相位匹配的深紫外手性连续域束缚态超构透镜
光学
2025-09-22 v1 应用物理
摘要
深紫外(DUV)相干光源对生物医学成像和生物传感等各种应用至关重要。非线性晶体(NLC)可产生深紫外光，但受限于其庞大的厚度、低透明度以及严格的窄带相位匹配条件。实现紧凑、宽带、手性且聚焦的深紫外光集成器件仍然难以捉摸。在本工作中，我们首次在厚度仅为 400 nm 的紧凑晶体硅(c-Si)介电超构表面上实现了手性深紫外三次谐波产生(THG)。该超构表面在 800 nm 基频波长处支持手性连续域束缚态(BIC)共振，实验测得高 Q 因子为 130，并在三次谐波波长处具有模式相位匹配的等离激元共振以实现高效的 THG。在 15 GW/cm2 的峰值功率下，产生的 DUV-THG 功率高达 12 nW。此外，我们开发了一种工作在 DUV 波段的非局域超构透镜，利用相同的手性 BIC 腔和相位梯度方法对手性 DUV-THG 进行聚焦。我们的平台为未来医疗技术、成像和先进制造领域的集成 DUV 纳米光子器件创建了高效、超紧凑且多功能的集成器件。
引用
@article{arxiv.2509.15904,
title = {Phase-matched Deep Ultraviolet Chiral Bound States in the Continuum Metalens},
author = {Omar A. M. Abdelraouf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.15904},
year = {2025}
}