介质超表面中集体光学共振的强耦合

介质超表面可以通过多种类型的集体（非局域）共振实现强光-物质相互作用，例如表面晶格共振（SLR）和连续域中准束缚态（quasi-BIC）。光谱选择性、场增强以及高且可控的品质因子使这些共振在激光、传感、非线性光学和量子光子源等科技应用中备受关注。一个新兴的挑战聚焦于通过超表面基本共振之间的模式耦合和杂化来调控光-物质相互作用。虽然强耦合现象已在各种共振模式之间被观测到，但不同性质的集体共振之间的相互作用至今尚未被观测到。在此，我们从理论上、数值上和实验上展示了介质超表面中对称保护的准BIC与SLR之间的耦合和杂化的起始。我们展示了在强耦合区域中出现反交叉（或拉比劈裂）并伴随反射抑制，在TE偏振激发下观测到，以及在弱耦合区域中由于参与集体共振之间的能量交换而在TM偏振照明下出现偶然BIC的表征。第一种效应伴随着模式的杂化近场。观测到的耦合机制可通过改变入射角、偏振和周围环境中进行调控。这项关于集体共振耦合和杂化的基础研究为设计具有目标准aBIC和集体杂化共振的超表面提供了见解。它也可能为控制与这些共振相关的近场开辟新的可能性，在可调谐纳米光子学和光操控方面有广阔的应用前景。