BIC相关
- Nature | 无序拓扑光学 实空间和动量空间结合 即BIC和PB相位结合
- Brillouin Zone Folding Induced Spin–Orbit-Locking Chiral BIC and Quasi-BIC【我一直想研究的,三角晶格中自旋谷锁定 布里渊区折叠 BIC】但这篇是磁光光子晶体
- 25年LPR 通过对称破缺提升准导模的品质因子 里面用到了群论、不可约表示的东西,进行了研究!
- 25年LPR 三角形超胞 也类似阻挫模式 中科大张兴旺团队最新《LPR》:非局域相位梯度超表面中共振偏振态赋能异常光束偏转 可能和拓扑安德森、合成维度谷拓扑、阻挫模式都有关系!
- 25年《Light》:介电超表面中集体光学共振的强耦合
- 25年NC 北京理工大学研究团队子刊 | 连续谱中的准束缚平带:颠覆无序会恶化BIC性能的传统认知
- 25年 C3结构几何相位 BZ折叠 高阶旋转对称诱导的高Q广义几何相位非局域超表面
- 26年LPR 纯理论-狄拉克点诱导BIC导致动量空间高Q特性的拓扑扩张-可以直接用于做激光器!!!
- 26年PRL 各向同性带间耦合诱导的单向导模共振连续环 是超表面,可以做单向涡旋光激光器
- 26年基于扭曲光子晶体的布里渊区折叠驱动拓扑带翻转 BIC
- 26年NC高阶光子简并度释放拓扑重构新维度:单层超表面实现创纪录Q∝k⁻¹⁰标度律与皮米级光谱分辨 可以直接做激光器,但不知道有没有人已经做出来了。不管,可以先做,不过要在上面做一点小创新 【很快可以做出来】
Nature | 无序拓扑光学 实空间和动量空间结合 即BIC和PB相位结合
https://mp.weixin.qq.com/s/yoSLLLXiAgVfgjx04fBGVA
在光学中,连续域束缚态(BIC)是一种特殊的光学奇点,其能量被局域化,无法向外传播,从而在动量空间中形成一个不辐射、Q值无穷大的偏振奇点,围绕该奇点的偏振分布具有非平庸的拓扑荷。因此,BIC在涡旋光产生、场增强和高Q值等光学应用中具有广阔的前景。传统利用超表面和光子晶体实现的BIC通常依赖于严格的周期性结构,结构的无序会破坏周期性,导致BIC退化成准BIC(即QBIC),其拓扑性质也随之消失。因此,过去关于BIC的研究通常会尽量减轻无序的影响。然而,从另一方面来看,无序性为结构控制提供了额外的自由度,这在波前调控应用中至关重要。因此,如何在BIC中引入有效的无序信息而不破坏BIC的拓扑特性,成为拓扑光学领域中的一个重要挑战。
Brillouin Zone Folding Induced Spin–Orbit-Locking Chiral BIC and Quasi-BIC【我一直想研究的,三角晶格中自旋谷锁定 布里渊区折叠 BIC】但这篇是磁光光子晶体
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsphotonics.5c00377
光子学中的手性现象已在各种光学平台(如手性纳米粒子和光子晶体板)中得到广泛探索,因为它们在传感和光纵等各种应用中的潜力。最近,连续介质中的光子束缚态 (BIC) 本身就表现出自旋和手性,由于其超高的品质因数和出色的光限制而引起了人们的极大兴趣。然而,实现自旋轨道锁定手性 BIC 或准 BIC 仍然是一个挑战,限制了它们在先进光学器件中的更广泛应用。在这里,我们提出了一种在磁光光子晶体板中同时实现自旋轨道锁定手性 BICs 和准 BICs 的方法。当周期三倍、面内对称性打破和时间反转对称性打破作应用于通用且广泛使用的蜂窝晶格时,使能布里渊区折叠的简并体模式被转化为一对 BICs 和一对准 BIC。通过检查面外电场的相位分布、面内磁场的辐射分布和近场的多极分解,彻底研究了每种模式的手性,所有这些都证实了自旋-轨道锁定特性。我们的工作引入了一个用于创建手性 BIC 和准 BIC 的设计框架,为手性光子学和先进光学工程的未来发展提供了巨大的潜力。
25年LPR 通过对称破缺提升准导模的品质因子 里面用到了群论、不可约表示的东西,进行了研究!
https://mp.weixin.qq.com/s/m9Fan4_A9m7Rd4_AWLKIVQ
能够实现强光场约束的光学谐振腔对于推动众多重要应用的发展至关重要,例如低阈值纳米激光器、非线性信号增强、光学调制器以及增强的激子–光子耦合等。谐振腔的光约束能力由其品质因数(Q 因数)表征,定义为 Q=ω/2γQ,其中 ω和 γ 分别表示光学共振的谐振频率与辐射损耗率。近年来,连续谱束缚态(BIC)与准导模(quasi-GM)被提出用于在周期性纳米结构中实现超高 Q 共振。导模(GM)对应于光线以下的束缚态,而 BIC 则是光线以上的离散局域态,两者均无法与远场耦合。在实际系统中,通过改变波矢或纳米结构参数,BIC 可转化为准 BIC;而通过改变晶格周期引入布里渊区折叠,导模可演化为准导模,从而打开衍射通道。由于准导模的 Q 值通常随结构不对称参数呈反平方标度关系,与对称性保护型 BIC 相似,许多研究不加区分地将两者统称为准 BIC。然而,随着研究的深入,BIC 与 GM 已逐渐被区分为不同的概念。在实际样品中,由于周期性纳米阵列通常具有较大的功能区域,依据上述反平方标度关系确定的 Q 值极易受到样品制备缺陷的影响,导致实际 Q 值显著降低。
在本研究中,作者在非晶硅(α-Si)超表面中理论提出并实验验证了一种通过合理设计对称性破缺来提升 BIC 与准导模 Q 因数的方法。在相同波矢 k 与不对称因子 α 下,理论计算表明,与传统布里渊区折叠方案相比,本策略实现的准 BIC 与准 GM 的 Q 因数可提升一个数量级以上。本征模的群对称性分析揭示了 BIC 与准 GM 的形成机理。通过合理的对称性破缺,使受扰超表面保持 pmg 空间群对称性并依据对称性选择性激发本征态,从而抑制共振态与远场之间的耦合强度,实现了辐射损耗的有效抑制与 Q 因数的显著提升。实验结果进一步验证了该策略的有效性:在不对称参数 α = 0.2 时,获得了 Q ≈ 1394 的准 GM,相较于传统布里渊区折叠诱导的准 GM(Q ≈ 200)有显著提升。本研究提出了一种简明有效的途径,可在显著对称性破缺条件下实现高 Q 共振,为在多种光学应用中增强光–物质相互作用提供了新的设计思路。
25年LPR 三角形超胞 也类似阻挫模式 中科大张兴旺团队最新《LPR》:非局域相位梯度超表面中共振偏振态赋能异常光束偏转 可能和拓扑安德森、合成维度谷拓扑、阻挫模式都有关系!
https://mp.weixin.qq.com/s/aZushEzrXAEAai9Eq9LOXw
中国科学技术大学 Xingwang Zhang 团队展示了利用非局域导模共振超表面中的共振线偏振态实现实空间波前整形的实验结果。通过将超表面的对称性降低至三重旋转(C)对称性,作者实现了Γ点处的共振线偏振态。这种线偏振态导致了高阶几何相位关系,使得超构原子仅需旋转π/3即可实现2π的相位覆盖。因此,共振非局域相位梯度超表面可以作为偏振选择性光束偏转器,实现手性相关的、可控角度的光束偏转。
研究成果于 2025 年 11 月 3 日以题为“Anomalous Beam Deflection Enabled by Resonant Polarization States in Nonlocal Phase Gradient Metasurfaces”发表在《Laser & Photonics Reviews》上。
25年《Light》:介电超表面中集体光学共振的强耦合
汉诺威莱布尼茨大学 Antonio Calà Lesina、Andrey B. Evlyukhin 团队和伦敦国王学院 Anatoly V. Zayats 团队从理论、仿真和实验三个方面论证了介电超表面中对称保护准BIC(quasi-BIC)和表面晶格共振(SLR)之间的耦合和杂化现象象。作者展示了在强耦合状态下,TE偏振激发下反射抑制所导致的反交叉(或拉比分裂)现象;以及在弱耦合状态下,由于参与集体共振之间的能量交换,TM偏振光照射下偶然BIC的出现。第一种效应伴随着模式的杂化近场。通过改变入射角、偏振态和周围环境,可以控制所观察到的耦合机制。这项关于集体共振耦合和杂化的基础研究为设计具有特定准束缚态和集体杂化共振的超表面提供了新的思路。它还可能为控制与此类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领域具有广阔的应用前景。
研究成果于 2025 年 11 月 24 日以题为“Strong coupling of collective optical resonances in dielectric metasurfaces”发表在《Light: Science & Applications》上。
DOI:https://doi.org/10.1038/s41377-025-02076-6
25年NC 北京理工大学研究团队子刊 | 连续谱中的准束缚平带:颠覆无序会恶化BIC性能的传统认知
https://www.nature.com/articles/s41467-025-65860-3
连续域束缚态(BICs)是一类能量处于辐射模连续谱但空间局域的特殊光学态,其衍生的准连续域束缚态(quasi-BICs)因具备超高品质因子(Q 因子),在 BIC 激光器、超灵敏光学传感器等光子器件领域展现出重要应用潜力。传统观点认为无序会加剧布洛赫波散射、恶化 BIC 性能,但部分研究证实无序可诱导光的安德森局域化、增强波传输。该研究提出颠覆性思路,即利用超胞内的镜面对称无序构建准连续域束缚平带(quasi-BFICs),实现光锥以上全动量空间内每个 k 点均呈现 quasi-BIC 特性的新型光学态,同时阐明无序在 quasi-BFICs 形成中的积极调控作用。
25年 C3结构几何相位 BZ折叠 高阶旋转对称诱导的高Q广义几何相位非局域超表面

https://mp.weixin.qq.com/s/ZN-bzHSSStw0hmDYMohYyw
26年LPR 纯理论-狄拉克点诱导BIC导致动量空间高Q特性的拓扑扩张-可以直接用于做激光器!!!
https://mp.weixin.qq.com/s/idG7wNrQyHHg6ppFzuBOXw
1、创新点
1、作者发现狄拉克点显著影响着具有相同符号拓扑荷的BIC,促使general BICs的产生。其能在动量空间中形成高Q连接通道,使得在广泛的波矢下维持高品质共振。
2、手性相反拓扑荷相反的两个C点,他们在非Γ相遇时不会直接湮灭。其中更靠近布里渊区中心的C点在Γ点相遇并产生merging BIC效应,同时它的手性发生反转。当它从合并状态分离出来后与之前的C点再次相遇时发生了湮灭。
2、主要内容
模型和原理:

图(a)是六边晶格的光子晶体,材料为氮化硅,折射率n=2.05,晶格常数a=2000nm,厚度为1500nm,空气圆孔的直径d=400nm,Δr表示空气圆孔中心到六边晶格中心的距离。
26年PRL 各向同性带间耦合诱导的单向导模共振连续环 是超表面,可以做单向涡旋光激光器
https://mp.weixin.qq.com/s/uV5F2gM5HZA_aQ7T5bYgNQ
清华大学 Qinghua Song 团队展示了一种单向导模共振(UGR)连续环,该环位于六边形双层圆柱阵列中。其形成受各向同性带间耦合控制,从而确保了鲁棒且方位角连续的单向发射。此外,通过利用Γ点处面内反演对称性保护连续域束缚态,该连续UGR环从其内部的连续域束缚态获得拓扑性质,表现为具有非平凡拓扑荷的相位涡旋。这种连续单向性和全局拓扑荷的独特结合,为开发新型器件(例如单向涡旋激光器)提供了一个鲁棒的平台。
研究成果于 2026 年 7 月 1 日以“Continuous Ring of Unidirectional Guided Resonances Induced by Isotropic Interband Coupling”为题发表于《Physical Review Letters》。
26年基于扭曲光子晶体的布里渊区折叠驱动拓扑带翻转 BIC
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/nap2.70164


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