2023年1月，成版小人蝌蚪ap破解版韓德專教授課題組和復旦大學資劍教授課題組合作，在《國家科學評論》（National Science Review, NSR）上發表了題為“Bound States in the Continuum Based on the Total Internal Reflection of Bloch Waves”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破解版胡鵬博士和本科生謝崇武（現中科大博士研究生）為共同第一作者，成版小人蝌蚪ap破解版韓德專教授和復旦大學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，卻不會與其耦合，因此具有無限長的壽命。這種獨特的性質引起了極大的研究興趣。BIC在很多領域都有應用前景，包括激光器、傳感器、濾波器等。然而到目前為止，還沒有針對于BIC的高效算法，而且在既往研究中，BIC往往被限制在單一的輻射通道中，鮮有研究具有多個輻射通道的高頻區域中的BIC。
在本工作中，研究團結系統闡述了在光子晶體平板界面處發生布洛赫波全內反射的物理機制，發現當廣義波導條件滿足時，平板中的波導模式則為BIC?；谶@一物理機制，研究團隊開發了一個應用于光子晶體平板的BIC算法。當光子晶體平板的界面處發生多個布洛赫波的全內反射時，利用每個布洛赫波的相移在整個波矢-頻率空間建立一個數據庫，結合導波條件，即可快速精準地定位出BIC。相較于其他算法，該算法具有以下兩個顯著的優勢：（1）可在大參數空間中以非常高的精度搜索BIC，極大地縮減了搜索時間；（2）可找到多個輻射通道和超出衍射極限的高頻BIC，拓寬BIC的應用范圍。
研究團隊進一步在弱對比度極限下得到了布洛赫波全內反射的解析公式，由此得到了BIC的極限行為。對于多通道BIC，更揭示了其獨特的拓撲性質，即它們起源于不同輻射通道的拓撲荷在動量空間的偶然重合。值得一提的是，對于低于衍射極限的傳統BIC，將一個整數拓撲荷分裂成兩個半整數荷需要打破結構的空間對稱性；而對于超出衍射極限的多通道BIC，即使沒有對稱性的破缺，這種分裂也可以發生。
該工作揭示了光子晶體平板中BIC的物理圖像，并由此開發了高效的BIC算法，其適用于任意高頻率、任意多通道的BIC的搜索和定位，可以為BIC的實驗設計和實際應用提供幫助。該研究得到了國家自然科學基金和中央高校專項基金等的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwac043
算法鏈接：https://github.com/PMRG-LE707/bicks
(a)光子晶體界面處兩個布洛赫波的全內反射。(b)導波條件：當一個布洛赫波在平板內來回反射一次后，它不發生變化。(c)波導模式的傳統和廣義條件，其中廣義波導模式則是BIC。(d) 多通道BIC的拓撲性質
