连续体中的光子束缚态的进展与展望
发布时间：2023-07-31 08:00:00 阅读数： 286
透视太赫兹光子学的 BIC。来源：超快科学
光与物质之间的相互作用是光子学领域的核心研究重点。具有高品质因数（Q）的谐振腔能够有效地约束光，并表现出超长的辐射寿命，这使它们成为激光、调制器、非线性光学和量子计算等应用的关键。
传统的光约束方法包括微孔谐振器、布拉格微腔、光子晶体等。连续体中的束缚态（BIC）是一种独特的非辐射模式，存在于光线之上的辐射连续体中。然而，它们的固有光场仍然可以被限制在结构上，而不会泄漏到自由空间中，从而表现出无限辐射 Q。
BIC 提供了一种实现极高 Q 值谐振腔的通用方法，为增强光物质相互作用提供了一种强大的机制。在过去几十年中，BIC 已在各种光子结构中建立起来，其基本物理机制也得到了深入探讨。
在过去几年中，大量文章报道了 BIC 在不同领域的各种应用。虽然也有多篇关于光子 BIC 的综述文章对近年来的进展进行了指导和总结，但却忽略了 BIC 在太赫兹光子学中的应用前景。
最近，南方科技大学丛龙清教授团队在《超快科学》（Ultrafast Science）杂志上发表了题为 "连续体中光子束缚态的最新进展与展望 "的在线综述文章。这篇文章在总结了光子束缚态的最新成果和有趣应用之后，对束缚态在太赫兹光子学中的应用进行了展望，这将更新这一快速发展领域的文献库。
综述首先从两个角度讨论了对 BIC 的解释，即多极子的远场干扰和拓扑电荷的近场特性。然后重点介绍了通过工程拓扑电荷操纵 BIC 远场辐射特性的最新研究成果。
随后，将最新的应用发展分为手性光和涡旋光束生成、谐波生成、传感器和激光。最后，全面概述了太赫兹机制中 BIC 的当前进展，并展望了它们在太赫兹生成、检测、调制、传感和隔离方面的潜在应用。
BIC 在理论和应用方面的最新进展对光子设备中的工程共振有着深远的影响。随着光子学领域在工业应用中的不断扩展，BIC 支持的光子学预计仍将是一个非常活跃的研究领域，不仅会推动经典光学体系的进一步发展，还会推动量子光子学的发展。
参考资料
Guizhen Xu et al, Recent Advances and Perspective of Photonic Bound States in the Continuum, Ultrafast Science (2023). DOI: 10.34133/ultrafastscience.0033
