数理学院赵振宇课题组在太赫兹超表面研究中取得突破

为了探索调控太赫兹电磁局域化谐振特性的新构型、新原理器件，澳门金沙城中心数理学院赵振宇老师的课题组先后提出了光子Moiré超晶格实现太赫兹电磁感应透明度（EIT）和连续体中束缚态（BIC）的调控，相关成果于2024年10月和12月先后发表于美国应用物理联合会权威期刊Applied Physics Letters和美国光学学会权威期刊Optics. Letter上，并于2024年12月18日在中国电子学会太赫兹专业委员会官网“太赫兹研发网”予以报道，被评价为“开启转角调控的太赫兹谐振特性的新时代”。

2024年10月，该课题组展示了一种三层Moiré超表面，在相应的角度上具有明显的EIT现象。所提出的超表面由一个本征方晶格组成，该晶格嵌入到另一个光子Moiré超晶格中，该光子Moiré超晶格由两个方晶格以10.39°和7.63°的两个特殊角度扭曲后堆叠制成。这一三重Moiré超构表面中扭曲方晶格之间的隐藏模式被激发，并且相互耦合，从而实现两个晶格模式的相消干涉，导致太赫兹波段出现透明窗口。当相应的角度为10.39° 时，在0.84 THz 的透明窗口处发现最大群延迟为9.76 ps。当相应的角度减小到7.63° 时，透明窗口偏移到0.57 THz，具有5.96 ps 的群延迟。耦合洛伦兹振荡器模型表明，透明窗口处的非线性光学极化率大于零。该研究创造了一种在太赫兹波段调整EIT和慢光的方法。该成果在2024年10月发表于Appl. Phys. Lett. 125，141701 (2024)上。

太赫兹Moiré超晶格诱导透明的局域场分布及其K空间色散特性

同年十二月，该课题组提出了一种Moiré超构表面，由两个相同的方形光子晶格叠加而成，其角度为12.68°。通过调整入射角，可以在Moiré超构表面同时实现对称保护的 BIC(SP-BIC)、Friedrich-Wintgen BIC和偶发BIC（Accidental BIC）。其中，准BICs保持超过107的超高Q因子。光子能带结构表明，这三种类型的BIC位于k空间中远场极化涡旋的中心，它们有自己的拓扑电荷。这些 BIC对薄膜传感器应用中分析物折射率的细微变化表现出高度敏感性。该成果在2024年12月发表于Opt. Lett. 49, 7016-7019 (2024)上。

太赫兹Moiré超晶格在TM与TE模式下不同类型的BIC特性

  澳门金沙城中心为上述工作第一单位和通讯作者单位，数理学院光学专业2022级硕士研究生张雪莲同学为论文第一作者、赵振宇老师为通讯作者。该研究得到了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横向项目(KJ2024021)的联合资助。太赫兹研发网新闻链接地址: http://www.thznetwork.org.cn/shownews.asp?id=1506

（供稿、图片：数理学院）