光の「キラリティ」を動的に制御する新しいフォトニックデバイス(A Dynamic Twist of Light’s ‘Handedness’)

2026-03-11 ハーバード大学

ハーバード大学SEAS研究チームは、の「キラリティ動的制御できる新しい光学手法開発した。通常、性(偏光・偏光など)固定われるが、研究では特殊メタ表面構造用いることで、ねじれ状態時間変化ながら制御できること示した。この「動的ツイスト」により、偏光状態運動量精密操作でき、物質相互作用新しい制御できる可能性た。成果量子光学、通信、光学センシング、キラル分子検出など応用期待れる。

光の「キラリティ」を動的に制御する新しいフォトニックデバイス(A Dynamic Twist of Light’s ‘Handedness’)
Schematic illustration of MEMS-integrated twisted bilayer photonic crystals illuminated by right-handed circularly polarized and left-handed circularly polarized beams.

<関連情報>

MEMS集積フォトニック結晶による固有光学キラリティの動的制御 Dynamic control of intrinsic optical chirality via MEMS-integrated photonic crystals

Fan Du, Haoning Tang, Yifan Liu, Mingjie Zhang, Beicheng Lou, Guangqi Gao, Xuyang Li, Alsyl Enriquez, Shanhui Fan, and Eric Mazur
Optica  Published: March 4, 2026
DOI:https://doi.org/10.1364/OPTICA.578880

Abstract

Chiral nanophotonic structures offer unprecedented design flexibility for enhancing chiral optical responses, yet dynamic tuning of such responses remains a key challenge. Here, we demonstrate intrinsic optical chirality tunability in reconfigurable bilayer photonic crystal slabs integrated with micro-electromechanical systems (MEMS). The chiral nature arises from strongly coupled dipole modes in the bilayer structure, whose optical characteristics are tuned via the interlayer gap and twist angle. We report measured intrinsic circular dichroism varying from –0.85 to 0.64. Our theoretical analysis reveals that this platform supports topologically protected states capable of reaching unit circular dichroism, establishing a robust pathway for arbitrary polarization control. This compact, all-dielectric device paves the way for applications in chiral sensing, dynamic polarization modulation, optical communications, and quantum photonics.

0403電子応用
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