Publication

Thermally Reconfigurable Metasurfaces: From Linear Wavefront Control to Nonlinear and Chemical Functionality

2026

Résumé

Resonant metasurfaces concentrate light into subwavelength volumes where even modest temperature changes can shift, reshape, or extinguish spectral features─turning heat into a powerful control knob. This Review presents a unified perspective on thermo-optical metasurfaces, showing how photothermal transduction and temperature-dependent refractive indices connect a single physical mechanism to diverse functionalities. We trace this connection from wavefront and spectral control in the linear regime to bistability, nonreciprocity, and modulation of nonlinear and quantum optical processes. We further highlight emerging applications at the interface of nanophotonics and chemistry, where thermally generated temperature fields and tunable resonances can control reaction environments, enhance infrared molecular signatures, and switch polaritonic coupling. By comparing material platforms and resonance architectures, we identify key opportunities and challenges that will guide the development of thermo-optical metasurfaces for reconfigurable photonics, spectroscopy, and chemistry.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/cd95ca92-a084-4347-9355-f582ffadfb82

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Concepts associés (32)

Optique non linéaire

Lorsqu'un milieu matériel est mis en présence d'un champ électrique , il est susceptible de modifier ce champ en créant une polarisation . Cette réponse du matériau à l'excitation peut dépendre du champ de différentes façons. L'optique non linéaire regroupe l'ensemble des phénomènes optiques présentant une réponse non linéaire par rapport à ce champ électrique, c'est-à-dire une réponse non proportionnelle à E.

Atomic, molecular, and optical physics

Atomic, molecular, and optical physics (AMO) is the study of matter–matter and light–matter interactions, at the scale of one or a few atoms and energy scales around several electron volts. The three areas are closely interrelated. AMO theory includes classical, semi-classical and quantum treatments. Typically, the theory and applications of emission, absorption, scattering of electromagnetic radiation (light) from excited atoms and molecules, analysis of spectroscopy, generation of lasers and masers, and the optical properties of matter in general, fall into these categories.

Optique quantique

L’optique quantique désigne l'ensemble des expériences dans lesquelles la lumière ou bien l'interaction entre lumière et matière doivent être quantifiées. C'est un domaine de recherche en plein essor, à la frontière entre la mécanique quantique et l'optique. Dans le cadre de l’optique quantique, la lumière est considérée comme constituée de photons, objets quantiques qui se comportent : comme des corpuscules dans leurs interactions avec la matière, et comme des ondes pour leur propagation.

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