1. 研究背景:
近年来，光子平台已成为探索非厄米物理的一个丰富的研究领域，其中光子共振的实分量(即振荡频率)和虚分量(即损耗)之间的相互作用可以导致厄米系统中不存在的独特现象。非厄米光子的一个原型对象是“连续域中的束缚态”(BICs)，尽管处于辐射波的连续统中，但它们是完全受限的模式。由于对称保护BICs与辐射波的对称性不匹配，或者通过“Friedrich-Wintgen BICs”(FW BICs)的破坏性干扰抵消损耗，这些独特的状态被阻止辐射。在光子晶格中，每个BIC被固定在远场极化涡旋的奇点上。各种研究小组通过大量的理论研究和实验证明，探索了BICs的拓扑性质。然而，这些工作大多只关注于操纵BIC的虚部，如将BICs分裂成低阶BICs和具有圆偏振的手性光子态，或合并BICs以实现在布里渊区扩展区域内具有非常高质量因子的“Super BICs”。
研究动机:
在理论研究中引入了一种通过共振的实分量设计光子态的新方法，并在通过实验结果验证其可行性。
在该工作中，研究人员研究了在Γ点的一个系统BIC和两个FW qBIC产生的拓扑电荷合并时光子带结构的复杂能量-动量色散。两个BICs都位于相反曲率的光子带边缘，它们的合并产生了一个位于零曲率和无限大有效质量的超平坦带上的超级BIC。数值模拟的结果与基于模式耦合理论的解析模型一致，该模型很好地再现了带色散的实部、光子质量因子和相应的远场偏振结构。
2. 研究内容:
1:
基于模式耦合理论，通过打破光栅结构的对称性使类奇模和类偶模耦合，通过控制光栅填充因子f 实现光子多谷色散到平带BIC的设计，并通过严格耦合波分析(RCWA)计算精确验证的理论设计的结果。
2:
基于理论设计的结果，实验上制作半刻蚀光栅样品，其测量结果与理论实际完美对应，并利用平带BIC的高群指数、大的有效质量、BIC强局域特性，展示了平带BIC在分子捕获上优异实验结果。
3. 创新点:
创新点一：通过模式耦合理论引入了一种原创的方法来设计一种新的光子状态，即通过合并位于具有相反曲率的带边缘的BICs得到超平坦超级BIC。
创新点二: 利用超平带BIC态进行光学捕获，展示了单粒子的三维捕获。该结果为实验探索与BICs拓扑电荷相关的拓扑力结构铺平了道路。
4. 总结和收获：
文章结论: 该工作提出了一种原创的方法来设计一种新的光子状态，即“超平坦超级BIC”。超平面超BIC在动量空间的广泛区域内表现出鲁棒的高质量因子和态密度。并且该工作使用硅光栅进行了实验演示，在实验上观察到合并跃迁的完整过程。此外，该工作还利用超平面超BIC态进行光学捕获，展示了单粒子的三维捕获。该结果为实验探索与BICs拓扑电荷相关的拓扑力结构铺平了道路。
启发和收获:
学习了一种新的BIC设计方法。对于平带的设计方法有所了解。
**文献来源**：Phys. Rev. Lett. 132, 173802 – Published DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.173802。
**作者**：Ngoc Duc Le, Paul Bouteyre, Ali Kheir-Aldine, Florian Dubois, Sébastien Cueff, Lotfi Berguiga, Xavier Letartre, Pierre Viktorovitch, Taha Benyattou, and Hai Son Nguyen.
报告人：罗猜
