固定 \(\theta _{i}\) における構造の波長依存反射率応答、および (b) 定数 \(\lambda \) における角度調査632.8nm。

(a) \(\lambda \)= 632.8 nm および \(\theta _{i}\)= 62.62\(^{\circ }\) における提案された構造のフレネル反射率。 (b) \(\theta _{i}\)= 62.62\(^{\circ }\) で観察される鋭い落ち込みを伴う \(\theta _{i}\) に関する位相角の変化。

最後に、角度依存の PSHE-TD が最適化されたパラメーターに基づいて計算されます。図 5 は、 \(\lambda \) に関する H 偏光状態の PSHE-TD を示しています。図5aに示すように、この構造は、選択されたパラメータで最大5.53 \(\lambda \) PSHE-TDを持ちます。 PSHE-TD は、約 0.016 nm という非常に狭い半値全幅 (FWHM) も示します。さらに、構造の感知能力は、波長調査と PSHE 法の両方を考慮することによって実証されます。さまざまな誘電率を有する検体が浸透すると、PhC キャビティの実効屈折率が変化します。これにより、図 5b に示すように動作波長がシフトします。

(a) 計算された角度依存波長正規化 PSHE 横方向シフト、および (b) PHSE-TD インタロゲーション法を使用した提案された構造の感度分析。

PSHE-TD (\(\delta _{+}^H\)) は、式 (1) に基づく \(\delta _{-}^H\) と同じ大きさです。 (6)。したがって、この作業では感度分析のために \(\delta _{+}^H\) のみを考慮します。 PhC キャビティへの分析物の浸潤により、共鳴波長 (または PSHE-TD) のシフトが生じ、それが測定されて感度が計算されます。固定動作波長 (\(\lambda \)) における PSHE-TD 問い合わせシフト感度パラメータ (\(S_{TD}\)) は、PSHE-TD のシフト (\(\Delta \delta _{ +}^H\)) は、PhC キャビティ構造内の浸潤検体の屈折率の対応する差を表します。したがって、

したがって、構造は微小な屈折率変化に非常に敏感であるため、PSHE-TD 構造ベースのシフト感度は、PhC キャビティの屈折率の 0.001 変化 (1.460 から 1.461) を考慮して計算されます。これにより、PSHE-TD (\(\Delta \delta _{+}^H\)) に約 5.72\(\lambda \) (1.460 では 5.53\(\lambda \) および − 0.1928\(\lambda \) 1.461)、対応する指数変動 (\(\Delta \) \(n_d\)) 0.001。これにより、図5bに示すように、平均PSHE-TDシフト感度（\(S_{TD}^H\)）が約3619μm/RIUになります。さらに、この構造の性能指数 (FOM = \(\frac{S_{TD}^H}{\lambda _{1/2}}\)) は約 2.26\(\times 10^{8}\) です。 ) \(\hbox {RIU}^{-1}\)。

入射角に対する欠陥層の厚さの変化。

さらに、固定 \(\mid \delta _{max}^H \mid \) における波長問い合わせ感度パラメータ (\(S_{\lambda }\)) は、共鳴波長のシフト (\(\) を計算することによって測定されます。デルタ \lambda \)) は、PhC キャビティ構造内の浸潤分析物の屈折率の対応する差 (\(\Delta n_d\)) を表します。したがって、

これにより、波長問い合わせ法の平均感度 (\(S_{\lambda }\)) \(\おおよそ \) 79 nm/RIU が得られます。提案された構造は、約 5.53\(\lambda \) の高い PSHE-TD を示し、\(S_{\lambda }\) および \(S_{TD}\) の感度は約 79 nm/RIU および 3619 μm/ です。それぞれリウ。ただし、これらは \(D_{d}\) を最適化し、PSHE-TD の最大化に対応する最適化された共鳴角 (\(\theta _{r_{o}}\)) を取得することでさらに強化できます。これは、提案された構造の例外的な点を最適化することで実現できます。したがって、欠陥層の厚さの影響がさらに調査されます。図6aは、提案された構造の欠陥層の厚さに依存するPSHE特性を示しています。この構造は、図6aの黒丸で示すように、共鳴角付近でPSHEの良好な反転特性を示します。反転点では、構造は高い PSHE-TD を持つ例外的な点を示します。この解析により、最適化された欠陥層の厚さ \(D_{d_{o}}\) 124.16 nm および対応する \(\theta _{r_{o}}\) 61.68\(^ {\circ }\) 図 6b に示すように。さらに、式を考慮します。 (5–7)、すべてのパラメータ (例: \(\frac{\mid r_{s}\mid }{\mid r_{p}\mid }\)、Cos(\(\phi _{s}\ )- \(\phi _{p}\))、および PSHE ベースの感度を含む \(\delta _{\pm }^{H}\)) が、新しく最適化された例外パラメーターに対して再評価され、表示されます。ここで、0 次のテイラー級数展開が PSHE-TD の計算に再び使用されます (\(\left| \frac{\partial ln r_p}{\partial \theta _i}\right| ^ のため) 2\) \(\約 \) 0)。この構造は、\(\frac{\mid r_{s}\mid }{\mid r_{p}\mid }\) が約 4.35\(\times 10^{5}\) という非常に高い値であることを示しています。図７ａに示すように、図４ａの前の値よりも９１倍高い。これにより、PSHE シフト (\(\delta _{\pm }^{H}\)) は \(\theta _{r_{o}}\) = 61.68\(^ {\circ }\)、これは図 5a の値より約 924% 高く、図 7b に表されています。さらに、この構造は約 0.005 nm という非常に狭い半値幅 (FWHM) を示します。

(a) \(\lambda \)= 632.8 nm および \(\theta _{i}\)= 61.68\(^{\circ }\) での提案された構造のフレネル反射率、および (b) 後の強化された PSHE欠陥層の厚さの最適化。

さらに、得られた PSHE-TD シフトは、最近報告された値よりもはるかに高くなっています 14、24、34。これらの最適化された例外的なパラメーターを考慮して、構造センシング能力が再評価されます。小さな屈折率変化に対する構造の感度を利用して、PhC キャビティの屈折率の 0.001 変化 (1.460 から 1.461) を考慮することによって PSHE-TD シフト感度を取得します。これにより、PSHE-TD (\(\Delta \delta _{+}^H\)) は約 53.2885\(\lambda \) (1.460 で 52.925\(\lambda \) および − 0.3635\(\lambda \) になります。 1.461 で)、対応する指数変動は 0.001 です。これにより、図 8 に示すように、平均 PSHE-TD シフト感度 (\(S_{TD}^H\)) が約 33,720 μm/RIU (最適化前の値の \(\ 約 \) 8.31 倍) となります。この構造は約 6.7\(\times 10^{9}\) \(\hbox {RIU}^{-1}\) の FOM を示します。同様に、分析結果は、波長問い合わせに対する平均波長感度が約 46 nm/RIU であることを示しています。最後に、この構造の PSHE ベースの屈折率感度を最近報告された構造と比較し、表 1 に示します。最近報告された PSHE センサーと比較して、提案された構造は大幅に優れた PSHE-TD 性能を示し、感度が大幅に向上しました。この構造は、より広い屈折率範囲 (1.0 ～ 1.5) で 0.001 という非常に小さな屈折率変化を持つ検体を検出できることも示しています。さらに、提案された構造は、より単純なスピン/ディップコーティングおよび堆積技術を使用して簡単に製造でき35、36、弱い測定方法を使用してPSHE-TD特性評価を行うことができます37、38。

約 33,720 μm/RIU の最適化された PSHE-TD 感度 (\(S_{TD}^H\))。

この研究では、フォトニックスピンホール効果の生成を強化するために PhC ナノフォトニック共振器 (1D-PhCR) 構造を利用するための理論的および分析的分析を示します。構造パラメータは、PSHE-TD を大幅に強化するために最適化されています。この研究では、動作波長の 56.66 倍の PSHE ベースの横シフトと 33,720 μm/RIU の PSHE ベースの屈折率感度が報告されています。これは、特定の入射角 (61.68\(^{\circ }\)) と欠陥層の厚さ (124.16 nm) を有する最適化された例外的な点に起因すると考えられます。最近報告された PSHE センサーと比較して、提案された構造は大幅に優れた PSHE-TD 性能を示し、感度が大幅に向上しました。この構造は、より広い屈折率範囲 (1.0 ～ 1.5) で 0.001 という非常に小さな屈折率変化を持つ検体を検出できることも示しています。この研究では純粋な誘電体材料を利用した PhC 共振器構成を使用しているため、より低コストで単純な構造を利用したデバイスを設計できます。さらに、PSHE-TD が大幅に改善されたため、商業用途向けの低コスト PSHE ベースのデバイスの開発が想定されています。

データは、合理的な要求に応じて責任著者から取得できます。

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Innovative Technologies Laboratories (ITL)、キング・アブドラ科学技術大学 (KAUST)、23955、トゥワル、サウジアラビア

アミット・クマール・ゴヤル、ディヴィアンシュ・ディヴィアンシュ、イェヒア・マスード

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AKG と DD が研究を開始しました。 AKG は理論的および数値解析を実行しました。著者全員が結果を分析し、原稿をレビューしました。

イェヒア・マスードへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガーネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Goyal, AK、Divyanshu, D. & Massoud, Y. センシング用途向けのナノフォトニック共振器支援フォトニックスピンホール強化。 Sci Rep 13、9292 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-36417-5

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受信日: 2023 年 4 月 19 日

受理日: 2023 年 6 月 3 日

公開日: 2023 年 6 月 7 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36417-5

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