面向升频定向辐射的鲁棒拓扑 BIC 纳米腔体

光子束态在坍缩态 (BICs) 提供了一种革命性的范式，用于提高集成纳米腔体系统中光-物质相互作用的效率。然而，精确操控开放腔体-发射器架构仍面临关键挑战，尤其是在实现确定性定向辐射和抑制由发射器作为局部杂质引起的腔体模式扰动方面。传统的腔体-发射器耦合研究主要基于统计测量，这不可避免地掩盖了单个光-物质相互作用背后的固有物理。本文提出了一种鲁棒的策略，通过一种具有破缺 $\sigma$h 镜像对称性的拓扑等离子体腔体来控制单个粒子发射器的升频和辐射。这种结构设计使从对称保护的 BICs 向多 BIC regime 的转变成为可能，具有有限但极高的约束，其中横向电磁和磁性模式的非平凡相位演化和杂化为定向辐射开输了明确的远场辐射通道。基于本方案，我们实验演示了来自单个点状发射器的辐射强度显着增强，同时实现了优异的结构鲁棒性以抵抗局部扰动。该工作为工程化的纳米尺度相干定向光辐射奠定了通用框架，为高性能芯片级集成纳米光子学应用提供了坚实基础。