2022年11月,成版小人蝌蚪ap破解版韓德專教授課題組與香港科技大學陳子亭教授課題組以及復旦大學資劍教授課題組合作,在光學頂級期刊《Optica》上發表了題為 “Global Phase Diagram of Bound States in the Continuum”的研究論文。該論文以成版小人蝌蚪ap破解版為第一單位和通訊單位,成版小人蝌蚪ap破解版胡鵬博士和復旦大學博士生王佳俊為共同第一作者,成版小人蝌蚪ap破解版韓德專教授、復旦大學石磊教授和資劍教授為共同通訊作者。
連續譜中的束縛態(Bound States in the Continuum, BIC)是一類特殊的共振態,它們雖與自由空間中的傳播模式具有相同的動量和能量,卻不與其耦合,因此具有無限大的品質因子。這種獨特的性質在過去近二十年內引起了極大的研究興趣。近年來,隨著微納加工技術的發展,光子晶體平板已成為實驗觀測和實際應用BIC的理想平臺。根據物理機制的不同,光子晶體平板中的BIC一般可以分為三類:偶然BIC,對稱保護BIC和Friedrich-Wintgen BIC。在本工作中,研究團隊將Fabry-Pérot (FP)共振與導模共振(Guided resonance, GR)模式置于同等地位,發現偶然BIC起源于GR模式和FP共振的完全相干相消,對稱保護BIC來自于多個簡并GR模式的相互耦合,而傳統的Friedrich-Wintgen BIC則起源于不同GR模式之間的耦合。因此,光子晶體板中的三種類型的 BIC 可以根據三種不同的 Friedrich-Wintgen 起源來進行進行分類。
基于上述統一的分類方式,研究團隊利用三種不同Friedrich-Wintgen起源的BIC的指標來定義不同的BIC相,從而繪制出參數空間中BIC的全局相圖來研究其動力學演化。隨著系統參數的變化,由GR和FP模式耦合產生的偶然BIC會隨著FP模式的移動而移動。它們可以在高對稱點(G點)與對稱保護BIC或者同類BIC合并,也可以在非G點與由不同GR模式耦合產生的BIC合并。在這些BIC的合并過程中,FP共振均起著主導作用。進一步,研究團隊從實驗上觀測了偶然BIC隨FP共振演化的過程,并實現了非G點的合并BIC。
該工作揭示了光子晶體平板中BIC的一種統一的物理起源,并構造了BIC的全局相圖來研究其動力學演化,可以為BIC的實驗設計和實際應用提供指導。該研究得到了國家自然科學基金,中央高校專項基金和香港研究資助局等的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1364/OPTICA.466190

圖. 光子晶體平板中BIC的全局相圖。(a) 光子晶體平板的示意圖。(b) 光子晶體平板的能帶結構示意圖。插圖表示具有三種不同Friedrich-Wintgen起源的BIC:GR+FP,簡并的GR模式,不同的GR模式。(c, d) TE偏振下
和
能帶的BIC全局相圖。