上海师范大学最新Optics Letters成果：光子Moiré超晶格中Γ点上和点外太赫兹连续谱中的束缚态调控机制

由光子Moiré超晶格组成的超表面具有很高的光学调谐能力和多功能光操纵能力。其中连续谱中束缚态（BIC）具有无限品质因子和动量空间（k 空间）中的拓扑涡旋构型两大特征，从而为光调制引入了新的维度。上海师范大学太赫兹超材料课题组长赵振宇老师及其学生，联合澳大利亚国家制造设施团队、苏州计量测试院团队，协同攻关。提出了一种由两个相同的正方形光子晶格叠加而成的光子Moiré超晶格组成的超表面，当其相称角（commensurate angle）达到 12.68°Moiré准周期属性约化为周期属性。

通过调整入射角，我们的Moiré超表面可以同时实现对称保护型 BIC（Symmetry-protected BIC）、Friedrich-Wintgen BIC 和偶发BIC （Accidental BIC）三种类型的BIC。

研究发现，准 BIC 可保持超过 10^7的超高Q 因子。

光子带结构表明，这三种类型的 BIC 位于 k 空间远场偏振漩涡的中心，而这些漩涡具有各自的拓扑电荷。

我们的实验表明，这些 BIC 对待测化学物质的折射率的微妙变化具有高灵敏度，可用于薄膜传感器。这一发现预示着一种实现高灵敏度多通道太赫兹生物传感器的方法。上述工作于2024年12月15日发表于美国光学学会期刊Optics Letters 第49卷24期7016页至7019页（https://doi.org/10.1364/OL.541438）。该工作得到国家自然科学基金面上项目（62475159）和江苏省市场监督管理局科技计划（KJ2024021） 的资助。

文章信息：

Xuelian Zhang, Zhenyu Zhao, Peiliang Liu, Rajour Tanyi Ako, Sharath Sriram, Xuan Zhao, Hongxin Liu, and Haijun Bu, "Terahertz bound states in the continuum on-and-off-Г point of a moiré photonic superlattice," Opt. Lett. 49, 7016-7019 (2024).

https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-49-24-7016