同济大学团队突破性地实现了对法布里-珀罗连续域束缚态（fp-bics）共振的定向操控，研究成果发表在《应用物理评论》期刊。该研究揭示了fp-bics共振特性与器件结构参数间的关键联系，为其在光学领域的应用奠定了坚实基础。

连续域束缚态（BICs）因其理论上无限大的品质因子（Q因子），有望在超表面领域实现极端场增强效应。然而，对称保护BICs的应用受限于其难以被远场激发。而FP-BICs作为另一类BICs，其Q因子演化规律尚不明确，阻碍了其发展。

图1. FP-BICs理论模型及Q因子演化规律

该团队构建了一个层间耦合谐振子模型（图1a），推导出了FP-BICs的Q因子与相位失谐、频率失谐以及非辐射衰减率之间的定量关系（图1b, 1d），实现了对FP-BICs谐振的精准调控（图1c）。 研究人员利用超表面和多层膜构建的多层膜超表面结构（图2a）验证了理论模型。通过改变间隔层厚度模拟相位失谐（图2b），改变超表面单元半径模拟频率失谐（图2c），实验结果与理论预测高度吻合（图2d）。

图2. 基于多层膜超表面的Q因子实验验证

实验中，研究团队还验证了频率失谐对准FP-BIC谐振频率和Q因子的影响，测得最大Q因子高达610。该研究首次阐明了FP-BICs Q因子与结构参数间的内在联系，为FP-BICs共振的定向设计提供了理论指导，并为BICs的研究提供了新的视角，有望推动相关领域的新应用。

论文共同第一作者为同济大学博士研究生饶晓峰、何涛助理教授、博士研究生李程峰；共同通讯作者为同济大学何涛助理教授、中国计量科学研究院屈继峰研究员、同济大学程鑫彬教授。其他主要贡献者包括钮信尚、冯超、董思禹、朱静远、魏泽勇、施宇智和王占山等。

《夸克》非常好用的免费AI浏览器

下载APP查看