极端 BIC 超声波介质表面用于超灵敏生物传感与高速无线通信
光学
2025-10-02 v1 系统与控制
系统与控制
医学物理
摘要
界限态在连续介质中的 BIC (Bound states in the continuum) 已成为 terahertz (THz) 光子学中的一种革命性范式，使其能够实现理论上无限质量因子 (Q 因子) 的介质表面，并实现对光-物质相互作用的前所未有的控制。本综述综合了过去十年 THz-BIC 研究的进展，追溯了从基础对称保护设计到面向应用的准 BIC 的演进。我们剖析了多极子来源、拓扑鲁棒性以及实现高 Q 共振的破对称策略，以及用于预测设计的计算框架。时间线概述了关键里程碑：早期介质表面实现高 Q 因子、实现微克检测限的灵活生物传感器，以及减少路径长度几个数量级的 Kerker 条件气体光谱仪。对可重构 MEMS-BIC 和手性量子光子学等新兴前沿进行了严格评估。尽管取得了诸多突破，但面临可规模化集成到 6G 通信中的障碍，包括纳米制造公差、材料损耗权衡以及动态控制空白。本综述确立 BIC 介质表面作为紧凑型高效 THz 技术的关键使能器，旨在搭建基本发现与商业化 THz 基于 6G 通信与 MedTech 应用之间的鸿沟。
引用
@article{arxiv.2510.00357,
title = {Terahertz Quasi-BIC Metasurfaces for Ultra-Sensitive Biosensing and High-Speed Wireless Communications},
author = {Islam I. Abdulaal and Abdelrahman W. A. Elsayed and Omar A. M. Abdelraouf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.00357},
year = {2025}
}