Wie genau ist die Polentwicklung der Streumatrix?

Metaoberflächen sind flächige Anordnungen von optischen Bausteinen im Subwellenlängenbereich, die es ermöglichen, die Ausbreitung von Licht durch so eine Oberfläche maßzuschneidern. Sie haben ein enormes Potenzial für Anwendungen wie flache Linsen, Hologramme, Displays oder klassische und Quantensensoren. Die Bausteine von Metaoberflächen werden meist über numerische Berechnungen entworfen, die oft zeitaufwändig und umständlich sind. Eleganter ist es, die optische Antwort dieser Bausteine über ihre Resonanzzustände zu beschreiben. Dies ist nicht nur meist schneller, sondern liefert durch Kenntnis der physikalisch relevanten Resonanzzustände zusätzliche Einblicke. Bisher wurden mehrere Formulierungen für diese resonante Entwicklung hergeleitet. Ein gründlicher Vergleich dieser Formulierungen fehlt jedoch, und manche Beiträge wurden meist vernachlässigt. Wir werden uns deshalb mit den folgenden Fragen im Zusammenhang mit der resonanten Entwicklung der optischen Antwort befassen: Was sind die Vor- und Nachteile der verschiedenen Formulierungen und wie können wir alle Beiträge richtig einbeziehen? Unsere Arbeit wird für die Modellierung von Metaoberflächen von größter Bedeutung sein. Insbesondere sehen wir Potenzial für Anwendungen in der optischen Sensorik.