连续统中的束缚态(BICs)由Neumann和Wigner在电子系统提出,是能量位于辐射模连续统中的局域态,在经典波系统中经人工结构设计被广泛观察。光子BICs能实现超高q因子的光学共振模式,光子晶体板中的BICs可产生涡旋光束和手性光,但在实际应用中存在如Bloch波段大色散效应、准BIC的Q因子快速衰减等挑战,固定频率广角照明时会约束其性能。摩尔平带特征模的Q因子随k向量在Γ点远离准BIC显著衰减,这促使人们思考构建moirBICs及探究新特性。
研究内容包括理论上证明通过调制多个拓扑电荷与辐射通道对齐,在1D PhC板构建摩尔平坦带BIC;并基于理论制作1D摩尔光子晶体板,观察到远离摩尔BICs的Bloch模式高Q共振和Q因子缓慢下降。创新点一是提出1D PhC板摩尔平带BIC的首个理论设计,精确调制远场拓扑电荷位置消除布里渊区中心摩尔平带本征模辐射损失与衍射通道电磁波泄漏;二是摩尔结构因带折叠和多个远场拓扑电荷作用,Q因子衰减比传统Bloch带慢,大k向量处Q因子有振荡行为。
文章结论为提出1D PhC板摩尔平带BIC理论设计并通过实验验证可行性。启发在于从抑制辐射通道出发设计摩尔平带BIC,设计方法和实验验证提供平带范例并阐明BIC与平带关系。可以为宽波段光电探测提供新的途径。
**文献来源**Nat Commun 15, 9080 (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-53433-9;
**作者**Haoyu Qin, Shaohu Chen, Weixuan Zhang, Huizhen Zhang, Ruhao Pan, Junjie Li, Lei Shi, Jian Zi & Xiangdong Zhang
报告人:罗猜