超材料中的双重连续域束缚态

连续域束缚态（BIC）是一个具有无限辐射品质因子（Q）的数学概念，仅存在于理想的无限阵列中。它最初在量子力学中被提出，并扩展到声学、水波、弹性波和电磁波等一般波动现象。在光子学中，实现高 Q 谐振以增强光与物质的相互作用至关重要，这可实现低阈值激光器、超高灵敏度传感器和光镊。在此，我们展示了亚波长平面超材料腔中的双重连续域束缚态，其呈现出由正交偏振激发的对称性保护特征。通过打破引发泄漏通道的 C2 对称性，双重 BIC 的光谱特征在太赫兹波段得到了实验验证。辐射 Q 因子在离散的对称性恢复点趋于无穷大，并服从关于结构不对称性的平方反比依赖关系。超材料允许在极小的模式体积中限制场，从而以更大的珀塞尔（Purcell）因子伴随高 Q 因子提高腔中自发辐射的速率。超材料中的对称性保护 BIC 还具有在不同波长下可扩展的独特优势，在传感、激光、开关和光谱滤波方面具有潜在应用。