用于偏振不变纳米光子的径向连续域束缚态

由连续域束缚态（BICs）物理支撑的全介电纳米光子学已在纳米尺度光操控、频率转换和光学传感中展现出突破性应用。主要的 BIC 实现方式从具有局域电磁场的孤立纳米天线，到具有可控谐振品质（Q）因子的对称保护超表面。然而，它们要么需要具有复杂光束整形光学的结构光照明，要么需要由偏振敏感单元构成的大型、高制备强度的阵列，阻碍了定制纳米光子应用与片上集成。在此，我们引入径向准连续域束缚态（径向 BICs）作为一类新的径向分布电磁模式，由介电棒对谐振环中的结构不对称性控制。该径向 BIC 平台提供偏振不变且可调的高 Q 谐振，并在低至 2 $\mu$m$^2$ 的超紧凑面积内实现近场显著增强。我们展示了可见波段中的径向 BIC 实现，用于过渡金属硫族化物单层的灵敏生物分子检测与增强二次谐波生成，为紧凑、光谱选择性和偏振不变的超器件在多功能光-物质耦合、复用传感和高密度片上光子学中开辟了新前景。