횡방향 커커 효과를 이용한 빛 가둠

유전체 나노입자는 입사 평면파의 진행 방향에 수직인 횡방향으로 빛을 산란하도록 설계될 수 있으며, 이를 횡방향 커커 효과라고 한다. 광학 정리에 따라 단일 물체에서 전방 산란의 완전한 상쇄는 불가능하지만, 본 연구에서는 단일 광자 모드가 이상적인 횡방향 커커 효과를 제공할 수 있음을 보인다. 여러 나노입자를 결합하여 메타표면을 형성할 때, 이 모드는 우연한 연속체 속 구속 상태(accidental bound state in the continuum, BIC)로 진화한다. 이는 대칭 파괴 없이 품질 계수를 조절할 수 있는 편광 독립적인 준-BIC를 가능하게 한다. 가시광선 영역에서 이러한 개념을 실험적으로 입증했으며, 브릴루앙 영역 접힘(Brillouin-zone folding) 없이 최초로 편광 독립적인 BIC를 구현했다. 이 모드들은 기존 BIC보다 더 넓은 운동량 공간 영역에서 높은 품질 계수를 유지한다. 본 연구 결과는 기존 설계 제약에서 벗어나 초협대역 공명을 구현할 수 있는 새로운 플랫폼을 제시한다.