我院黄旭光教授课题组在《Laser & Photonics Reviews》上发表重要研究成果

近期，我院黄旭光教授课题组与香港城市大学蔡定平教授课题组、香港理工大学余长源教授课题组合作，首次在等离子体超构表面中实现了手性BICs的Q值和CD响应的独立控制，并解决了手性BICs（chiral-BICs）研究中遇到的一个根本问题及重要挑战：Q值和CD值的负关联性。研究成果以“Chiral bound states in the continuum in plasmonic metasurfaces”为题发表在国际前沿学术期刊Laser & Photonics Reviews上（影响因子：10.947）。我院粤港澳大湾区联合培养硕士研究生唐余虎与香港城市大学博士后梁尧为共同第一作者，黄旭光教授、蔡定平教授和余长源教授为共同通讯作者，我校为第一完成单位。

连续域中的束缚态（Bound states in the continuum，简称BICs，是一种存在于辐射连续谱中的非辐射状态，理论上可以完全消除辐射损耗，产生极高品质因子（Q值）的谐振），为抑制辐射损耗和增强光与物质相互作用提供了一种灵活的物理方案。通过把准BICs（quasi-BICs）和手性超表面结合起来，有望同时获得高Q值和强CD响应。

迄今为止，关于手性BICs的研究表明手性quasi-BICs的高Q值和强CD响应会因为它们之间的强负关联性难以同时兼得。在基于BICs的手性超表面中，超表面的CD响应的强弱取决于微纳结构的镜面反转非对称系数的大小。为了增强手性准BICs的CD响应，需要增大镜面反转非对称系数，而镜面反转非对称系数的增大，将会加强BICs和连续辐射态的耦合，增大辐射损耗，从而导致准BICs的Q值的指数衰减。这对同时独立调控CD响应与Q值的金属器件中实现等离子体准BICs谐振提出了根本挑战。

为了应对上述挑战，研究团队通过集成两个不同的谐振单元并调控其相互作用，设计了一种新颖的三维非对称金属超构表面。通过对参数空间中手性quasi-BICs的有效激发，成功地实现了对其Q值和CD响应的独立控制，并且在中红外波段同时获得了高Q值（~938）和强CD（~0.67）的手性quasi-BICs谐振。该超表面为光与物质的手性相互作用提供了新方案，可广泛应用于手性药物分析、手性激光产生和量子纠缠等领域中。