介质超表面中基于衬底工程的可调连续谱束缚态与定向辐射
光学
2026-05-12 v1
摘要
超表面中的可调连续谱束缚态（BIC）为控制光与物质相互作用提供了强大机遇，但面外对称性破缺的作用仍知之甚少。在此，我们揭示了一种通过全介质超表面中的面外对称性破缺来实现可调高Q值 BIC 和定向辐射的机制。无衬底超表面由周期性排列的多层圆柱体组成，支持重叠的磁偶极子和电四极子共振，在 1550 nm 波长下产生电镜像和对称保护 BIC 响应。引入多层衬底破坏了面外对称性并激发了导模。当导模波长与 BIC 波长匹配且与衬底的耦合被抑制时，BIC 波长几乎保持不变，而 Q 因子随层数增加而增大。相反，光谱失谐和增强的耦合会导致明显的蓝移和 Q 值快速下降。因此，导模匹配与耦合强度之间的相互作用决定了 BIC 是保持稳健还是变得可调。这些发现为通过面外对称性破缺进行 BIC 工程建立了一般框架，并为可调超表面提供了多功能平台，在集成光学中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2605.09388,
title = {Substrate-engineered tunable bound states in the continuum and directional radiation in dielectric metasurfaces},
author = {Hao Song and Yanming Sun and Jian Li and Wanlin Wang and Ming Chun Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.09388},
year = {2026}
}
备注
25 pages, 8 figures