為了探索調(diào)控太赫茲電磁局域化諧振特性的新構(gòu)型、新原理器件，我校數(shù)理學(xué)院趙振宇老師的課題組先后提出了光子Moiré超晶格實(shí)現(xiàn)太赫茲電磁感應(yīng)透明度（EIT）和連續(xù)體中束縛態(tài)（BIC）的調(diào)控，相關(guān)成果于2024年10月和12月先后發(fā)表于美國(guó)應(yīng)用物理聯(lián)合會(huì)權(quán)威期刊Applied Physics Letters和美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)權(quán)威期刊Optics. Letter上，并于2024年12月18日在中國(guó)電子學(xué)會(huì)太赫茲專(zhuān)業(yè)委員會(huì)官網(wǎng)“太赫茲研發(fā)網(wǎng)”予以報(bào)道，被評(píng)價(jià)為“開(kāi)啟轉(zhuǎn)角調(diào)控的太赫茲諧振特性的新時(shí)代”。

2024年10月，該課題組展示了一種三層Moiré超表面，在相應(yīng)的角度上具有明顯的EIT現(xiàn)象。所提出的超表面由一個(gè)本征方晶格組成，該晶格嵌入到另一個(gè)光子Moiré超晶格中，該光子Moiré超晶格由兩個(gè)方晶格以10.39°和7.63°的兩個(gè)特殊角度扭曲后堆疊制成。這一三重Moiré超構(gòu)表面中扭曲方晶格之間的隱藏模式被激發(fā)，并且相互耦合，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)晶格模式的相消干涉，導(dǎo)致太赫茲波段出現(xiàn)透明窗口。當(dāng)相應(yīng)的角度為10.39° 時(shí)，在0.84 THz 的透明窗口處發(fā)現(xiàn)最大群延遲為9.76 ps。當(dāng)相應(yīng)的角度減小到7.63° 時(shí)，透明窗口偏移到0.57 THz，具有5.96 ps 的群延遲。耦合洛倫茲振蕩器模型表明，透明窗口處的非線(xiàn)性光學(xué)極化率大于零。該研究創(chuàng)造了一種在太赫茲波段調(diào)整EIT和慢光的方法。該成果在2024年10月發(fā)表于A(yíng)ppl. Phys. Lett. 125，141701 (2024)上。

太赫茲M(mǎn)oiré超晶格誘導(dǎo)透明的局域場(chǎng)分布及其K空間色散特性

同年十二月，該課題組提出了一種Moiré超構(gòu)表面，由兩個(gè)相同的方形光子晶格疊加而成，其角度為12.68°。通過(guò)調(diào)整入射角，可以在Moiré超構(gòu)表面同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)保護(hù)的 BIC(SP-BIC)、Friedrich-Wintgen BIC和偶發(fā)BIC（Accidental BIC）。其中，準(zhǔn)BICs保持超過(guò)107的超高Q因子。光子能帶結(jié)構(gòu)表明，這三種類(lèi)型的BIC位于k空間中遠(yuǎn)場(chǎng)極化渦旋的中心，它們有自己的拓?fù)潆姾?。這些 BIC對(duì)薄膜傳感器應(yīng)用中分析物折射率的細(xì)微變化表現(xiàn)出高度敏感性。該成果在2024年12月發(fā)表于Opt. Lett. 49, 7016-7019 (2024)上。

太赫茲M(mǎn)oiré超晶格在TM與TE模式下不同類(lèi)型的BIC特性

  上海師范大學(xué)為上述工作第一單位和通訊作者單位，數(shù)理學(xué)院光學(xué)專(zhuān)業(yè)2022級(jí)碩士研究生張雪蓮?fù)瑢W(xué)為論文第一作者、趙振宇老師為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(62475159)和江蘇省市場(chǎng)監(jiān)督管理局科技計(jì)劃?rùn)M向項(xiàng)目(KJ2024021)的聯(lián)合資助。太赫茲研發(fā)網(wǎng)新聞鏈接地址: http://www.thznetwork.org.cn/shownews.asp?id=1506

（供稿、圖片：數(shù)理學(xué)院）