近日,我院光电信息工程2023级硕士研究生李飞以第一作者在光学领域期刊《Photonics Research》发表论文《Slow Light and High‑Sensitivity Terahertz Sensing Enabled by Multifunctional Resonant Metasurfaces》。该期刊为由中科院上海光机所与中国激光杂志社联合Optica出版,入选“中国科技期刊卓越行动计划”项目,JCR一区,影响因子7.2。我院张莹副教授与中南大学阳权龙副教授为该论文的共同通讯作者。

太赫兹超表面中的高Q共振能够有效增强光与物质之间的相互作用,而电磁诱导透明(EIT)产生的陡峭色散则为慢光调控提供了重要条件。然而,这两类光学响应通常对应不同的共振特征和模式耦合关系,因此如何在同一超表面中实现二者的协同调控仍是一个挑战。针对这一问题,云南师范大学研究团队联合中南大学研究团队提出了一种基于旋转对称性破缺的太赫兹谐振超表面,通过旋转双铜矩形谐振器中的一个谐振臂,连续调控原本受对称性保护的连续域束缚态(BIC),使其逐渐转化为具有有限辐射损耗的高Q准BIC。随着旋转角度增加,准BIC与相邻宽带电偶极(ED)模式之间的频率失谐逐渐减小,两个模式由近似独立的共振态进入显著的相干耦合状态,并通过辐射通道之间的相消干涉形成类EIT窗口,实验测量得到14.2 ps的群延迟。研究团队进一步将该超表面用于检测变压器绝缘油中的老化特征产物糠醛,在1 ppm浓度下仍能分辨明显的共振频移,为电力设备绝缘老化的早期监测提供了一种新的太赫兹检测途径。

该论文得到了国家自然科学基金委、云南省光电信息重点实验室、云南省科技厅基础研究计划的大力支持。
论文链接:https://doi.org/10.1364/PRJ.600718
(张莹 供稿)