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Lossless Airy Surface Polaritons in a Metamaterial via Active Raman Gain

机译:通过主动拉曼增益获得超材料中的无损通风表面极化子

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摘要

We propose a scheme to realize a lossless propagation of linear and nonlinear Airy surface polaritons (SPs) via active Raman gain (ARG). The system we suggest is a planar interface superposed by a negative index metamaterial (NIMM) and a dielectric, where three-level quantum emitters are doped. By using the ARG from the quantum emitters and the destructive interference effect between the electric and magnetic responses from the NIMM, we show that not only the Ohmic loss of the NIMM but also the light absorption of the quantum emitters can be completely eliminated. As a result, non-diffractive Airy SPs may propagate for very long distance without attenuation. We also show that the Kerr nonlinearity of the system can be largely enhanced due to the introduction of the quantum emitters and hence lossless Airy surface polaritonic solitons with very low power can be generated in the system.
机译:我们提出了一种通过主动拉曼增益(ARG)实现线性和非线性Airy表面极化子(SPs)的无损传播的方案。我们建议的系统是一个平面界面,由负折射率超材料(NIMM)和电介质叠加,其中掺杂了三能级量子发射器。通过使用来自量子发射器的ARG和来自NIMM的电磁响应之间的破坏性干扰效应,我们证明不仅可以完全消除NIMM的欧姆损耗,而且可以完全消除量子发射器的光吸收。结果,非衍射艾里SP可以传播很长的距离而不会衰减。我们还表明,由于引入了量子发射器,可以大大增强系统的Kerr非线性,因此可以在系统中生成具有非常低功率的无损Airy表面极化子孤子。

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